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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

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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 P

1

., Paulina L. Andrade C.

2

, J. Santos Serrato C.

1

,

Salvador Berumen P

1

.

1Profesor 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

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 termóme-tro 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 to-mada 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 va-riables 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 me-thod 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 Go-mez 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 La-gunera 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 obte-ner mejores rendimientos de los cultivos, donde aún se trabaja para establecer programas de riego adecuados a las necesida-des 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 ener-gético 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

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asun-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 ener-gía 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 don-de no hay transpiración). La medición don-de la diferencia don-de tem-peratura 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 méto-do 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 Co-marca 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.

cuff 111 sembrada en el campo de la Facultad en el verano de 2011.

Se determinó la línea base inferior de plantas sin estrés hí-drico 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 hicie-ron 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 medi-da 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 ve-getal 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 cu-bierta 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

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menta el coeficiente de determinación (Fig. 2). Sin embargo, con la información de las 10 AM, 12 PM y 2 PM (Fig. 3) el coefi-ciente 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

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.

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.

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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

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El estrés hídrico es generalmente el primer factor a consi-derar sospechoso cuando un estrés es detectado, sin embargo otros factores pueden estar interactuando tales como deficien-cias de nutrientes, plagas o problemas de suelo, los cuales no son detectados con sensoría remota si no hay información pre-via 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 auto-res 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 mi-croclimáticos, 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 re-lacionar 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 cuan-do sólo fue el DPV como variable independiente.

CONCLUSIONES

La mejor hora para medir la temperatura del aire y la tempe-ratura 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 radia-ción 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.

LITERATURA CITADA

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