El investigador Omar García Tejera

El agua es un recurso esencial en las plantas. Absorbida por las raíces, traslada nutrientes y otras substancias por un sistema vascular central hasta ser evacuada por las hojas. Además, contribuye a convertir el dióxido de carbono en oxígeno en la fotosíntesis. Sin embargo, en zonas de clima mediterráneo, el agua puede ser un bien escaso, por lo que muchos cultivos tienen que recurrir al riego para cubrir sus necesidades hídricas. Una investigación de la Universidad de Córdoba (UCO) y del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS) ha observado que la temperatura del suelo influye en la forma en la que la planta adquiere este recurso. En los meses más fríos, la capacidad de absorción de agua por las raíces se reduce produciendo síntomas de marchitez en la planta aun cuando existe en el suelo suficiente agua para satisfacer las demandas de la planta.

El trabajo forma parte de una tesis recientemente defendida en la UCO, en la que se desarrolló un modelo para olivos y almendros. En un modelo los árboles se transforman en fórmulas matemáticas. Esta recreación sirve para comprender cómo se comportará la planta si se varían las condiciones que las afectan, una de las más importantes, la adquisición de agua. “Mediante esta estrategia, podemos pronosticar el comportamiento de estos cultivos y ofrecer, por ejemplo, soluciones adaptadas a las necesidades de los productores para incrementar la eficiencia de sus explotaciones”, explica el investigador Omar García Tejera, autor de la mencionada tesis doctoral, defendida el 22 de julio de 2016 y dirigida por de Luca Testi, del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC), y Francisco Villalobos, del Departamento de Agronomía de la UCO.

Los resultados del estudio de la interacción de la temperatura del suelo y la actividad de las raíces, publicados por el equipo científico conjunto de la UCO y el IAS en Tree Physiology, muestran que existe una reducción de la capacidad de absorción del sistema radical cuando éste es sometido a bajas temperaturas (menores a 15 ^o). En la misma publicación se observa que dicha reducción no está asociada a cambios en la viscosidad del agua con la temperatura, sino que posiblemente tengan que ver con modificaciones de los tejidos que componen la raíz.

Los resultados derivados de este trabajo ponen de manifiesto la necesidad de indagar en los aspectos relacionados con la fisiología de los sistemas radicales si se quiere tener una visión global del comportamiento del árbol bajo distintas condiciones. El trabajo ha sido desarrollado en olivos y almendros.

Un sistema complejo

El trabajo de modelización entiende al vegetal como un sistema complejo. Este enfoque convierte en inputs condiciones que afectan al desarrollo de la planta como el clima, la humedad y el tipo de suelo; y en outputs valores tales como el agua transpirada por las hojas o la fotosíntesis. La modelización ayuda a comprender mejor el sistema de absorción y transpiración de las plantas, por lo que ofrece respuestas que pueden ayudar a mejorar los rendimientos de los cultivos, especialmente cuando el agua escasea.

“Al desarrollar un modelo, podemos jugar con las variables que afectan a los procesos de transpiración y fotosíntesis y observar cómo se comportaría un olivo o un almendro si variamos su régimen hídrico por medio de un sistema de regadío o si lo plantáramos en una zona u otra del planeta con climas diferentes”, indica el investigador. De esta manera, se dan soluciones a necesidades de los productores: desde el agua a destinar para cada ejemplar al tamaño de copa más eficiente para obtener los mejores rendimientos.

Modelización de plantas

La modelización de plantas tiene sus orígenes en los años 70, explica García Tejera. Entonces, grupos de investigación de Estados Unidos y Países Bajos comenzaron a idealizar el comportamiento de cereales a través de fórmulas matemáticas. En el contexto de la Guerra Fría, esta información tenía un alto valor estratégico, ya que EEUU podía calcular las cosechas en la Unión Soviética y, si era necesario, intervenir en el precio de mercado del trigo para perjudicar a su enemigo.

Los modelos matemáticos son recreaciones de la realidad. Sin embargo, como advirtió el estadístico británico George Edward Pelham Box, los desarrolladores son conscientes de que, aunque no son fieles al cien por cien, sí muy efectivos para la búsqueda de soluciones: “En esencia, todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles”, estableció Box en un aforismo, no sin cierta sorna.

Omar García-Tejera, Álvaro López-Bernal, Francisco J. Villalobos, Francisco Orgaz and Luca Testi. ‘Effect of soil temperature on root resistance: implications for different trees under Mediterranean conditions’. Tree Physiol (2016). doi: 10.1093/treephys/tpv126