Respuesta ecofisiológica al estrés hídrico de clones de Populus en la provincia de Mendoza: análisis a escala de rodal y en condiciones experimentales controladas

Abstract

La actividad forestal en la provincia de Mendoza se centra en el género Populus, el cual incluye especies arbóreas de crecimiento rápido, pero vulnerables al déficit hídrico. En Mendoza, el riego es una práctica fundamental para el desarrollo de cualquier cultivo debido al clima árido con precipitaciones de 250 mm.año-1. Desde hace aproximadamente 12 años, la provincia viene enfrentando una crisis hídrica que ha afectado el caudal de sus ríos y la consecuente disponibilidad de agua para el riego. A pesar de ello, y de la importancia del género Populus en la actividad forestal de Mendoza, aún no se han realizado estudios que evalúen el efecto de la reducción en la disponibilidad de agua en el desarrollo de los macizos forestales de álamo en el contexto actual. El objetivo general de esta tesis es determinar los efectos de la sequía sobre la productividad de las plantaciones en macizo de los clones de Populus con mayor superficie cultivada en los oasis irrigados de la provincia de Mendoza, y de otros aún no implantados en la región. Para eso, en primer lugar, se caracterizó el estado actual de plantaciones cerca del turno de corte en el Valle de Uco. Para ello, se evaluaron las características estructurales y edáficas de cinco plantaciones de Populus × canadensis ‘Conti 12’ y ‘Guardi’. Las plantaciones presentaron heterogeneidad estructural intra macizo, con gradientes en parámetros de rendimiento, como área basal y altura media dominante, asociados con la ubicación geográfica del ingreso del agua de riego. Adicionalmente, algunos sitios presentaron una anticipación en la edad en la cual los árboles alcanzaron el máximo incremento en área basal (BAI). En estos sitios, tal momento coincidió con el inicio de la emergencia hídrica en la provincia de Mendoza y la reducción del caudal del río Tunuyán. A modo de demostrar que la anticipación del momento del máximo BAI de los álamos estuvo relacionado a la reducción del agua de riego y que los árboles estuvieron sometidos a períodos de estrés hídrico, se seleccionó una plantación y en ella se estudió el efecto de las variables hidrometeorológicas (temperatura media, precipitación, índice estandarizado de precipitación-evapotranspiración (SPEI) y caudal del río Tunuyán) correspondientes al período primavera-verano. Allí se reconstruyó la historia de vida de los árboles a través del incremento en área basal, composiciones isotópicas de carbono (δ13C) y oxígeno (δ18O), discriminación del 13C (Δ13C) y eficiencia intrínseca en el uso de agua (iWUE) a partir de los anillos de crecimiento. El δ13C se asoció negativamente con en el crecimiento radial y positivamente con el δ18O de los anillos de crecimiento indicando que los árboles experimentaron condiciones de estrés hídrico durante su ciclo de vida. Asimismo, los índices de correlación mostraron que el δ13C, δ18O, Δ13C e iWUE se asociaron significativamente con el caudal del río Tunuyán durante la estación de crecimiento. Esto sugiere que el δ13C, δ18O, Δ13C e iWUE son indicadores de la variación en la disponibilidad de agua para el riego durante la estación de crecimiento. En forma experimental, se evaluó el comportamiento de clones Populus deltoides y Populus × canadensis bajo estrés hídrico de corto y largo plazo en condiciones semi-controladas (invernáculo). Para este análisis comparativo se seleccionaron cuatro clones de Populus × canadensis (‘Conti 12’, ‘Guardi’, ‘I-214’ and ‘I45/51’) y cuatro clones de Populus deltoides (‘Stoneville 67’, ‘Catfish 2’, ‘Dvina’ and ‘Australiano 129/60’). En primer lugar, y para la simulación del estrés hídrico de corto plazo, se impusieron tres tratamientos hídricos a plantas de 6 meses de edad: bien regadas (WW, acrónimo del inglés Well-watered), 5 días de retirada de riego seguidos de un nuevo riego (-5+RW), y 9 días de retirada de riego seguidos de un nuevo riego (-9+RW). Los clones presentaron diferentes estrategias para afrontar el déficit hídrico, lo que dio lugar a efectos variables en el crecimiento de la planta. El clon de hoja pequeña 'Australiano 129/60' mostró un fuerte control estomático y mantuvo un elevado incremento del área foliar durante el periodo de déficit hídrico. Estas estrategias se asociaron con un alto crecimiento relativo bajo ambos tratamientos de escasez de agua. Adicionalmente, para la evaluación del efecto del estrés hídrico de largo plazo se impusieron tres tratamientos hídricos en plantas de 1 mes de edad durante 5 meses: Bien regadas (WW) en que las plantas fueron mantenidas cerca de la capacidad de campo, con contenido de agua en el suelo (SWC) de ~30%; restricción hídrica moderada (RM) en que las plantas crecieron en condiciones de SWC ~20%; y restricción hídrica severa (RS), con SWC ~10%. Los clones presentaron un continuum de comportamientos hídricos y distintos mecanismos de resistencia al déficit hídrico. Los clones de comportamiento más cercano al anisohídrismo (‘I-214’, ‘I45/51’, ‘Guardi’ y ‘Australiano 129/60’) presentaron mayor resistencia a la cavitación y mayor acumulación de biomasa bajo condiciones de déficit hídrico. La capacidad de ajuste de las relaciones hídricas foliares (regulación osmótica y del módulo de elasticidad la pared celular) y la iWUE no estuvieron asociadas a la tasa de crecimiento bajo condiciones de baja disponibilidad de agua o al comportamiento hídrico. ‘Australiano 129/60’ presentó un comportamiento más anisohídrico asociado a una moderada resistencia a la cavitación y una alta acumulación de biomasa bajo condiciones óptimas de disponibilidad de agua. Además, bajo condiciones de restricción hídrica este clon presentó un crecimiento moderado, capacidad de ajuste osmótico y aumento de la WUE. Los resultados encontrados en esta tesis emergen como un acercamiento inicial en la búsqueda de genotipos más aptos para las condiciones ambientales de cultivo en Cuyo. El clon P. deltoides ‘Australiano 129/60’ presentó una variedad de mecanismos de resistencia a la sequía que lo ayudaron a sobrellevar las condiciones de restricción hídrica y que podrían brindar a este clon un mejor desempeño en los macizos forestales bajo riego de la provincia de Mendoza. Cabe resaltar la necesidad de la realización de estudios que evalúen el comportamiento de los clones en condiciones de campo. Estos resultados, y la necesidad de contar con clones resistentes a la sequía para establecer plantaciones más sostenibles, ponen de manifiesto la necesidad de seguir investigando y de considerar clones de álamo alternativos a los que se utilizan en la actualidad en la provincia de Mendoza.