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Variables climáticas y modelos de acumulación térmica

El impacto de la nueva realidad climática en la poscosecha de cerezos

El cambio climático está impactando en la producción agrícola. Con un aumento de temperatura como la principal tendencia, ya se anticipa que las temporadas de baja acumulación de frío serán cada vez más frecuentes, como también lo serán las condiciones de estrés en el periodo de postcosecha de los huertos. En este artículo, el asesor Luis Espíndola analiza la tendencia de los últimos años y propone modelos de acumulación de frío y calor más adecuados a las actuales condiciones.

19 de Agosto 2024 Equipo Redagrícola
El impacto de la nueva realidad climática en la poscosecha de cerezos

En el largo plazo se anticipa que enfrentaremos veranos con condiciones meteorológicas cada vez más extremas, con olas de calor más largas, más intensas y más frecuentes; y con temperaturas récord, como las que hubo este año.

Lamentablemente, en las condiciones de Chile, estos periodos de calor excesivo coinciden con la etapa de poscosecha del cerezo, cuando se están desarrollando dos procesos clave para la producción de fruta de la siguiente temporada: la acumulación de reservas y la diferenciación floral.

Así como las condiciones tórridas del verano de este año, “durante el verano de 2023 predominaron condiciones climáticas de alto estrés para el cultivo, con temperaturas máximas promedio por sobre 30°C hasta bien entrado el mes de marzo. Una condición climática que afectó el adecuado proceso de diferenciación de yemas florales, así como la acumulación de reservas para la temporada”, advierte el asesor Luis Espíndola.

Sin embargo, el de 2023 no fue el primer verano que presentó dichas condiciones. “La temporada 2019/20 tuvimos un récord de 219.500 unidades de estrés (figura 3), alcanzando una acumulación de un 35% más respecto del promedio histórico. 

En la temporada 2022/23 acumulamos cerca de 200.000 unidades de estrés, muy similar a la temporada 2019/20”, precisa el experto.

Las temperaturas máximas fueron anormalmente altas. “Las máximas promedio de 2022/23 fueron mucho más altas que otras temporadas, pero más importante aún es que se registraron hasta abril e, incluso, mayo, siendo que normalmente las temperaturas más altas ocurren en los meses de diciembre y enero.

Esta es una condición que afecta de manera importante todo el proceso de formación de yemas y de acumulación de reservas para la siguiente temporada”, advierte el asesor.

La Unidad de Estrés es una medida caracterizada por baja humedad relativa y alta temperatura. Se calcula utilizando la fórmula de abajo.

Unidades de Estrés = (T° – 10) x (-0,2 x HR + 15)
Humedad Relativa ≤ 75% y Temperatura ≥ 10ºC

“En la figura 4 se grafica la acumulación mensual de estrés de seis temporadas y se puede ver claramente que en el periodo de enero a marzo de 2023 la acumulación de estrés fue muy elevada respecto del promedio (amarillo). Si bien la temporada 2019/20 casi se llegó a las 220.000 unidades de estrés, un 35% más que el promedio his-
tórico (162.827), la temporada 2022/23 tuvimos una acumulación de estrés que superó al promedio en casi un 21%”, precisa Espíndola.

En el verano de 2023 se cumplieron muchas horas de temperaturas por sobre 29°C, especialmente respecto de la temporada previa, cuando las temperaturas fueron bastante más moderadas.

Si bien la temporada 2019/20 se caracterizó por presentar altas temperaturas, no alcanzaron a ser tan altas como las del año pasado.

La tabla 2 muestra diversos parámetros climáticos de los períodos enero – abril de los años 2021/22 y 2022/23 en los que destacan algunos bloques de alta evapotranspiración (ET0), incluso sobrepasando los 43 mm semanales durante el 2023.

“Asimismo, vemos temperaturas máximas muy altas, sobre todo desde mediados de febrero en adelante, las que continuaron hasta bien entrado marzo. Las máximas promedio también fueron más altas que otras temporadas, particularmente cuando se las compara con el año previo.

Al mirar la acumulación de horas sobre 30°C vemos bloques de enorme estrés por altísimas temperaturas”, señala el asesor. 

Del 1 de enero al 2 de abril de la temporada 2022/23 se acumularon 279 horas con temperaturas sobre 30°C, en tanto que solo fueron 140 horas en la temporada previa. “Claramente la temporada 2022/23 se caracterizó por altas temperaturas, con ciclos de calor intenso, que desafortunadamente pueden complicar porque afectan procesos biológicos del cultivo que incidirán en la siguiente temporada porque las altas temperaturas se registraron cuando se estaban formando los primordios de los dardos de las yemas florales para el siguiente año”, determina Espíndola.

PARADORMANCIA, PRIMERA ETAPA DE LA DORMANCIA

Tras la diferenciación floral y de la acumulación de reservas pasamos al periodo de dormancia o receso invernal, que se divide en tres etapas. La primera, conocida como paradormancia, se inicia cuando bajan las temperaturas, los días se acortan y se alcanza un 50% de caída de hojas, para pasar a la endodormancia. Esta segunda etapa requiere de bajas temperaturas para que la planta acumule el frío que necesita para salir del receso.

Una vez que la planta ha acumulado el frío necesario, requerimiento dependerá de la que combinación variedad-portainjerto, la planta se vuelve receptiva al calor. La tercera etapa se conoce como ecodormancia, momento desde el que el proceso pasa a depender exclusivamente de las temperaturas externas.

“La paradormancia comienza por lo general en mayo, aunque excepcionalmente podría comenzar en abril, en esta etapa el proceso de aclimatación es fundamental para que las yemas resistan las bajas temperaturas del invierno. Una yema con las brácteas mal cerradas, no es capaz de soportar las bajas temperaturas del invierno. Cuando enfrentamos condiciones de alta temperatura o exceso de fertilización, entre otros factores, la planta entrará tarde en receso quedando expuesta a diferentes inconvenientes”, apunta el experto.

Como los tejidos verdes no soportan temperaturas bajo cero grados Celsius, la planta en Dormancia evita que las yemas broten aun cuando haya períodos de mayores temperaturas durante el invierno.

En paralelo, las plantas acumulan carbohidratos en sus tejidos, aumentando los azúcares en las vacuolas de las células e incrementando la tensión osmótica, por lo que resisten mejor las temperaturas bajo cero (por ejemplo, heladas), es decir, baja el punto de congelación del agua en la planta, lo que junto a la protección de brácteas y tejidos algodonosos resguarda a las yemas de las bajas temperaturas.

“Es posible, incluso, que el inicio del receso parta en abril. Esto es importante porque muchas veces, a diferencia de este año, aunque no hemos tenido altas temperaturas, hemos seguido regando y fertilizando, manteniendo las condiciones para que la planta permanezca activa y no entre en receso temprano”, señala.

La temporada 2022/23 se registraron solamente 145 horas bajo 10°C, muy parecido a la temporada 2019-20. Sin embargo, en la temporada 2021/22 alcanzamos 237 horas bajo 10°C en abril.

“Que fue una temporada de mucha acumulación de frío invernal, entonces ya hubo un indicio de lo que podría ser el receso”.

Yemas con brácteas mal cerradas.

ENDODORMANCIA Y ACUMULACIÓN DE FRÍO

Al entrar en endodormancia, la etapa más asociada a la acumulación de frío, la yema debe estar ya preparada para soportar temperaturas invernales bajo cero grados. Si luego de un otoño cálido, la yema no ha cerrado bien, podemos tener problemas en invierno.

Hemos definido que el receso comienza cuando ha caído el 50% de hojas. Sin embargo, “hay años en que a mediados de mayo todavía se mantiene en el árbol un porcentaje importante de hojas y recién entonces se hacen manejos para que las plantas boten las hojas. Pero, en mi opinión, ya es tarde. En base a las temperaturas de abril hay que pensar en manejos para apoyar la caída de hojas de modo de lograr un receso más normal”, recomienda el especialista.

Durante la dormancia el almidón va aumentando su concentración hasta alcanzar el máximo nivel en pleno receso. Posteriormente, hacia el final del período, baja nuevamente porque se va transformando en otros carbohidratos.

MODELOS DE ACUMULACIÓN DE FRÍO Y SU APLICACIÓN

Existen varios modelos de acumulación de frío. El más usado en Chile es el de horas frío o Modelo Weiberger. El término “horas de frío” (HF) se define como las horas en que las temperaturas son inferiores a 7,2 °C y cada hora bajo ese umbral equivale a una Unidad de Frío.

“Este modelo presenta el inconveniente de no considerar temperaturas muy cercanas al límite superior del rango. Por ejemplo, un registro de 7,5°C no es considerado como unidad de frío, pese a estar tan cerca del 7,2. Sin embargo, desde el punto de vista biológico sí hay un efecto con 7,5°C”.

El cuadro 4 se hizo con series de temperaturas registradas en una zona cercana a Curicó. “Se puede ver que al 15 de julio del año 2017 ya había acumuladas 635 horas frío, pero que el año 2023, a la misma fecha, solo se alcanzó las 436. Es decir, ese fue un año bastante deficiente en frío, comparado con el año 2022 donde se llegó a 598. Sin embargo, en 2020 apenas había 419 HF. Un año de condiciones muy similares a las del año 2023”.

“En 2017 hubo una muy buena acumulación de frío (figura 7), sin mayores interrupciones y a tasas relativamente constantes. Si bien el año 2020 comenzó con buena tasa de acumulación de frío, luego se moderó. Para el cerezo se considera la acumulación de las Horas Frío hasta el 25 de julio. El total de horas frío de 2020 es bastante parecido al de 2017, pero la dinámica fue muy distinta ya que hubo poca acumulación de frío hasta junio, un mes muy importante en los cerezos, para después incrementarse posteriormente al 15 de julio. En este último caso, si bien esas temperaturas tardías bajo 7,2°C tienen algún efecto en el receso, inciden menos que si se hubieran sumado en junio”, explica Espíndola.

En resumen, el año 2022 fue muy similar a 2017. Con alta acumulación de frío, a tasa constante y de manera consistente.

“Al 25 de julio teníamos sobre 600 HF. Distinto fue el año 2023, que al igual que el 2020 solo acumulamos cerca de 400 HF al 25 de julio. Entonces, 2020 y 2023 son años similares tanto respecto del otoño como de las HF”.

Acumulación de reservas y su importancia

El cerezo acumula reservas principalmente después de la cosecha, durante el período de inducción y diferenciación, hacia el otoño se traduce en que una alta proporción se acumula como almidón, lo que es muy importante porque son las reservas que utiliza la planta cuando empieza su proceso de brotación y floración.

Cuando las reservas son bajas, no hay un buen desarrollo del follaje. La acumulación de almidón de reserva es fundamental para tener una buena floración, pero, además, para sobrellevar algunos eventos climáticos negativos. Por ejemplo, la reserva de carbohidratos es importante en el período de dormancia para la protección de las células de los primordios florales contra bajas temperaturas.

La foto muestra la acumulación de almidón en plena Dormancia, producto de los carbohidratos que se producen luego de la postcosecha, los que se acumulan como almidón, el que alcanza una alta concentración en pleno receso. Al final del receso baja su concentración porque se ha comenzado a transformar en carbohidratos de cadenas más cortas, más fácilmente disponibles para la planta.

Una yema frutal con buena acumulación de almidón produce fruta de calidad, pero, además, necesita de menos frío para romper el receso. “Las temporadas de baja acumulación de frío los huertos con bajas reservas se ven más afectados por dicha condición. Como índice se ha establecido que el nivel adecuado de almidón en un 5% del peso fresco del dardo en julio”.

MODELOS UNIDADES DE FRÍO MODELO DINÁMICO O DE  PORCIONES DE FRÍO

Luis Espíndola explica que el modelo de horas frío no se adapta bien a zonas agroclimáticas con inviernos suaves, por lo que se desarrolló un modelo alternativo, más efectivo en condiciones de poco frío en invierno. Es el llamado Modelo Dinámico.

“En Chile este modelo se usó originalmente para la zona norte o para las áreas costeras de poco frío en invierno. Sin embargo, en la actualidad su uso se ha ampliado a otras zonas, pero ya no solo para determinar si la planta está saliendo del receso, sino también para programar las aplicaciones de rompedores de dormancia”.

En un proceso de dos etapas, la exposición al frío de la yema se suma o no, considerando las temperaturas posteriores.

Esquema de dos etapas

1. Intermediario
• Formación con temperaturas entre 0 y 12ºC, anulación con temperaturas sobre 16ºC

• Ciclo diario
2. Fijación de Frío 13 – 15ºC

“Explicado en términos simples, el modelo Dinámico considera un intermediario o producto que se va generando durante el día en función de las temperaturas. Si no se alcanza cierto umbral durante ese día, el intermediario vuelve a cero. Si las temperaturas son adecuadas el intermediario cruza el umbral y pasa a ser una porción de frío. Esa porción se acumula y ya no se pierde, aunque luego suba la temperatura. Difiere de modelos como el de Richardson, que resta frío cuando se alcanzan temperaturas por sobre cierto rango”.

El intermediario se estimula con temperaturas de entre 0°C y 13°C. Si al término del día se ha acumulado suficiente intermediario y las temperaturas están entre 13°C y 15°C, se transforma en una Porción de Frío y ya no se pierde. Por el contrario, si la temperatura sobrepasa un umbral, el intermediario vuelve a cero (no suma).

En el cuadro 5 se presenta la acumulación de porciones de frío de cinco temporadas en Sagrada Familia, hacia la costa de Curicó con clima relativamente cálido. “Se observa que los totales de los diferentes años son bastante parecidos, a diferencia de cuando se contabiliza en base a HF en que puede haber años de grandes diferencias. En general alcanzamos a alrededor de las 35 Porciones de Frío entre el 25 y 30 de junio. En 2023 alcanzamos ese nivel algo más tarde en tanto que el año 2022 lo alcanzamos cerca del 20 de junio”.

“En el gráfico de acumulación de porciones de frío vemos que el año 2023 la acumulación se detuvo en dos ocasiones, la primera en mayo y la segunda en junio, durante períodos de lluvias abundantes en que subieron las temperaturas. Durante esos períodos, este modelo -que está pensado para zonas de poco frío-, no registró acumulación de Porciones de Frío. Por el contrario, el año 2022 tuvimos una acumulación bastante alta”. En ese aspecto, los mejores años fueron 2017 y 2022.

“Hoy día, con el cambio que observamos en las condiciones climáticas y con el aumento de las temperaturas, nos vamos a enfrentar con cada vez más frecuencia a temporadas de baja acumulación de frío y, probablemente, también a años de acumulación tardía”.

PRIMAVERA Y SALIDA DEL RECESO

Junto con la llegada de la primavera comienzan a ser factores incidentes las heladas, las temperaturas en floración, la actividad de los polinizadores, la viabilidad de las flores, las condiciones de cuaja, crecimiento y maduración de la fruta.

“Se ha determinado que el receso termina cuando el 50% de las yemas son capaces de brotar (ecodormancia). Desde ese momento son sensibles a las condiciones externas, como es el caso de la temperatura, con una adecuada acumulación térmica pueden comenzar a brotar. A partir de la primavera la fisiología de la planta está comandada por el calor y el riesgo de eventos negativos, como son las heladas”.

Si una yema dormida soporta temperaturas de hasta -8°C, una yema hinchada se puede dañar con -4°C y en estado de Globo se daña con -2°C. “Pero, si tenemos yemas florales con poca acumulación de reservas, estas pueden ser afectadas incluso por temperaturas sobre -1°C, ya que será muchísimo más susceptible que cuando la yema ha acumulado buenas reservas. Por esto es tan importante la postcosecha, período en que se está construyendo la fruta y se generan las reservas”.

En términos simples, “lo que tenemos yemas florales con poca acumulación de reservas, estas pueden ser afectadas incluso por muestra la figura 9 es que cuando se tiene una óptima acumulación de frío en el receso de invierno se necesita muy poco calor en primavera para avanzar de estado fenológico, por lo que basta una pequeña acumulación de días grados para gatillar los procesos de brotación y floración”, apunta Espíndola.

Por el contrario, si se tiene una baja acumulación de frío en invierno la planta no tendrá una señal clara de que terminó el invierno, por lo que necesitará acumular más calor. “Por ejemplo, como el año 2022 tuvimos una buena acumulación de frío por lo que la planta reaccionó bastante bien, aunque el inicio de la primavera fuera frío. Si hubiera sido un año de poco frío en invierno, ante un inicio de primavera muy frío se hubiera atrasado la brotación, la floración, la cosecha, etc.”.

Mallas o lonas negras.

MODELO DE HORAS GRADO DE CRECIMIENTO

El método para medir la acumulación térmica más utilizado por los productores en Chile es el de grados días (GD). “Un sistema basado en una función lineal en la que a las temperaturas medias diarias se le resta una temperatura base o umbral, que en este caso es 10. Este sistema no distingue entre rangos de temperatura, salvo que baje de los 10°C, umbral bajo el cual no se acumulan GD”.

Grado día = [(max + min)/2] – Tº Base

Espíndola presenta un sistema “relativamente nuevo en su uso, pero desarrollado hace bastante tiempo” para medir la acumulación térmica, el modelo de horas grado de crecimiento, cuya temperatura base es de 4,5°C.

Aunque, “este modelo presenta la paradoja de que, ya cumplido el requerimiento de frío, por ejemplo, el 10 de julio, temperaturas de 7°C, también se las pueda considerar como acumulación de calor. No corresponde a una función lineal y presenta un rango óptimo de entre 20 y 25°C, para luego caer rápidamente hasta los 35°C, umbral desde el que ya no se considera acumulación de calor. En tanto que en el sistema de GD sí se contarían. Cuando ya se ha completado el frío de invierno para la variedad/portainjerto en la zona de cultivo, este modelo -además- permite estimar el momento de la brotación”, destaca el asesor.

Los rangos de acumulación en Curicó desde el término del receso hasta brotación están en alrededor de 6.000 Horas Grado de Crecimiento. Lo que es un promedio ya que hay diferencias entre las variedades, pero permite anticipar que la floración ocurrirá dentro de cierto rango de fechas.

“En algunos trabajos se han estudiado los requerimientos de calor, luego de cumplidos los requerimientos de frío, para alcanzar el 50% de brotación de yemas en diferentes variedades.

Según la tabla 7, Lapins requiere de 6.000 y Santina de 6.723, en tanto que, en el extremo opuesto, Kordia sobre Maxma requiere de 6.643, pero sobre Colt 7.031. Lo que, por otro lado, refuerza la hipótesis de que el portainjerto influye en los requerimientos de acumulación de calor.

La variabilidad climática y la tendencia general al aumento de las temperaturas obliga a comprender mejor las consecuencias de las alteraciones climáticas en la fisiología y, finalmente, en la productividad del cultivo.

Elegir los modelos que mejor representen el efecto del frío en invierno o el calor en primavera permitirá anticipar eventos fenológicos importantes y manejar el cultivo en función de producir fruta de la mejor calidad.

Diferenciación y formación de yemas florales

El proceso de diferenciación es importante porque se comienzan a formar las yemas florales y todas las estructuras reproductivas. En el caso del cerezo ocurre durante el verano, de enero a marzo, e incluso se puede extender hasta la mitad del receso.

Un estrés calórico severo en postcosecha puede incidir en la diferenciación de las yemas florales afectando la producción de la siguiente temporada. Temperaturas sobre 30 ⁰C en esta etapa fenológica, generan la formación de flores con estructuras deformes que finalmente producen frutos dobles, pero, incluso cuando la flor se ve normal, las estructuras florales pueden no estar bien terminadas, con pistilos y estambres inadecuados para la polinización, lo que afecta la cuaja. Por ejemplo, cuando la superficie del estilo no queda bien formada dificulta la adherencia del polen.

Falsa floración en verano.

En huertos que sufren de estrés hídrico se puede ver floración en abril. “Este huerto tuvo problemas de agua y estrés, cuando el clima se moderó la planta brotó y floreció, como saliendo de un receso.

Si se fijan las yemas en los dardos no están completamente cerradas, las brácteas están un poco abiertas, lo que deja a la yema floral más sensible a las bajas temperaturas”, explica el experto.

Como consecuencia de las temperaturas por sobre los 30°C durante el período de diferenciación, aumenta la ocurrencia de frutos dobles, ya que la mala formación de la flor lleva a una mala formación del fruto.

La foto del centro corresponde a un dardo normal. Sin embargo, las fotos de los extremos muestran dardos mal formados. “Claramente llegamos con una formación de yema deficiente, pero, sobre todo en los huertos en que faltó el suministro de agua”.

Las fotos de microscopía muestran la formación temprana de las yemas en que ya en enero y febrero se notan los primordios. La formación de la yema floral comienza tempranamente, pero el desarrollo continúa durante todo el receso de invierno, para terminar en primavera cuando la flor finalmente se abre.

Durante un verano las altas temperaturas -junto al estrés hídrico- disminuye la actividad fotosintética, lo que se traduce en una baja importante de las reservas de carbohidratos, ya que las temperaturas sobre 30°C inciden en la fotosíntesis.

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