Date post: | 10-Jan-2017 |
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Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas, PhDDIRECTOR
DIVISION DE GENERACIÓN, EXCOGITACIÓN Y TRANSFERENCIADE CONOCIMIENTO
BIOTEKSA, S.A. DE C.V.Registro Nacional de Instituciones y Empresas Científicas y
Tecnológicas RENIECYT 14541
Instituto de Investigación Lightbourn A.C. www.institutolightbourn.edu.mx
RENIECYT [email protected]
Factores Bioclimáticos Críticos Incidentes en el Equilibrio Suelo, Planta, Agua, Atmósfera en el Cultivo de Manzana
(Malus domestica Borkh)
Factores que Afectan el Cultivo de Manzano
Relación SUELO-PLANTA-AGUA-ATMÓSFERA
Radiación
TemperaturaSalinidad
Agua
Abenavoli et al., 2012
Presa Enero Junio
A. González 72 42
El Rejón 34 28
Chihuahua 28 23
Las Lajas 48 27
El Granero 51 45
Las Vírgenes 44 30
La Boquilla 54 35
San Gabriel 53 28
El Tintero 26 17
Porcentaje de Almacenamiento de Agua en las Presas de Chihuahua
(Junio del 2012)
El Agua en Chihuahua1941 - 2011
2012
54.8%
Precipitación Promedio Anual
(1941-2005)
www.codigodelicias.com; SMN, 2012;Consenso del XXII foro de predicción climática en la República Mexicana, 2012
Precipitación Pluvial
Consumo de Agua de Manzano
Parra et al., 2005; Legarreta et al., 2011
1.6 Kg de Manzana 1 m3 de agua
95 % de las hectáreas cultivadas con manzano en México obtienen el
agua del subsuelo
Profundidad de Pozos para Extracción de Agua
El Suelo
50% Sólido20 % Líquido
30% Gas
El tamaño de las partículas sólidas puede variar desde fracciones coloidales, hasta
fragmentos rocosos y de cuyo arreglo dependen la porosidad, la estructura y la
densidad aparente.
Nilsen y Orcutt; 1996; Flores y Alvarado, 2008
CilindrVascular
Xilema FloemaEndodermis
Parénquima cortical
Epidermis
Pelos Radicales
Porción relativamente delgada de tierra firme constituido por minerales y materia orgánica.
Degradación del Suelo en MéxicoLa degradación del suelo se refiere a los procesos inducidos por las actividades humanas que provocan la disminución de su productividad biológica o de su biodiversidad, así como de su capacidad actual y futura para sostener la vida humana.
Nivel de Degradación Química del Suelo en México
LigeraModeradaFuerteExtremaSin degradación aparente
92.7 %
Fertilidad
Oldeman, 1988; SEMARNAT, 2012
Degradación Física del Suelo
Efectos de la Salinización del Suelo
Sodio
Bicarbonatos
Magnesio
Otros iones
Evapotranspiración
Precipitación Riegos Salinos Precipitación Riegos Salinos Precipitación Riegos Salinos
InfiltraciónInfiltración de la escorrentía
Zona salina
Pessarakli, 2005; Thomson y Walworth, 2006; Legarreta, 2011
K+
K+ K+Na+Na+
Na+Cl-
Cl-Cl-
SO4
SO4
SO4Ca+ Ca+Ca+
Orcutt y Nilsen, 2000 Abenavoli et al, 2012
Efectos de la Salinización del Suelo
pH
O2
Nutrientes
Daños Mecánicos
Necrosis
H2O
Agua de mediana a altamente salina
Eutrofización
2 %
98 %
Na+Na+
Na+ Na+
Na+ H+
ATP
ADP
PiNa+
Sales
Nutrientes Limitados por Suelos Salinos
•Cobre•Hierro•Zinc•Manganeso
•Potasio•Calcio•Magnesio•Fósforo
SueloSalino
Citoplasma
Orcutt y Nilsen, 2000; Shi et al., 2002 ; Munns, 2005; Abenavoli et al., 2012
Efectos de la Salinización del Suelo en las Plantas
Deficiencias en Manzano por Salinidad de Suelos
HierroCatalizador en la síntesis de clorofila
BoroPotasio
Salisbury y Ross, 1994; Nieves-Cordones et al., 2012
Deficiencias provocan la Inhibición de la síntesis de ADN y ARN
CaCO3 + H2SO4 Ca+2 + SO4-2 + H2O + CO2
Primera Ley de la Termodinámica
ΔE = q - WΔE = Cambio en la energía interna del sistema
q = Calor añadido al sistema
W = Trabajo realizado por el sistema
q < W q > W
Gel Sólido Líquido Cristalino Desorganización de Membrana
Nilsen y Orcutt, 1996; Thomson y Walworth, 2006; Lightbourn, 2012
Efecto de la Temperatura en el Crecimiento y Desarrollo de las Plantas
Temperatura EnergíaCinética
Lightbourn, 2011; Źróbek-Sokolnik, 2012
Congelación
Frío
Altas Temp.
La temperatura Climática Afecta las Plantas de Tres Formas
Las temperaturas extremas limitan la supervivencia en
forma Booleana: si/no = 1/0.
1 2 3
Lightbourn, 2011; Źróbek-Sokolnik, 2012
Efecto de las Horas Frío
Unidad Frío 1 h a 2.5 < T < 9.1
Manzano = UF > 1200
CalentamientoGlobal
UF=
1. Retraso de brotación2. Flores pequeñas3. Periodo de floración
prolongado4. Bajo rendimiento5. Baja calidad de
frutos
Reducción de horas frío:
González-Portillo et al., 2008
Año UF Promedio
2006 712
2007 945
2008 950
2009 724
2010 1126
2011 650
2012 861
Promedio de UF obtenidas de 12 estaciones de Chihuahua por el
método de Richardson
H2SO4
ΔE = q - WDifusión Lateral
Flexión Rotación
Flip - Flop
Efecto de las Horas Frío
1970-2004
2°C
Rompedores de Dormancia
Nilsen y Orcutt, 1996 ; IPCC, 2007 ; Legarreta et al., 2011; Lightbourn, 2012
4,6-Dinitro-2-sec-butylphenol
Días JulianosET
(mm
·día
-1)
Activ
idad
Enz
imati
ca
Temperatura (°C)
Desnaturalización
Efectos de Temperaturas Elevadas en Árboles de Manzana
Taiz y Zeiger 2002; Parra et al., 2005; SEMARNAT, 2012
Temperaturas máximas en México del 30 de Julio al 05 de Agosto del 2012
1. El fruto crece con base en la división celular, aunque también se presenta alargamiento celular
2. Crece debido a la división y alargamiento celular
3. Crece por alargamiento celular.
El crecimiento de las manzanas se puede dividir en tres etapas:
K+
K+ K+Na+Na+
Na+
Cl-
Cl-
Cl-
SO4
SO4
SO4Ca+ Ca+Ca+
Efectos de Temperaturas Elevadas en Árboles de Manzana
Citotoxicidad
Na+ Na+
Orcutt y Nilsen, 2000; Wahid et al., 2007; Mitra y Bhatia, 2008; Źróbek-Sokolnik, 2012
Síntomas Morfológicos
Quemaduras de sol en hojas, ramas y tallo
Senescencia y abscisión de hojasDaño y decoloración de frutosInhibición del crecimiento del tallo y raícesReducción de la producción
Estoma
Imagen infrarroja de una planta de pimiento morrón
(Culiacán, Sinaloa).
SO4
25 °C 47 °C
46.4 °C
Sistema fotosintético
Síntomas a Nivel Sub-Celular
Generación de ATP
Fotosistema II
Fotosíntesis
30 °C
40 °C
Total Inhibición
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
Incremento de Fluidez en Membranas Síntesis de Carbohidratos
Nucleótidos y Proteínas
Carpentier, 2005; Allakhverdiev et al., 2008
Incremento Global de la Temperatura
IPCC, 2007
TemperaturaGases de
Efecto Invernadero ≈70 %
1970
2004
CO2 CH4
N2OCFC´s
UVCFC´s
Castilla, 2007; Björn y McEnzie, 2008; Carrasco-Ríos, 2009; Prado et al., 2012
Incremento de Radiación UV
Espectro Solar
UV O3
0.6 %anual
Tautocronía y Dicroísmo de la Luz
EnergíaAb
sorc
ión
de L
uz A
zul
Abso
rció
n d
e Lu
z Roj
a
Pérdida de CalorEstado de
Excitación Menor
Estado de Excitación Mayor
Fluorescencia
Nivel Base
Rojo
Azul
λ
AbsorciónFluorescencia
Taiz y Zeiger, 1998; Carey, 2006; Lightbourn, 2010
UV
Daños por Radiación Ultravioleta
HISTIDINA
PRODUCCIÓN DE ROSRADIACIÓN EN MÉXICO
Mahdavian et al., 2008; Björn y McEnzie, 2008; Prado et al., 2012
Dímeros de Pirimidína
CPD
(6-4) fotoproductos
Lado del Invernadero
Radiación UV-A + UV-B
(μW/cm2)Radiación UV-C
(μW/cm2)
Norte 250 18.9
Sur 845 60.5
Este 409 19.7
Oeste 455 35.2
Radiación UV dentro de un invernadero(Culiacán Sin., Diciembre 2011)
Björn y McEnzie, 2008; Carrasco Ríos, 2009
Daños por Radiación Ultravioleta
PROTÓNUV
Respuestas al Daño por Radiación Ultravioleta
Disminución del área foliarMenor densidad de estomasMenor elongación de tallosDeposición de ceraMetabolitos secundarios (flavonoides, antocianinas)
Solovchenko y Schmitz-Eiberger, 2003; Prado et al., 2012
Productividad
Alta Competitivid
ad
Cambio de FlujoLógica
CircularTopologíaSimetría
Sincronización
Ritmos Biológicos
Oscilaciones
Metabólicas
Singularidad de Fase
Morfología Temporal
Difusión Molecular
Nutrición Genomátic
a
Continuum
Homeo-morfismo
HomotropíaHomología
Co-Homología
Dinámica
Ingeniería Metabólica Lightbourn
ESTRATÉGICA TÁCTICA
BIOTEKSA ESQUEMAS DE NUTRICIÓN INTEGRALED
ÁFIC
OS
FOLI
ARES
FOLI
ARES
NUBI
OTE
KUL
TRA
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ULTR
A
Preparación y acondicionamiento de suelosNutrición microbiológica Coloidal Amfifilica Enantiomórfica
MBL®
ETAP
AS F
ENO
LÓGI
CAS
DEL
DESA
RRO
LLO
VEG
ETAL
INICIO FIN
Eficacia y asertividad en el arranque / Acompañamiento técnico
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
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NU
BIO
TEK
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Potenciadores y mejoradores de hojas, flores y frutosNutrición molecular Coloidal Amfifilica Enantiomórfica
MBL®
Incidencia en necesidades especificas de productor y mercado
Peso
Colo
r
Biom
asa
Arom
a
Sabo
r
Form
a
Tam
año
Cons
isten
cia
Cort
es
Vida
ana
quel
Alcances estratégicos de producción
Fertilización tradicional con uso de sales
Detección de deficiencias fisiológicas y productivasConsultores Especializados en Nutrición Vegetal Bioteksa
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
CLUSTER-cultivo-
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OTEK
HYPE
R
Incidencia en necesidades especificas de productor y mercado
Peso
Colo
r
Biom
asa
Arom
a
Sabo
r
Form
a
Tam
año
Cons
isten
cia
Cort
es
Vida
ana
quel
Alcances tácticos de producción
Degradación de suelosExterminio de fauna microbiana
Compactación, lixivación y escurrimientosBloqueo radicular / Ausencia integral y consistente de nutrientes
INICIO FINEstrés de la planta / Arranque ineficaz de la producción
Soluciones y acompañamiento táctico en las deficienciasNutrición molecular Coloidal Amfifilica Enantiomórfica
MBL®
Gap de adquisición
Mejoras significativas: tangibles y medibles
T E C H O S Ó P T I M O S D E P R O D U C C I Ó N V E G E T A L
No tenemos competencia: nadie hace lo mismo ni de la misma forma, por lo que hacemos
competitivos a nuestros clientes ya que sus productos obtienen mejor color, olor, sabor y
son libres de contaminantes
Modelo termodinámico: balanceamos las energías de la planta en función del
trabajo de acuerdo con factores críticos como temperatura, humedad, etc., dando a la planta el máximo impulso con el mínimo
esfuerzo Nutrientes Ultra-asimilables
Economía de Recursos
Modelo Bioquímico Lightbourn
¡Gracias!Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas, PhD
DIRECTORDIVISION DE GENERACIÓN, EXCOGITACIÓN Y TRANSFERENCIA
DE CONOCIMIENTOBIOTEKSA, S.A. DE C.V.
Registro Nacional de Instituciones y Empresas Científicas y Tecnológicas
RENIECYT [email protected]
Instituto de Investigación Lightbourn A.C. www.institutolightbourn.edu.mx
RENIECYT [email protected]