Cultivos comerciales como uvas, melocotones las bayas y los bulbos de flores permanecen inactivos en el invierno, esencialmente durmiendo durante el frío estacional antes de que reanuden su crecimiento, florece y fructifica nuevamente en los meses más cálidos.

Una preocupación fundamental para los agricultores comerciales es tener un crecimiento de árboles bueno y sincronizado. El problema en los climas templados de invierno es que las plantas no reciben suficiente enfriamiento, y la reanudación del crecimiento se extiende y algunos cogollos incluso no crecen. Cuando los huertos de árboles inactivos comienzan a crecer aproximadamente al mismo tiempo, esto generalmente hace que el cuidado de los árboles y la cosecha sea más fácil y menos costoso, pero el crecimiento de los árboles y su momento están controlados por las impredecibles artimañas del clima invernal.

Ahora, un grupo de científicos de la Universidad Jazan de Arabia Saudita ha descubierto una nueva forma eficaz de controlar la latencia de las uvas y otras plantas fructíferas. mediante el uso de plasmas de alta tecnología para despertarlos del letargo invernal.

El trabajo puede ayudar a extender el cultivo de frutas y plantas ornamentales nativas de climas templados a partes del mundo donde los inviernos son más suaves. incluido el sur de los Estados Unidos, México, Brasil, Asia del Sur, Sudeste de Asia y Oriente Medio. También puede mitigar los problemas planteados por el aumento de las temperaturas debido al calentamiento global en ciertas partes del mundo.

El trabajo fue realizado por un equipo de científicos formado por Habib Khemira, un horticultor; Zaka-ul-Islam Mujahid, un físico de plasma; y Taieb Tounekti, un fisiólogo vegetal. "Se espera que los métodos artificiales para liberar la latencia sean más importantes en el futuro cercano debido al calentamiento global, "dijo Mujahid, quien presentará el trabajo la próxima semana en la 71.a Conferencia Anual de Electrónica Gaseosa de la Sociedad Estadounidense de Física y en la 60.a reunión anual de la División de Física del Plasma de APS, que se lleva a cabo del 5 al 9 de noviembre en el Centro de Convenciones de Oregon en Portland.

Aunque el método funcionó en el laboratorio, todavía necesita ser probado en el campo y demostrar que es comercialmente viable y económicamente viable para beneficiar la producción de alimentos a escala industrial.

Dormir, Quizás a Bud

Mientras el frío invierno avanza lentamente hacia los huertos solitarios, los cultivos sienten las noches más largas y los días más enérgicos y se adaptan volviéndose inactivos. A partir del otoño se despojan de sus hojas, ralentizar su actividad metabólica y entrar en un estado de "sueño" en el que persistirán durante los meses fríos.

Las plantas se liberan de su letargo de Jack Frost por el frío del invierno. Sienten el frio realizar un seguimiento de los días gélidos en pleno invierno, y cuando ocurran suficientes de esos días fríos, las plantas responden aumentando sus procesos metabólicos que conducen a la brotación y al crecimiento de los brotes cuando llegan los días más cálidos de la primavera.

Pero cuando las plantas se cultivan en regiones de invierno suave o el clima se vuelve más cálido, es posible que no reciban suficiente enfriamiento para liberar sus cogollos a tiempo. A veces con patrones climáticos inestables, encontrarás flores, frutos y brotes latentes, todos en el mismo árbol al mismo tiempo. Sobre un huerto entero, esto puede causar una maduración asincrónica de los cultivos, un resultado indeseable para los agricultores porque complica operaciones como el control de plagas, aumenta los costos laborales y reduce el rendimiento.

Uno de los desafíos para la agricultura moderna es encontrar formas de impulsar el máximo número de brotes en las plantas para que crezcan, y dar flores y frutos al mismo tiempo. Esto equivaldría a un área foliar más grande para alimentar la fruta en crecimiento, ya una cosecha más grande que estará lista para recoger al mismo tiempo.

Una solución novedosa que comenzó con una discusión informal

El equipo de Arabia Saudita logró una nueva forma de engañar a las plantas para que salieran del letargo sometiéndolas a plasmas. que son especiales, caliente, gases ionizados a veces denominados el cuarto estado de la materia, junto a los sólidos, líquidos y gases ordinarios. Puedes encontrar plasmas en los rayos, núcleos estelares, auroras celestiales y letreros de neón de la vieja escuela.

Los científicos usan plasmas para todo, desde alimentar reactores de prueba de fusión hasta esterilizar implantes médicos. El equipo los usó específicamente para tratar vides de uva inactivas.

Descubrieron que la exposición al plasma provoca un estrés oxidativo dentro de la planta, exactamente las mismas señales inducidas por el frío en las células de las plantas inactivas a las que los brotes responden al despertar. Al tratar las yemas de uva con los plasmas, Los investigadores descubrieron que podían liberar la inactividad de la planta, y mucho más rápido que el clima y de manera más segura que los métodos artificiales existentes. que se basan en rociar los cultivos con productos químicos.

Mujahid dijo que el trabajo comenzó a partir de una discusión informal que tenía con su colega Khemira, investigador principal del Centro de Investigación y Estudios Ambientales de la Universidad de Jazan. Khemira estaba describiendo su trabajo sobre el estrés oxidativo en las yemas de uva, y descubrieron que nadie había intentado utilizar plasmas para provocar estrés oxidativo y liberarlos del letargo. Pronto probaron el enfoque, Y funcionó. Taieb analizó las muestras y descubrió que efectivamente el tratamiento con plasma provocó un estrés oxidativo similar al que se logra con el frío natural y la cianamida de hidrógeno.

"Algunos de los resultados de nuestro primer experimento exitoso fueron fenomenales, y no podíamos creer que fuera verdad "Dijo Mujahid. Incluso unos pocos minutos de tratamiento con plasma en cogollos que nunca vieron un clima frío permitieron que las plantas lograran resultados similares, si no mejor, brotación como lo hicieron las plantas de control que experimentaron condiciones óptimas de frío (60 días de exposición a temperaturas de alrededor de 5 grados Celsius).

Probaron el enfoque en diferentes variedades de uvas de diferentes áreas y descubrieron que funcionaba de manera confiable en todas ellas. Por lo general, los productores solucionan el problema de la falta de enfriamiento rociando los árboles con productos químicos como cianamida de hidrógeno. El problema es que la cianamida de hidrógeno u otros químicos solo son efectivos si la planta asegura una proporción significativa de su requerimiento de enfriamiento del frío natural. Además, La cianamida de hidrógeno también es tóxica para los humanos. la vida silvestre y las plantas mismas. Debido a esto, la sustancia química ha sido prohibida en varios países, Dijo Khemira.

Ya sea el nuevo, Un enfoque más ecológico que utilice plasmas para tratar los despegues de cogollos inactivos dependerá de varias cosas, incluso si funcionaría eficazmente en el campo tan bien como lo hizo en el laboratorio. Debe probarse en cultivos distintos a la uva, y también debe tenerse en cuenta el costo del equipo.

"Todavía hay mucho trabajo para probar la efectividad y la viabilidad, ", Dijo Mujahid." Estamos en el proceso de determinar los parámetros adecuados para llevarlo al campo, pero podría estar en uso dentro de unos pocos años ".

Khemira dijo que si se resuelven los aspectos prácticos y el nuevo enfoque realmente resulta comercialmente viable, revolucionaría la forma en que cultivamos muchos cultivos. Los investigadores han solicitado una patente para el método y el sistema de administración.