Adaptaciones fisiológicas de plantas usadas en la restauración de suelos

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“Adaptaciones fisiológicas de plantas usadas en la restauración 
de suelos” 
 
Francisco Javier Naranjo Luna1, Brayan Cosco Rivera2 
 
INTRODUCCIÓN 
Para sobrevivir, los seres vivos sufren una adaptación o adecuación evolutiva 
(morfológica, fisiológica o de comportamiento) a un ambiente determinado. No 
todos los organismos pueden vivir en los mismos ambientes ya que los factores 
abióticos varían considerablemente de unos lugares a otros . En esta breve 
pero concisa investigación se hablará sobre la adaptación fisiológica de las 
plantas y como estas pueden ser utilizadas en la restauración de suelos. 
 
ADAPTACIONES FISIOLÓGICAS DE PLANTAS 
Las plantas viven en casi todos los lugares de la Tierra. Para vivir en muchos 
hábitats diferentes, han desarrollado adaptaciones que les permiten sobrevivir 
y reproducirse bajo una variedad de condiciones. Todas las plantas están 
adaptadas para vivir en la tierra. Todas las plantas vivas de hoy en día tienen 
ancestros terrestres, pero actualmente algunas plantas viven en el agua. Han 
tenido que desarrollar nuevas adaptaciones para su hábitat acuático 3. 
 
1 Docente del ITSJC. Pról. Miguel Hidalgo No. 1514, Col. Centro, CP 96950, Jesús Carranza, Ver. 
 
2 Alumno del ITSJC. Pról. Miguel Hidalgo No. 1514, Col. Centro, CP 96950, Jesús Carranza, Ver 
 
3 Douglas, W., Ph, D., Jean B., y Ph, D. (2017). Adaptaciones de las plantas. cK-12 
Disponible en: https://www.ck12.org/book/CK-12-Conceptos-Biolog%C3%ADa/section/9.23/ 
https://www.ck12.org/book/CK-12-Conceptos-Biolog%C3%ADa/section/9.23/
Las plantas acuáticas son plantas que viven en el agua. La vida en el agua les otorga 
ciertas ventajas a estas plantas. 
Una de ellas es, bueno, el agua; hay mucha y está por todas partes. Por lo tanto, la 
mayoría de las plantas acuáticas no necesitan adaptaciones para absorber, transportar y 
conservar agua. Pueden ahorrar energía y materia al no desarrollar sistemas radiculares 
extensos, tejidos vasculares o cutículas gruesas en las hojas. El soporte tampoco es un 
problema debido a la capacidad de flotar en el agua. Como resultado, las adaptaciones 
como tallos leñosos firmes y raíces profundas no son necesarias para la mayoría de las 
plantas acuáticas. 
 
PLANTAS USADAS EN LA RESTAURACIÓN DE SUELOS 
La utilización de plantas, fundamentalmente gramíneas y leguminosas, en técnicas de 
restauración ambiental es una práctica habitual4. Las leguminosas son plantas 
angiospermas (familia Fabaceae) e incluyen hierbas perennes o anuales, arbustos y 
árboles de distribución cosmopolita, fácilmente reconocibles por su flor papilionácea y 
fruto típico en legumbre. Con 750 géneros y más de 20000 especies descritas, se 
distribuyen en las subfamilias Faboideae, Mimosoideae y Caesalpinioideae. Por su 
elevado contenido en proteína, las leguminosas son, después de los cereales, la segunda 
familia en importancia en la alimentación humana y constituyen la fuente proteica 
principal para los países en desarrollo. Además, se utilizan como plantas forrajeras y 
componentes de piensos para alimentación animal. 
Las leguminosas crecen en suelos de escasa fertilidad por lo que se utilizan como plantas 
pioneras en su recuperación, así como en procesos de revegetación y fitorrecuperación 
de suelos deteriorados. De manera tradicional se emplean en rotación de cultivos con 
cereales para mantener la fertilidad del suelo. 
 
4 García, F., Prof., Dr., Madrid, A., Castellano, A. y Hernández, E. (2008). Plantas leguminosas. Utilización de plantas 
leguminosas en restauración Medioambiental de taludes y suelos degradados. 
 
Las leguminosas son únicas entre los seres vivos ya que, junto con las actinorrícicas, son 
las únicas plantas superiores, a excepción de Parasponia, que tienen la capacidad de 
formar simbiosis mutualistas con bacterias del suelo a las que se conoce con el nombre 
genérico de rizobios. A consecuencia de la simbiosis, las bacterias forman en las raíces, 
a veces tallos y hojas, de las leguminosas que infectan unos órganos característicos 
denominados nódulos, en cuyo interior los rizobios se transforman en células 
especializadas, los bacteroides, que sintetizan la nitrogenasa, que es la enzima 
responsable de reducir el dinitrógeno atmosférico (N2) a amonio (NH4+). Posteriormente, 
el amonio formado se incorpora a los productos hidrocarbonados procedentes de la 
fotosíntesis de la planta para formar aminoácidos, proteínas y otros compuestos 
nitrogenados que se utilizarán para el crecimiento y desarrollo vegetal (Sprent 2007)5. 
 
MEDIDAS DE RESTAURACIÓN AMBIENTALES DE TALUDES 
Existen distintos tipos de tratamientos destinados a la restauración ambiental de taludes 
(Giráldez et al. 2014)6: 
1. Mulching (acolchado) 
2. Plantación 
3. Hidrosiembra 
4. Mantas orgánicas 
5. Mallas o redes orgánicas 
6. Geoceldas 
7. Geomallas volumétricas 
 
5 Prof. Dr. Madrid, A. y Castellano, A. (2016). Utilización de plantas leguminosas en restauración medioambiental de 
taludes y suelos degradados. 
Disponible en: 
https://www.researchgate.net/publication/311675960_Utilizacion_de_plantas_leguminosas_en_restauracion_me
dioambiental_de_taludes_y_suelos_degradados 
 
6 Giráldez, B. (2014) Medidas de restauración ambientales de taludes. 
 
https://www.researchgate.net/publication/311675960_Utilizacion_de_plantas_leguminosas_en_restauracion_medioambiental_de_taludes_y_suelos_degradados
https://www.researchgate.net/publication/311675960_Utilizacion_de_plantas_leguminosas_en_restauracion_medioambiental_de_taludes_y_suelos_degradados
Entre todas estas medidas, el empleo de leguminosas es habitual en los tratamientos 
de plantación e hidrosiembra (figura 1). 
 
Figura 1. Restauración de taludes degradados mediante el empleo de técnicas de bioingeniería en Mancha Real (Jaén). Foto cedida 
por Giráldez et al. (2014)7. 
 
MEDIDAS DE RESTAURACIÓN AMBIENTALES DE SUELOS 
DEGRADADOS 
Existen distintos tipos de tratamientos destinados a la restauración ambiental de suelos 
degradados (Contreras et al. 2015)8: 
1. Mantenimiento e implementación de cubiertas vegetales 
2. Mantas orgánicas 
3. Biorrollos de esparto 
4. Gaviones flexibles 
En todas estas medidas, las plantas leguminosas se utilizan para mantener o implantar 
cubiertas vegetales. 
UTILIZACIÓN DE LEGUMINOSAS EN CUBIERTAS VEGETALES 
 
7 Giráldez B. (2014). Medidas de restauración ambientales de taludes. 
Disponible en: 
https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Castellano_Hinojosa/publication/311675960/viewer/AS:43990156
1856000@1481892113848/background/4.png. 
 
8 Contreras, E. (2015). Medidas de restauración ambientales de suelos degradados. 
https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Castellano_Hinojosa/publication/311675960/viewer/AS:439901561856000@1481892113848/background/4.png
https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Castellano_Hinojosa/publication/311675960/viewer/AS:439901561856000@1481892113848/background/4.png
En la Agricultura de Conservación, el mantenimiento de cubiertas vegetales espontáneas 
o la implementación de las mismas son técnicas más avanzada que la labranza cero 
(Giráldez et al. 2014)9. Un suelo con cobertura vegetal suficiente está protegido de la 
acción directa de la lluvia, del sol y del viento. 
 
ADAPTACIONES FISIOLÓGICAS DE PLANTAS USADAS EN LA 
RESTAURACIÓN DE SUELOS 
Uno de los retos de la restauración ecológica consiste en encontrar especies nativas que 
puedan establecerse en estos suelos y que generen condiciones adecuadas para el 
desarrollo de la sucesión secundaria (Lamb, Erskine & Parrota, 2005)10. Sin embargo, en 
los suelos degradados existen limitantes físicas, químicas y biológicas para el 
establecimiento de las plantas por lo que existe la necesidad de elegir especies con 
capacidad de iniciar y acelerar los procesos de desarrollo de la comunidad vegetal (Pywell 
et al., 2003)11. 
Uno de los principales objetivos de la restauración de suelos consiste en seleccionarespecies de plantas con alta supervivencia, crecimiento rápido y larga persistencia 
(Rondón & Vidal, 2005)12. La Tasa Relativa de Crecimiento (TRC), definida como la 
ganancia de biomasa en el tiempo, es una de las principales variables para el análisis del 
crecimiento en plantas (Alameda & Villar, 2009)13. 
 
9 Giráldez B. (2014). Utilización de leguminosas en cubiertas vegetales. 
 
10 Lamb, Erskine & Parrota. (2005). Restoration of degraded tropical forest landscapes. Science, 310(5754), 1628-
1632. doi: 10.1126/science.1111773. 
 
11 Pywell, R. F., Bullock, J. M., Roy, D. B., Warman, L., Walker, K., & Rothery, P. (2003). Plant traits as predictors of 
performance in ecological restoration. Journal of Applied Ecology, 40(1), 65-77. doi:10.1046/j.1365-
2664.2003.00762.x. 
 
12 Rondón, J. A., & Vidal, R. (2005). Establecimiento de la cubierta vegetal en áreas degradadas (principios y métodos). 
Revista Forestal Latinoamericana, 20(2), 63-82. 
 
13 Alameda, D., & Villar, R. (2009). Moderate soil compaction: Implications on growth and architecture in seedlings 
of 17 woody plant species. Soil Tillage Research, 103(2), 325-331. 
 
El desempeño de las plantas se incrementa a través de adaptaciones morfológicas y 
fisiológicas cuando están en diferentes ambientes (Villar et al., 2004)14. 
La TRC se divide en tres componentes: el Coeficiente morfológico denominado del Área 
Foliar (CAF), fisiológico llamado la Tasa de Asimilación Neta (TAN) y la genética 
inherente de la especie (Poorter, 2001)15. Dentro del componente morfológico está la 
proporción de fotosintatos que las plantas suministran a la raíz o al tallo para su 
crecimiento (Huante, Rincón & Acosta, 1995)16. Además de la luz, las plantas presentan 
grandes variaciones sobre los patrones de asignación de biomasa para el crecimiento de 
las partes aéreas y subterráneas debido a cambios en la disponibilidad de agua y 
nutrientes. En suelos con baja fertilidad, las plantas disminuyen las tasas de absorción 
de nutrientes y fotosíntesis, presentando bajas tasas de crecimiento y un aumento en la 
susceptibilidad a otros factores de estrés. Frente a estas condiciones, y con el fin de 
maximizar la adquisición de nutrientes, las plantas invierten más biomasa al sistema 
radical, a costa de una menor biomasa en la parte aérea (mayor Cociente Raíz/Vástago: 
CR/V). 
México a pesar de ser un país megadiverso tiene una tasa alta de deforestación que se 
estima entre 75 000 hectáreas y 2 millones de hectáreas de pérdida de recurso forestal 
por año (Céspedes-Flores & Moreno-Sánchez, 2010)17. El Área de Protección de la Flora 
y Fauna La Primavera (APFFLP), es la principal área forestal cercana a la zona 
metropolitana de Guadalajara, provee de bienes y servicios ambientales a la zona 
conurbada de Guadalajara. Esta zona funciona como un hábitat crítico para 961 especies 
de plantas vasculares, de las cuales 59 son orquídeas; 29 especies de mamíferos y 135 
 
14 Villar, R., Ruiz-Robleto, J., Quero, J. L., Poorter, H., Valladares, F., & Marañón, T. (2004). Tasas de crecimiento en 
especies leñosas: aspectos funcionales e implicaciones ecológicas. En Valladares, F. (Ed.). Ecología del bosque 
mediterráneo en un mundo cambiante (pp. 191-227). Madrid: Ministerio de Medio Ambiente. 
 
15 Poorter, L. (2001). Light-dependent changes in biomass allocation and their importance for growth of rain forest 
tree species. Functional Ecology, 15(1), 113-123. doi:10.1046/j.1365-2435.2001.00503.x 
 
16 Huante, P., Rincón, E., & Acosta, I. (1995). Nutrient availability and growth rate of 34 woody species from a tropical 
deciduous forest in Mexico. Functional Ecology, 9(6), 849-858. doi:10.2307/2389982. 
 
17 Céspedes-Flores, S., & Moreno-Sánchez, E. (2010). Estimación del valor de la pérdida forestal y su relación con la 
deforestación en las entidades federativas de México. Investigación Ambiental, 2(2), 5-13. 
especies de aves (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales [Semarnat], 
2000). Sin embargo, en la última década el APFFLP ha sufrido severos impactos tales 
como pérdida de la cobertura vegetal por incendios y sobrepastoreo, entre otros; por lo 
que existe la necesidad de implementar actividades para la restauración de suelos. Esta 
investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de la fecha de siembra en la tasa de 
crecimiento y sus componentes (el cociente del área foliar y la tasa de asimilación neta) 
en 39 especies herbáceas nativas con potencial para la restauración de suelos 
degradados del bosque La Primavera. 
 
PLANIFICACIÓN DE LA RESTAURACIÓN 
La ejecución de iniciativas de restauración de bosques y paisajes varía considerable-
mente en cuanto a su escala, dimensión y propósito. Su objetivo puede consistir en la 
realización de una única función paisajística (por ejemplo, la adaptación al cambio 
climático o la mitigación de sus efectos, o la conservación de la biodiversidad), o en el 
logro de múltiples objetivos combinados. Estos pueden incluir la mitigación de la 
degradación de las tierras y la implantación de prácticas sostenibles de uso y manejo de 
las mismas, la intensificación de la productividad de las tierras, el fomento de los medios 
de subsistencia, el alivio de la pobreza (por ejemplo, suministrando una variedad de 
productos forestales y agrícolas a las comunidades locales), la conservación de la 
biodiversidad y la provisión de otros servicios medioambientales (por ejemplo, agua y 
protección del suelo), y la creación de paisajes que secuestren grandes cantidades de 
carbono y sean resilientes ante alteraciones que ocasionan repercusiones adversas. Los 
objetivos, estrategias y planes de acción para la restauración de los paisajes deben 
amoldarse a las propiedades específicas del sitio, incluida su condición biofísica, y a los 
intereses y decisiones de las partes interesadas (Van Oosten, 2013). 
El examen (identificación y análisis) de los agentes y vectores de la degradación, una 
etapa esencial que hace falta realizar antes de acometer cualquier labor de restauración. 
La mayoría de las causas indirectas o directas de la degradación de bosques y paisajes 
es de origen humano y repercute en las tierras, ocasionando pérdida de biodiversidad, 
reducción de la superficie de tierras fértiles y merma de las existencias de carbono. Se 
estima que la agricultura (en particular la comercial) es responsable de cerca del 80 por 
ciento de la deforestación18 en todo el mundo. 
La CONABIO y la CONAFOR ya realizaron un esfuerzo por recopilarla información de 
árboles y arbustos utilicen la reforestación; en instituciones como el INIFAP y la 
Universidad Autónoma Chapingo también se ha recopilado información de cara a los 
requerimientos ecológicos de las especies forestales (nativas e introducidas); sin 
embargo, ésta se encuentra dispersa en diversas monografías. Como parte de este 
manual, la información fue sistematizada en un archivo de Microsoft Excel® donde la 
persona interesada podrá buscar la especie de su interés y consultar las variables 
específicas de los requerimientos ambientales, las entidades donde se distribuye de 
manera natural y sus usos potenciales. En la figura 2 se presenta el listado de especies 
utilizadas por la CONAFOR en proyectos de restauración forestal. 
 
Figura 2. Especies nativas de México utilizadas por la CONAFOR en la restauración de ecosistemas forestales por zona climática. 
 
 
18 Conversión de tierras forestales en terrenos dedicados a otros usos o reducción a largo plazo de la cubierta de 
copas por debajo del umbral mínimo del 10 por ciento (FAO, 2001 
PLANTAS HIPERACUMULADORAS 
Las plantas que pueden crecer y desarrollarse en suelos con altas concentraciones de 
metales pesados pertenecen a una flora especializada, que coloniza suelos originarios 
de serpentina o ultramáficos ricos en Ni y calamina (mineral que contiene altas 
concentraciones de Zn y Cd), naturales contaminados por la actividadantrópica como la 
actividad minera. Esas plantas son seleccionadas naturalmente por su alta tolerancia a 
un determinado metal. 
Se han identificado alrededor de 415 especies de plantas hiperacumuladoras distribuidas 
en 45 familias botánicas con capacidad para acumular selectivamente alguna sustancia. 
Los hiperacumuladoras son especies capaces de acumular metales a niveles de 100 
veces más que aquellos típicamente medidos en retoños de plantas no acumula-doras 
comunes. Un hiperacumuladoras concentrará más de 10 μg/g-1Hg; 100 μg/g-1Cd;1000 
μg/g-1Co, Cr, Cu, y Pb; 10 000 μg/g-1Zny Ni. 
En la mayoría de los casos no se trata de especies raras, sino de cultivos bien conocidos, 
tal es el caso del girasol (Heliantusannus) capaz de absorber grandes cantidades de 
uranio depositado en el suelo y el maíz (Sea mays) con un gran potencial parala 
acumulación de cadmio y plomo19. 
Se han distinguido tres tipos de mecanismos fisiológicos relacionado con este proceso: 
acumulación, indicador, y exclusión. Estos mecanismos le permiten tolerar altos valores 
de elementos metálicos que son tóxicos para otras especies vegetales. El tipo y 
composición del suelo, las características de las sustancias orgánicas e inorgánicas y su 
poder quelante, el valor y rango de pH, el estado redox, así como las interacciones 
suelo/planta de la rizosfera ocupan un lugar central en las relaciones de disponibilidad, 
toxicidad y respuesta de las plantas a metales pesados20. 
 
 
19 Cao, A.J. Selection of Plants for Zinc and Lead Phytoremediation. Environmental Science and Health. 39 (4): pp. 
1011-1024, 2004. 
 
20 Uroz, S.P.; Calvaruso, C.; Turpault, M. P.; Pascale, F.K. Mineral weathering by bacteria: ecology, actors and 
mechanisms. Trends in Microbiology. 17: pp. 378-387, 2009. 
CONCLUSIÓN 
La utilización de plantas leguminosas es un tratamiento eficaz en la restauración 
ambiental de taludes o suelos degradados ya que colonizan e incorporan nitrógeno al 
medio. 
Los tratamientos de restauración ambiental que incorporan la utilización de leguminosas 
son variados y atienden al tipo de sistema a restaurar: revegetación, hidrosiembra o 
combinación con mantas elaboradas con fibras orgánicas. 
La selección de las leguminosas o cualquier otro tipo de planta o especie depende del 
tipo de suelo y tratamiento a utilizar. Se ha demostrado que el aporte de N varía entre 
plantas y tipo de suelo. 
La combinación de leguminosas con otros sistemas de tratamientos como mantas 
orgánicas o sintéticas puede mejorar la reducción de los procesos erosivos. 
 
GLOSARIO 
 
TALUD: Se llama talud a la inclinación que se da a las tierras para que se sostengan las 
unas a las otras. 
LEGUMINOSAS: A las plantas con flores y semillas encerradas en un fruto, cuya 
característica distintiva es tener legumbres como fruto; es decir vainas, las cuales se 
abren longitudinalmente en dos valvas, a lo largo de dos suturas, se les agrupa como 
miembros de la familia de las leguminosas. 
GRAMÍNEAS: Las poáceas o gramíneas son una familia de plantas herbáceas, o muy 
raramente leñosas, perteneciente al orden Poales de las monocotiledóneas. 
PLANTA HIPERACUMULADORA: Una planta hiperacumuladoras es una planta capaz 
de crecer en suelos con grandes concentraciones de metales pesados, concentraciones 
que resultan tóxicas incluso para especies cercanamente emparentadas a la misma. 
Estas plantas extraen el metal del suelo a través de sus raíces y lo concentran hasta 
niveles extremadamente altos en sus tejidos, por lo cual son investigadas como agentes 
de fitorremediación de suelos contaminados y de fitominería (recuperación de metales 
obtenidos por las plantas). 
 
CUADRO DE IMÁGENES 
 
Figura 3. Proceso implicado en la Fitoextracción de contaminantes del suelo (Cunningham, 1995). 
 
Figura 4. Sistema Agroforestal.