Respuestas fisiológicas de la cebada a la interacción de la salinidad y el elevado co2 - prospección ante el cambio climático

Abstract

El estrés salino constituye para la agricultura mundial uno de los más importantes estreses abióticos. Las altas concentraciones salinas además son un fenómeno que puede ser agravado por la sequía y/o por las prácticas agrícolas de riego con agua de escasa calidad. El alto contenido en sales provoca tanto toxicidad iónica como estrés osmótico dando lugar a un desequilibrio en la homeostasis celular de la planta, lo que conduce a un descenso del rendimiento de los cultivos. Por otro lado, junto con el aumento de la superficie salina, se prevé que para finales del siglo XXI la concentración de CO2 atmosférica alcance niveles que dupliquen los actuales. Si bien el elevado CO2 conduce a un mayor crecimiento de la planta por mayores tasas fotosintéticas y mayor eficiencia en el uso del agua, estos efectos positivos están sujetos a otras limitaciones ambientales como la salinidad. Por tanto, resulta de extraordinaria importancia conocer la respuesta fisiológica de la cebada a las condiciones climáticas futuras donde la planta encontrará suelos salinos en atmósferas enriquecidas en CO2. Para llevar a cabo este objetivo, se midieron, además del crecimiento absoluto, diferentes aspectos fisiológicos como el estado nutricional e hídrico, el metabolismo fotosintético y antioxidante y el metabolismo del nitrógeno en dos cultivares de cebada (Hordeum vulgare cv. Alpha y cv. Iranis) crecidos bajo distintas concentraciones salinas y a la concentración actual de CO2 o a la que se prevé para el futuro. Nuestros resultados muestran que ante la salinidad la cebada realiza ajuste osmótico, reduce la transpiración, aumenta la SK:Na e induce el sistema antioxidante. Sin embargo, estos mecanismo no son suficientes para contrarrestar sus consecuencias negativas y ocurre un descenso del crecimiento asociado en parte a la falta de Ca2+, a la acumulación del Na+ y el CI-, a la falta de turgencia, a la caída de la asimilación, al aumento de la respiración, al daño oxidativo y al descenso de las proteínas. Bajo elevado CO2, la reducción del crecimiento provocada por la salinidad es inferior, resultado de mayor turgencia celular, niveles superiores de Ca2+, tasas fotosintéticas más elevadas, mayor ajuste osmótico, EUA superior, menor producción de especies reactivas de oxígeno y el mantenimiento de los niveles de proteínas. Todo ello pone de manifiesto que bajo nuestras condiciones de estudio el elevado CO2 tiene efectos beneficiosos sobre la fisiología de la cebada e incrementa su tolerancia a la salinidad.