Efecto del incremento de CO2 atmosférico en la productividad de las plantas
Tomás Osuna Enciso
Nutrición Vegetal y Precosecha
CIAD Unidad Culiacán
La concentración de CO2 global se mantuvo estable, alrededor de 270 ppm, en los últimos 1000 años antes del inicio de la Revolución Industrial (1760-1840). Desde ese tiempo el CO2 ha aumentado constantemente, producto de las actividades humanas que emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera; además, los países en desarrollo continúan su industrialización y siguen quemando cantidades crecientes de combustibles fósiles. Informes de “CO2. earth” señalan que el actual nivel de CO2 es de 404.83 ppm y se estima que a mediados de este siglo llegue a 500 ppm y al finalizar se encuentre entre 700-800 ppm. Ante este cambio en la concentración de CO2 atmosférico se han establecido diversas hipótesis acerca de su efecto en la productividad de las plantas.
El CO2 es el principal sustrato para la fotosíntesis de los vegetales, la mayor parte del carbono capturado por este proceso se incorpora a los compuestos orgánicos en los órganos de la planta. El impacto positivo y negativo del incremento de CO2 en la fotosíntesis, es ampliamente documentado. Según la forma en que las plantas fijan el carbono, las C3 son más favorecidas que las C4 y las de metabolismo del ácido de las crasuláceas (MAC) en concentraciones altas de CO2. En las plantas C3 un alto nivel de CO22 reprime la fotorrespiración, proceso que hace menos productivo a los vegetales, debido a que la enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa (rubisco) fija O2 en lugar de CO2 al inicio del Ciclo de Calvin.
El incremento en la productividad de los cultivos con altas concentraciones de CO2 (600-1200 ppm) ha despertado el interés de los investigadores para estudiar la respuesta de diferentes especies. Sin embargo, los resultados muestran que la magnitud de la mejora en la productividad de las plantas por elevado CO2 depende de diversos factores bióticos y abióticos. Se observa que la respuesta de las plantas al nivel alto de CO2 puede ser limitada por el estrés de nutrientes, principalmente el nitrógeno, altamente demandante en el crecimiento de los vegetales. El mecanismo por el que disminuye la absorción de nitrógeno y otros minerales como el calcio, se debe a una reducción en el flujo de masas impulsada por la transpiración, producto de la baja conductancia estomática en niveles elevados de CO2. En numerosos experimentos se ha demostrado que la alta concentración de CO2 disminuye la conductancia estomática y la evaporación del agua en las plantas haciendo más eficiente su uso y se traduce en mayor disponibilidad de humedad del suelo. Estudios realizados en frutales tropicales (mango, aguacate, plátano y papaya) muestran beneficios en la productividad con el enriquecimiento de CO2, principalmente en aquellas especies que no detienen su crecimiento (papaya y plátano) y que cuentan con estructuras especializadas para el almacenamiento de fotosintatos, es el caso del rizoma en la planta de plátano. Sin embargo, elevadas concentraciones de CO2 en la atmósfera pueden provocar aumento en la temperatura estimulando que la respiración de las plantas se incremente, perdiéndose algunos de los beneficios ganados por el aumento de CO2.
Revisiones sobres el tema concluyen que el incremento de la productividad por elevadas concentraciones de CO2 en especies de cultivo es mucho menor de lo esperado. Si bien, muchos de los resultados positivos se han obtenido en sistemas de cultivos protegidos con condiciones controladas, cuando los estudios se implementan en campo abierto resultan complicaciones debido a la interacción de factores abióticos (disponibilidad de agua, temperatura, luminosidad y viento) y bióticos (plagas, enfermedades y competencia entre plantas de diversas especies).
Finalizamos este breve análisis señalando que el incremento global de CO2 y la temperatura están presentes. Es urgente conocer las implicaciones en el crecimiento y desarrollo de las plantas, con el propósito de preparar las estrategias para un manejo mejor y mantener los estándares de rendimiento de los cultivos.
