7.2.3:3 Fotosíntesis C3 y C4
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Dado que el dióxido de carbono es el gas que las plantas necesitan para la fotosíntesis, los investigadores han estudiado cómo las concentraciones elevadas de CO 2 impactan en el crecimiento de las plantas de C4 y C3 y los rendimientos Aunque las plantas C3 no están tan adaptadas a las temperaturas cálidas como las plantas C4, la fotosíntesis de las plantas C3 está limitada por el dióxido de carbono; y como cabría esperar, la investigación ha demostrado que las plantas C3 se han beneficiado del aumento de las concentraciones de dióxido de carbono con mayor crecimiento y rendimientos (Taub, 2010). Por el contrario, con sus adaptaciones, las plantas C4 no están tan limitadas por el dióxido de carbono, y bajo niveles elevados de dióxido de carbono, el crecimiento de las plantas C4 no aumentó tanto como las plantas C3. En estudios de campo con niveles elevados de dióxido de carbono, los rendimientos de las plantas C4 tampoco fueron mayores (Taub, 2010). Además, si el nitrógeno del suelo era limitado, se redujo la respuesta de las plantas C3 a la concentración elevada de CO 2 o se redujo el contenido de nitrógeno o proteína de las plantas de cultivo en comparación con las plantas cultivadas en condiciones de alto N del suelo (Taub, 2010). Estos resultados sugieren que los cultivos probablemente requerirán una mayor disponibilidad de nutrientes en el suelo para beneficiarse de concentraciones elevadas de dióxido de carbono atmosférico. Para obtener más información de lectura opcional sobre la respuesta de las plantas C3 y C4 a concentraciones elevadas de dióxido de carbono, consulte el siguiente resumen de investigación que también aparece en la lista de lectura adicional, Efectos del aumento de las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono en las plantas.
Otros rasgos de plantas de cultivos tolerantes a la sequía
Algunos rasgos adicionales de las plantas que ayudan a las plantas a tolerar la sequía y el estrés térmico incluyen sistemas de raíces profundas (típicos de las plantas perennes) y/o hojas gruesas con ceras que reducen la pérdida de agua y la tasa de transpiración. Además, algunas plantas ruedan sus hojas para reducir la superficie de recepción y calentamiento de la radiación solar, y algunas reducen su conductancia estomática más (pérdida de agua) más que otras.
Temperatura
Las temperaturas elevadas proyectadas con el cambio climático pueden tener múltiples impactos en las condiciones de crecimiento de las plantas. El cambio climático puede alargar las temporadas de crecimiento en algunas regiones, aunque la duración de los días no cambiará. Como las fechas de siembra se alteran con temporadas de crecimiento más largas, los cultivos también pueden estar expuestos a altas temperaturas, estrés por humedad y riesgo de heladas. Las temperaturas elevadas también pueden aumentar la evaporación del agua del suelo, reduciendo la disponibilidad de agua del suelo. Las temperaturas más altas no son necesariamente ideales para el rendimiento, incluso si las temperaturas están por debajo de la temperatura óptima de una planta. A temperaturas elevadas, las plantas crecen más rápido lo que tiende a, uno, reducir la cantidad de tiempo para la fotosíntesis y el crecimiento, dando como resultado plantas más pequeñas, y dos, reducen el tiempo de llenado de grano, reduciendo el rendimiento, particularmente si las temperaturas nocturnas son altas (Hattfield et al., 2009). Las altas temperaturas también pueden reducir la viabilidad del polen, ser letales para el polen. Los múltiples efectos de las altas temperaturas sobre el proceso fisiológico de las plantas y la humedad del suelo probablemente explican por qué la investigación ha encontrado que el desarrollo y el rendimiento del grano a menudo se reducen cuando las temperaturas son elevadas (Hattfield et al., 2009).
Muchos factores que se proyecta que cambien con el cambio climático podrían influir en el crecimiento de las plantas. Estos incluyen la concentración de dióxido de carbono, la temperatura, la precipitación y la humedad del suelo, y las concentraciones de ozono en la atmósfera inferior.
Lea la Introducción y Mensaje Clave 1 (Incremento de Impactos en la Agricultura) de la Evaluación Nacional del Clima.
Considera cómo responderías a la pregunta en la tarjeta a continuación. Haga clic en “Girar” para ver la respuesta correcta en el reverso de la tarjeta.
Tarjeta 1:
Frente: ¿De qué manera los múltiples factores de cambio climático que se proyecta que cambiarán juntos (como la temperatura, la concentración de dióxido de carbono y la disponibilidad de humedad del suelo) probablemente influirán en el crecimiento y rendimiento de las plantas de los cultivos?
Volver: Aunque un aumento en el dióxido de carbono tiene el potencial de aumentar la productividad de la planta en algunas plantas, como las plantas C3, en muchos casos la combinación de temperatura elevada y ozono, y la disponibilidad reducida de humedad del suelo probablemente superen la mayor disponibilidad de CO2 y resulten en una reducción rendimientos de los cultivos.