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DIFERENCIA ENTRE TEMPERATURA FOLIAR DE LA ALFALFA
Y DEL AIRE INFLUENCIADA POR EL DÉFICIT DE PRESIÓN DE
VAPOR EN LA COMARCA LAGUNERA
Difference between foliar and air temperature in alfalfa as influenced by the vapor pressure
deficit in the Comarca Lagunera
Edmundo Castellanos P1., Paulina L. Andrade C.2, J. Santos Serrato C. 1,
Salvador Berumen P1.
Profesor Investigador de la Facultad de Agricultura y Zootecnia-UJED; 2Egresada de la Maestría en
Agricultura Orgánica Sustentable, MAOS-FAZ-UJED.
e-mail: ecastellmx@yahoo.com.mx
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RESUMEN
En un cultivo de alfalfa recién irrigada, con la finalidad de
conocer la relación de la diferencia entre la temperatura foliar
y la temperatura del aire con el déficit de presión de vapor del
aire, se usó el método propuesto por Idso y colaboradores el
cual se basa en la temperatura foliar tomada con un termómetro infrarrojo. El estudio se llevó a cabo en el campo agrícola
experimental de la Facultad de Agricultura y Zootecnia en el
Municipio de Gómez Palacio, Dgo. en el verano de 2011. La
mejor ecuación encontrada correspondió a la información tomada a las 12 PM con R2 = 0.394. Al agregar la información de
las 10 AM el modelo de regresión no incrementa el coeficiente
de determinación. Sin embargo al analizar la información de
las 10 AM, 12 PM y 2 PM el coeficiente de determinación bajó
notablemente (R2=0.127), por lo que es necesario medir las variables de radiación solar y velocidad del viento, para encontrar
una mejor relación entre la diferencia de temperaturas foliares y
del aire como respuesta al medio ambiente.
Palabras clave: Alfalfa, temperatura foliar, déficit.
SUMMARY
In non- water- stressed alfalfa, the Idso and colleague method was used in order to find the relationship between foliar-air
temperature differences vs. air vapor pressure deficit, using an
infrared thermometer. The research was carried out at the field
of the Facultad de Agricultura y Zootecnia, Municipality of Gomez Palacio, Dgo. in the summer of 2011. The best equation
was found for the hour 12 PM with R2 = 0.394. Adding data
measured at 10 AM the model of regression did not increase
its coefficient of determination. However, analyzing data of 10
AM, 12 PM and 2 PM together, the coefficient of determination
decreased notoriously (R2=0.127). It is necessary to measure
solar radiation and wind speed to find a better baseline between
foliar-air temperature differential responding to the environment.
Key words: Alfalfa, foliar temperature, deficit
INTRODUCCION
En México la producción de leche de ganado bovino es una
de las principales actividades económicas, en la Comarca Lagunera existe una gran demanda de los cultivos forrajeros ya
que esta se sitúa como la principal cuenca lechera del país por
lo que es importante contar con forrajes de calidad en la región.
La producción de forrajes se basa en pocas especies como
maíz (Zea mays), sorgo (Sorghum bicolor) y especialmente
alfalfa (Medicago sativa) (Reta et al., 2010). La alfalfa es un
forraje con un aporte alto de proteína cruda para los rumiantes,
sin embargo, tiene un alto nivel evapotranspirativo con respecto
a la materia seca producida (Castellanos et al., 2005). El riego
es la práctica más importante en las zonas áridas para obtener mejores rendimientos de los cultivos, donde aún se trabaja
para establecer programas de riego adecuados a las necesidades hídricas de éstos (Gonzalez et al., 2000).
Una de las funciones de la superficie vegetal a través de
evaporar el agua de ésta a la atmósfera es funcionar como un
estabilizador de la temperatura de las hojas ante la demanda
evapotranspirativa del ambiente atmosférico. A partir de esto,
Jackson et al. (1981) presentaron la teoría del balance energético que separa la radiación neta en calor sensible del aire y
calor latente que incide en la transpiración. Las mediciones de
la temperatura foliar con termómetros infrarrojos ha sido una
herramienta importante para detectar el estrés hídrico en los
cultivos (Cohen et al., 2005; Yuan et al., 2004).
El uso de la diferencia entre temperatura foliar y el aire para
detectar estrés hídrico en las plantas está basada en dos asunAGROFAZ
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ciones, primero, un cultivo bien irrigado transpira a su potencial
máximo, resultando que la temperatura de la hoja sea más baja
que la temperatura del aire, segundo, a medida que el déficit
hídrico aumenta, la transpiración declina y la temperatura de la
hoja aumenta relativamente a la temperatura del aire (Preston
et al., 1992).
El índice de estrés hídrico del cultivo (CWSI; Jackson et al.,
1981; Idso et al., 1981) ha recibido más atención que cualquier
otro índice de estrés hídrico. Es derivado del balance de energía donde, para determinadas condiciones meteorológicas, un
rango de diferencias de temperaturas foliares con respecto a
las del aire existen dentro de un límite inferior (donde no hay
estrés hídrico) y un límite superior (estrés hídrico completo donde no hay transpiración). La medición de la diferencia de temperatura entre hojas y aire deberá caer dentro de estos límites,
donde un valor de cero indica no estrés hídrico y un valor de
la unidad indica estrés hídrico completo (Pinter et al., 1983;
Colaizzi et al., 2012). El CWSI se ha usado en la detección del
estrés hídrico de manera no destructiva para la programación
de la irrigación de los cultivos (Alderfasi y Nielsen, 2001; Balota
et al., 2007; López et al., 2009; Sneha et al., 2013), además el
arribo del termómetro infrarrojo comercial ha hecho este método útil en la detección del estrés hídrico en las plantas (Alves y
Pereira, 2000)
Algunos trabajos donde se ha obtenido el CSWI son: Idso et
al. (1981) para el cultivo de alfalfa en Manhattan Kans., Lincoln
Nebraska, St Paul Minn., y Mesa Ariz., reportan una línea base
inferior que se ajusta a la ecuación Y = 0.506 – 0. 192X con r =
0.953, donde “Y” es la diferencia de la temperatura foliar menos
la temperatura del aire, y “X” es el déficit de presión de vapor del
aire, registrando valores entre 0 y 12° C entre la diferencia de la
temperatura foliar y la temperatura del aire. Idso et al. (1984) en
Phoenix Ariz. presentan para seis variedades de trigo las líneas
bases con las variables anteriormente mencionadas. Usman et
al. (2010) presentan las líneas base en algodón con la línea
base sin estrés hídrico con R2 = 0.81.
El objetivo fue obtener la relación entre la diferencia entre
la temperatura foliar y la temperatura del aire con el déficit de
presión de vapor en el cultivo de alfalfa en el verano en la Comarca Lagunera.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se realizó en el campo agrícola de la
Facultad de Agricultura y Zootecnia de la Universidad Juárez del
Estado de Durango en Venecia, Mpio. de Gómez Palacio Dgo.,
situada en el km 30 de la carretera Gómez Palacio-Tlahualilo,
Dgo. en las coordenadas 25° 46´ 56” latitud norte y 103° 21´02”
longitud oeste. El clima es árido con lluvias principalmente en
verano y lluvia escasa en invierno con un promedio anual de
200 mm. El promedio de la temperatura del mes más frío es
entre 10° y 20° C y el del mes más caliente entre 20° C y 30° C.
El muestreó se llevó a cabo en un área de alfalfa de la variedad
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cuff 111 sembrada en el campo de la Facultad en el verano de
2011.
Se determinó la línea base inferior de plantas sin estrés hídrico en la alfalfa de acuerdo a Sammis (1996) siguiendo la
técnica propuesta por Idso et al. (1981). Se obtuvo una línea de
regresión entre la diferencia de la temperatura de las hojas de
alfalfa menos la temperatura del aire. Las mediciones se hicieron en ocho fechas de muestreo. Una en el mes de Julio, cinco
en el mes de Agosto, y dos en el mes de Septiembre. Para cada
fecha de muestreo se seleccionaron 10 plantas completamente
al azar donde a la cubierta superior de la planta le fue medida la temperatura con un termómetro infrarrojo CPS Tmini12
(Temp-Seeker) y al mismo tiempo fue medida la temperatura
del ambiente con un termómetro Extech Instruments, mientras
que la humedad relativa con un higrómetro (Hygrochek). La
diferencia entre la temperatura de la hoja y del aire
fue la variable dependiente y el déficit de presión de
vapor del aire fue la variable independiente. El déficit de presión de vapor del aire (DPV) fue calculado
de acuerdo a Sammis (1996):
DPV = Ew (1 – HR)
donde:
DPV: déficit de presión de vapor del aire (kPa)
HR: humedad relativa
Ew: presión de vapor a saturación (kPa), donde esta es
calculada por:
Ew = 3.38639 [ (0.00738 T + 0.8072)^8 - 0.000019 |1.8 T
+ 48| + 0.001316) ]
donde:
T: temperatura del bulbo seco en °C, para temperaturas
de – 51 a + 54 °C, donde T se estimó de acuerdo a Morales
(comunicación personal):
T = - 0.81 + 1.02Ta
donde Ta es temperatura del aire.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
No se encontró una relación alta entre el déficit de presión
de vapor con la diferencia de la temperatura de la cubierta vegetal menos la del aire para la alfalfa en los meses de Julio,
Agosto y Septiembre. Las doce del día fue la mejor hora para
la información de la variable dependiente, temperatura de la cubierta vegetal menos la temperatura del aire, para relacionarla
con la variable independiente, déficit de presión de vapor del
aire (DVP) con el modelo Th-Ta = 0.06239 – 1.5958 DPV con
R2= 0.3935, n=80 (Fig. 1). Al agregarse la información de las 10
AM de esas fechas a las de las 12 P.M. (n=149) no se incre-
RELACIONES AGUA-SUELO-PLANTA
menta el coeficiente de determinación (Fig. 2). Sin embargo,
con la información de las 10 AM, 12 PM y 2 PM (Fig. 3) el coeficiente de determinación fue demasiado bajo (R2 = 0.12, n=230)
lo que indica que las plantas aumentaron su variabilidad de
respuesta a las 2 PM debido también a otras causas que a las
aquí medidas. Las asunción mencionada por Preston (1992)
de que el cultivo bien irrigado transpira a su potencial máximo
con el resultado de que la temperatura foliar sea más baja que
la temperatura del aire al relacionarlo con el DPV a las 2 PM,
resultó con una gran variabilidad debido a que probablemente
las plantas cerraron parcialmente sus estomas de manera no
uniforme a esta hora. En invierno, con menos radiación solar,
Castellanos et al. (2005) en alfalfa reportan fotoinhibición del
cultivo entre las 2 y 3 PM.
Figura 1. Relaciones entre la temperatura de las hojas menos la temperatura del aire (Th - Ta) y déficit de presión
de vapor del aire (DPV) en alfalfa, durante los muestreos comprendidos el 26 de Julio, 13, 16, 20, 23, 27 de
Agosto, 10 y 12 de Septiembre a las 12:00 h. Venecia, Dgo., 2011.
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Figura 2. Relaciones entre la temperatura de las hojas menos la temperatura del aire (Th - Ta) y déficit de presión
de vapor del aire (DPV) en alfalfa, durante los muestreos comprendidos el 26 de Julio, 13, 16, 20, 23, 27 de
Agosto, 10 y 12 de Septiembre a las 10: 00 y 12:00 h. Venecia, Dgo., 2011.
Figura 3. Relaciones entre la temperatura de las hojas menos la temperatura del aire (Th - Ta) y déficit de presión
de vapor del aire (DPV) en alfalfa, durante los muestreos comprendidos el 26 de Julio, 13, 16, 20, 23, 27 de
Agosto, 10 y 12 de Septiembre a las 10: 00, 12:00 y 14:00 h. Venecia, Dgo., 2011.
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RELACIONES AGUA-SUELO-PLANTA
El estrés hídrico es generalmente el primer factor a considerar sospechoso cuando un estrés es detectado, sin embargo
otros factores pueden estar interactuando tales como deficiencias de nutrientes, plagas o problemas de suelo, los cuales no
son detectados con sensoría remota si no hay información previa de estos problemas (Jackson et al., 1986). Las mediciones
de la temperatura de los cultivos con termómetros infrarrojos
son confiables y no invasivos, pero con la desventaja que se
toman de unos pocos puntos y la uniformidad de la humedad
del suelo para largas áreas puede no ser uniforme (Cohen et
al., 2005). Otra desventaja de acuerdo con estos mismos autores es la variabilidad que hay entre hojas de una misma planta,
lo cual se complica cuando se quiere evaluar el estatus hídrico
de un cultivo debido a la variabilidad inherente de cada planta.
Precaución debe ser tomada en usar el termómetro para el
propósito de comparar cultivos a la respuesta de temperatura.
Como con cualquier variable medida, el valor de la medición es
una función de la calidad de la calibración del instrumento y de
la experiencia del usuario. El conocimiento del instrumental y
de los factores microclimáticos que afectan los resultados por
el uso de los termómetros infrarrojos es importante para evitar
errores (Garrity y O’Toole, 1995). Referente a los factores microclimáticos, se debe poner atención a la temperatura foliar
al medirla, sobre todo en áreas donde la cubierta del cultivo
no es uniforme porque se puede medir de manera indistinta la
temperatura del suelo (Moran et al., 1994). También se deben
considerar otros factores como la radiación neta y la velocidad
del viento ya que Martin et al. (1994) encontraron que para relacionar la diferencia entre temperatura de las plantas y la del
aire los modelos más satisfactorios fueron los que tuvieron las
variables DPV, radiación solar y velocidad del viento, que cuando sólo fue el DPV como variable independiente.
CONCLUSIONES
La mejor hora para medir la temperatura del aire y la temperatura en las hojas en la alfalfa resultó ser las 12 PM ya que fue
cuando mejor se relacionó la diferencia de temperaturas con el
déficit de presión del aire, sin embargo información de la radiación solar y velocidad del viento fueron necesarias para tener
más claridad sobre la baja relación que se encontró a las 2 PM
entre las variables medidas.
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