PERCY

“Dialogo y Reconciliación Nacional” UNIVERSIDAD CIENTIFICA DEL SUR FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES INGENIERÍA AGROFORESTAL PROYECTO DE INVESTIGACION: “Alteración de la biodiversidad por acción del estrés hídrico en ambientes controlados de la UCSUR” ALUMNO Percy Chacón Mayurí PROFESOR Ladd Brenton Lima - Perú, 2018 RESUMEN El objetivo de esta investigación es determinar la productividad de la especie por la acción del estrés hídrico y determinar la resistencia de la especie por la acción del estrés hídrico en un ambiente controlado. Las plantas en macetas de 8 litros de diferentes cantidades de especies (alta diversidad, diversidad media y baja diversidad) experimentaron diferentes niveles de estrés hídrico durante 2 meses. El contenido de humedad relativa de todos los tratamientos varió con los niveles de diversidad, obteniendo con un mayor porcentaje (30%) el tratamiento del estrés hídrico bajo (agua alta) y la diversidad baja. Nuestros resultados indican que la diversidad y la complementariedad de las especies son importantes reguladores de la productividad por lo tanto, la biodiversidad es un regulador fuerte de la función del ecosistema en una amplia gama de condiciones ambientales. INTRODUCCION La resiliencia de los ecosistemas puede ser un factor esencial que subyace a la producción sostenida de recursos naturales y servicios de los ecosistemas en sistemas complejos con incertidumbre y sorpresa (Gunderson y Holling, 2002). La resistencia de los ecosistemas se define como la cantidad de perturbación que un sistema puede absorber y aún permanecer dentro del mismo estado o dominio de atracción (Holling 1973, 1996). La resiliencia también abarca la capacidad de un ecosistema sujeto a perturbaciones y cambios para reorganizarse y renovarse. El desarrollo de plantas con mayor capacidad de supervivencia y crecimiento durante el estrés hídrico es un objetivo importante en los cultivos de reproducción. La eficiencia en el uso del agua, un parámetro de calidad y rendimiento del cultivo bajo déficit hídrico es un rasgo de selección importante. De hecho, las plantas han desarrollado diversos mecanismos moleculares para reducir su consumo de recursos y ajustar su crecimiento para adaptarse a condiciones ambientales adversas (Yamaguchi-Shinozaki y Shinozaki, 2006; Ahuja et al., 2010; Skirycz e Inze, 2010; Osakabe et al. ., 2011; Nishiyama et al., 2013; Ha et al., 2014). Las plantas experimentan estrés hídrico cuando el suministro de agua a sus raíces se vuelve limitado o cuando la tasa de transpiración se vuelve intensa. El estrés hídrico es causado principalmente por la déficit hídrico, es decir, sequía o alta salinidad del suelo.(Lisar, Motafakkerazad, Hossain and Rahman, 2012) La diversidad de especies puede amortiguar las disminuciones de productividad a través de varios mecanismos. Estos incluyen la mayor probabilidad de que haya especies tolerantes presentes ( Hector 2010) , que mantienen la productividad en períodos de sequía o limitación de nutrientes . Además, es más probable que las comunidades con gran diversidad contengan especies que puedan acceder a recursos escasos durante períodos de estrés, por ejemplo. accediendo al agua desde capas de suelo más profundas o nutrientes de diferentes profundidades en la rizosfera El estrés por déficit hídrico es la principal adversidad a la que tienen que hacer frente las especies propias del clima de la costa peruana. El previsible agravamiento de la falta de agua en diversas zonas de la capital, ha impulsado la investigación sobre la capacidad de respuesta que tienen 3 niveles de diversidad de especies por acción del estrés hídrico. HIPÓTESIS tested Hipótesis 1: A mayor diversidad existe mayor resistencia Hipótesis 2: A mayor diversidad existe mayor productividad METODOLOGIA Diseño experimental Diseño experimental de bloque completo aleatorio, con tres niveles de diversidad y dos niveles de estrés hídrico. Método Se recolectó el material suelo en sacos de 20kg en un fundo ubicado al sur de Lima. Seguido de ello dicho suelo se colocó en 60 macetas de plástico con un diámetro de 14.49 y altura de 15 cm ( 8 litros) . Durante 1 semana se realizaron riegos para conseguir la germinación de las semillas. Al cabo de 2 semanas empezó la germinación y luego se seleccionó 36 macetas con distintos niveles de diversidad, considerando solo 4 plantas por maceta. En total se utilizaron 36 macetas En 12 macetas será baja diversidad (Grupo 1: una especie). En 12 macetas intermedia diversidad intermedia (Grupo2: dos especies) En 12 macetas alta diversidad (Grupo 3: tres especies). Imagen 1: Diseño experimental Fuente: elaboración propia Entonces tenemos dos factores experimentales: Diversidad y Estrés del agua con 6 réplicas para cada tratamiento único Diseño experimental de bloque completo aleatorio, con tres niveles de diversidad y dos niveles de estrés hídrico. Método para cálculo de cantidad de agua Usamos como base el nivel de riego de la municipalidad de Lurín: Riego Municipal en Lurín en 2000m2: 951 m3 / mes en el horario de verano. Consideramos el tamaño de la maceta ( 8 litros ) con un (Diámetro de la maceta = 14.49), (10 cm de altura) entonces la aplicación será de 260 ml por día, podemos suponer para la humedad que la mitad de esta cantidad de agua se necesita en el invierno. Entonces la tasa de agua alta fue de 130 ml por maceta en 3 días a la semana y en con estrés de hídrico fue la mitad de esta cantidad de agua una vez a la semana. Imagen 2: Niveles de diversidad, frecuencia y cantidad de riego Fuente: Elaboración propia Medición de biomasa Con respecto a la medición de la biomasa; se recolectó la parte vegetativa de cada uno de los tratamientos después de la última medición de altura. Todas las muestras se depositaron en un sobre manila para su posterior pesado y secado en la estufa del laboratorio de la UCSUR. La biomasa refleja la productividad de cada una de las macetas de los tratamientos en los tres niveles de diversidad. e. Medición de la altura Con una regla de 20 cm se realizó la medición de la altura de los distintos tratamientos. Tomando como línea base el inicio del tallo hasta el brote apical de las especies herbáceas. Gráfico de resultados Figura 1. Promedio de altura de plantas en las diferentes muestras El promedio más elevado con respecto a la altura lo obtuvieron de los individuos donde se aplicó altas dosis con alta frecuencia de agua y que contenía una alta diversidad de especies (11 cm) ; por otro lado la de menor promedio de altura lo obtuvo los individuos con baja dosis y frecuencia de agua los cuales contenían baja diversidad ( 5 cm). Es más probable que los tratamientos con alta diversidad contengan especies que puedan acceder a recursos escasos durante períodos de estrés, accediendo al agua desde capas de suelo más profundas o nutrientes de diferentes profundidades en la rizosfera. Figura 2. Promedio de % de humedad en suelo en las diferentes muestras El mayor promedio de % de humedad en el suelo lo obtuvieron los individuos con alta dosis y frecuencia de agua y baja diversidad de especies; por otro lado, los individuos con media diversidad de especies y baja cantidad de agua tuvieron el menor % de humedad. Es probable que los individuos con baja diversidad tienen mayor porcentaje de humedad ,ya que, no hay suficientes especies de plantas que generen una buena estructura en el suelo, por la tanto menor infiltración y mayor retención de humedad.  CONCLUSIONES Las plantas han desarrollado mecanismos para responder y adaptarse a las tensiones ambientales adversas durante su desarrollo y crecimiento. Los individuos con baja diversidad y alto estrés hídrico fueron afectados en el crecimiento de la planta (15 %), debido a una disminución en la apertura de la estoma, lo que limita la absorción de CO2 y por lo tanto reduce la actividad fotosintética. Los efectos de los individuos con alta diversidad de especies en el suelo (80%) genera eficiencias en el uso de nutrientes y agua como funciones ecológicas importantes en los tratamientos . La evidencia disponible sugiere que la diversidad de especies contribuye positivamente a la eficiencia de los nutrientes y, posiblemente, al uso del agua. Si bien está bien establecido que el aumento de la biodiversidad y la disponibilidad de recursos aumentan la productividad, una mayor biodiversidad aumenta el funcionamiento de los ecosistemas. VII REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA Ahuja, I., de Vos, R. C., Bones, A. M., and Hall, R. D. (2010). Plant molecular stress responses face climate change. Trends Plant Sci. 15, 664–674. doi: 10.1016/j.tplants.2010.08.002 Brussaard Lde Ruiter PBrown G. (2007). Soil biodiversity for agricultural sustainability. 2018, de Agriculture, Ecosystems and Environment (2007) 121(3) 233-244 Sitio web: https://www.mendeley.com/catalogue/soil-biodiversity-agricultural-sustainability/ Ha, C. V., Leyva-Gonzalez, M. A., Osakabe, Y., Tran, U. T., Nishiyama, R., Watanabe, Y., et al. (2014). Positive regulatory role of strigolactone in plant responses to drought and salt stress. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 581–856. doi: 10.1073/pnas.1322135111 Hector A et al. 2010 General stabilizing effects of plant diversity on grassland productivity through population asynchrony and overyielding. Ecology 91, 2213–2220. Osakabe, Y., Kajita, S., and Osakabe, K. (2011). Genetic engineering of woody plants: current and future targets in a stressful environment. Physiol. Plant. 142, 105–117. doi: 10.1111/j.1399-3054.2011.01451.x Seyed Y. S. Lisar1,Rouhollah Motafakkerazad, Mosharraf M. Hossain and Ismail M. M. Rahman,. (2012). Water Stress in Plants: Causes, Effects and Responses . 2018, de ItechOpen Sitio web: https://www.intechopen.com/books/water-stress/water-stress-in-plants-causes-effects-and-responses Skirycz, A., and Inze, D. (2010). More from less: plant growth under limited water. Curr. Opin. Biotechnol. 21, 197–203. doi: 10.1016/j.copbio.2010.03.002 Yamaguchi-Shinozaki, K., and Shinozaki, K. (2006). Transcriptional regulatory networks in cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses. Annu. Rev. Plant Biol. 57, 781–803. doi: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105444.