Estudiando Estructuras de Tallos y Raíces

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Estudiando Estructuras de Tallos y Raíces
Presentation · June 2013
DOI: 10.13140/RG.2.2.34005.63203
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Ofelia Andrea Valdés Rodríguez
El Colegio de Veracruz
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Un enfoque metodológico 
Estudiando estructuras 
de tallos y raíces 
Aproximación primera 
Ciclo de Conferencias 2013 
Colegio de Postgraduados, Jun. 2013 
Ofelia Andrea Valdés Rodríguez 
Las estructuras de las raíces y los tallos 
de las plantas 
Su importancia en retención de suelos y control de la erosión 
 
 1 Porque 
 
 2 Para qué 3 ¿Cómo? 
 
 
 
 
Porque estudiar 
Tallos y raíces de plantas 
1 
Las raíces brindan el soporte de 
toda la estructura de la planta 
• el tallo 
• y demás 
Los tallos brindan el soporte de la 
estructura aérea 
• Ramas 
• hojas 
• flores 
• frutos 
Tallos y raíces –su función estructural 
Tallos y raíces 
relacionados con 
los ecosistemas 
donde se 
encuentran 
Tallos en mucho sol y poca agua 
 
 
 
Almacenar 
agua 
Almacenar 
agua y 
nutrientes 
Tallos 
Cortos y gruesos 
Fotosintéticos 
Consistencia suave 
Mucha humedad o vientos frecuentes 
 
Riveras o zonas tropicales 
 
Resistir vientos fuertes 
y/o huracanes 
Tallos 
con gran 
flexibilidad y 
tolerancia al 
exceso de 
humedad 
Resistir corrientes 
de agua y/o 
estancamientos 
Mucha competencia por la luz 
 
Alcanzar grandes alturas es importante 
 
 
Tallos largos y 
rectos 
Tallos flexibles 
para trepar 
Tallos 
muy largos 
rígidos 
o 
flexibles 
Suelos arenosos 
 
poco agua y nutrientes 
 
 
Raíces extendidas 
y superficiales 
Raíces abundantes 
Raíces 
Las superficiales 
para explorar, 
aunque no sujetan 
bien, pero 
si son abundantes 
sí tienen gran 
fuerza de sujeción. 
Suelos profundos 
 
Rocosos o en pendientes 
 
 
Raíces 
Pivotantes largas y 
fuertes 
proporcionan un 
sistema de anclaje 
robusto 
Raíz de una 
plántula 
Raíz del árbol 
 
 
 
 
 2 para qué estudiar 
los tallos y raíces 
Conocer sus formas nos permitirá conocer estrategias 
para 
Retener los 
suelos 
La forma de la planta tiene una fuerte 
influencia genética 
La unión hace la fuerza 
 Estrategias en suelos sueltos 
Gran cantidad de raíces largas distribuidas de forma 
concéntrica 
gran número de individuos 
compartiendo raíces que los 
sujetan 
Una fuerte raíz pivotante que se refuerza 
con laterales de igual consistencia 
 
Cada lateral tiene también sistemas de 
anclaje propios 
Estrategias para mucho peso 
Las raíces se distribuyen alrededor del 
tallo de manera uniforme para soportar 
fuerzas en cualquier dirección 
 
 
 
 
 3 ¿Cómo evaluar estas 
características? 
¿Cuál será el tallo y la raíz apropiada para cada sitio? 
Estudiar las formas de algunas especies 
de la región para determinar su 
potencial de establecimiento 
Búsqueda de patrones en especies arbóreas tropicales 
Acacia amarilla (Albizia lebbeck) Palo Mulato (Bursera simaruba) 
Guayaba (Psidium guajava) 
Sin embargo, las raíces no siempre crecen con patrones 
claramente definidos, por lo que su estudio se dificulta 
 
Zapote negro (Diospyros digyna) Mango 
(Mangifera 
indica) 
Especies que tengan patrones definidos 
Continuamos la búsqueda 
Semillas abundantes y fáciles de propagar 
Sus semillas son abundantes y el árbol es de rápido 
crecimiento 
Su tallo es flexible y resistente a fuertes vientos 
 
Enterolobium 
ciclocarpum 
Posee una fuerte pivotante 
 y sus laterales también son fuertes 
Sus raíces no tienen una cobertura densa 
Sin embargo, 
 
Enterolobium 
ciclocarpum 
Por lo que su capacidad para retener suelos no 
es muy extensa 
» Jatropha curcas (piñón) es una 
especie de la región 
» Tallos muy flexibles 
» Fuerte raíz pivotante 
» Cuatro gruesas laterales 
equidistantes que producen 
abundantes masas de raíces 
secundarias 
Más prometedoras 
» Ricinus communis (higuerilla) es 
un arbusto muy abundante en la 
región 
» De rápido crecimiento 
» Tallos muy flexibles 
» Fuerte raíz pivotante 
» Entre 15 y 40 laterales 
distribuidas a lo largo y alrededor 
del tronco 
Más prometedoras 
» Moringa oleifera (Moringa) es 
un árbol tolerante a sequías 
» De rápido crecimiento 
» Tallos muy flexibles 
» Fuerte y gruesa raíz pivotante 
» puede desarrollar laterales 
también muy gruesos 
Más prometedoras 
Un modelo de un 
sistema de raíces 
Estudios iniciales 
Metodología 
1. Tres tipos de suelo 
seleccionados: 
– Arenoso 
– Franco-arenoso 
– Franco-arcilloso 
2. 15 sujetos por sustrato 
3. Una semilla por 
contenedor de 
40x50cm 
4. Mediciones de tallo y 
hojas 
5. Desentierro de las 
raíces 
Metodología 
A partir del nivel del suelo 
e iniciando por una raíz 
lateral 
1. Medir los ángulos 
entre las raíces 
principales 
2. Medir la distancia de 
emergencia de cada 
raíz principal 
3. Medir diámetros e 
inclinación de cada 
raíz principal Ground level 
 
ZRT=2.2Db 
Reference for 
θsymm 
Db 
 
θi 
Lateral root 
b23 
LCi 
 
LCmax 
 
Ground level 
 
Lateral root 
 
Stumplength 
 
Metodología 
4. Estimar la inclinación 
de la raíz pivotante 
5. codificar la 
información en 
formato de gráfica de 
árbol (MTG) 
6. Analizar 
estadísticamente las 
medidas de cada 
individuo 
7. Comparar entre 
grupos de plantas en 
los tres suelos 
 
Ground level 
 
ZRT=2.2Db 
Reference for 
θsymm 
Db 
 
θi 
Lateral root 
ZRT 
TapIncAngle 
 
Modelo de la estructura del 
sistema de raíces de J. curcas 
Ángulos entre raíces: b12= b23= b34= b41=90º 
Distancia deltallo: d1=d2=d2=d4 
Ángulos de inclinación: θ1= θ2= θ3= θ4 
Inicio de las raíces: LC1=LC2=LC3=LC4 
Inclinación de la pivotante: TapIncAngle=-90º 
Metodología 
8. Se propone un modelo 
para la raíz con un 
índice de simetría para 
cada parámetro 
evaluado 
9. Se establece una escala 
de 0-1 para evaluar la 
similitud de los 
individuos contra cada 
parámetro del modelo 
10. Se determina un índice 
total de simetría 
βsymm = [|(b1-2 - 90º)|+|(b2-3 -180º)|+|(b3-4 - 270º)|]/540º 
Dsymm = (∑(dmax-di)/∑d1-4)/3 
θsymm = (∑abs(θmax-θi)/∑θ1-4)/3 
LCMsymm = [∑(LCmax-LCi)/3]*(StumpLength) 
TapSymm = [(-90) – TapIncAngle]/90 
SI=[(𝛽symm+ 𝐷symm+ 𝜃symm+ LCMsymm+ Tapsymm)]/5 
Resultados 
• No se encontraron diferencias 
estadísticas en los índices de 
simetría en relación con el 
tipo de suelo (P>0.05) 
 
• La desviación promedio del 
sistema de raíces respecto al 
modelo propuesto fue del 
14% 
 
 
 
Parámetros del sistema de raíces de J. curcas 
18º 
• El volumen de las raíces es 
estadísticamente diferente 
en cada tipo de suelo 
• Sin embargo, la estructura 
permanece constante 
 
• El mayor crecimiento 
aéreo ocurre en las plantas 
localizadas en suelos 
franco-arenosos y franco-
arcillosos 
c) Longitud de tallos (3-MESES)
Edad (días)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Lo
ng
itu
d 
(m
m
)
0
100
200
300
400
Franco-Arcilloso 
Franco-Arenoso 
Arenoso 
Resultados 
Independientemente del tipo 
de suelo 
• La biomasa de las plantas 
se distribuye mayormente 
en el tallo 
• La longitud de las raíces se 
incrementa en suelos 
arenosos 
• La biomasa subterránea se 
distribuye de manera 
superficial 
• Las mayores coberturas 
ocurren en suelos franco-
arenosos y franco-
arcillosos 
 
 
Arenoso Franco-Arenoso Arcilloso 
0% 
20% 
40% 
60% 
80% 
100% 
Long tallo 
Lon R Pivot 
Arenoso Franco-Arenoso Arcilloso 
0% 
20% 
40% 
60% 
80% 
100% 
Relaciones de masa 
hojas 
tallo 
Raiz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AArreennoossoo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FFrraannccoo--AArreennoossoo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FFrraannccoo--AArrcciilllloossoo 
 
Resultados 
 
 
 
 
 
* 
Preliminares 
El sistema de raíces de J. curcas 
mantiene una estructura constante 
con 
una fuerte raíz pivotante que permite 
el anclaje en profundidad y 
cuatro laterales equidistantes que 
contribuyen al equilibrio 
Más informes en: 
Jatropha curcas L. Root Structure and Growth in Diverse Soils 
Valdés et al., 2013. Hindawi Publishing Corporation 
The ScientificWorld Journal 
Volume 2013, Article ID 827295, 9 pages 
http://dx.doi.org/10.1155/2013/827295 
 
 
 
 
 
 
? Lo que nos falta 
Analizar su comportamiento ante los esfuerzos externos 
» Establecer alguna escala para 
medir la contribución de las 
plantas a mantener la cohesión 
del suelo 
» Y por tanto evitar la erosión o 
bien proteger el suelo contra la 
erosión 
 
 
Será posible … 
Gracias por su atención 
Más informes en: 
Jatropha curcas L. Root Structure and Growth in Diverse Soils 
Valdés et al., 2013. Hindawi Publishing Corporation 
The ScientificWorld Journal 
Volume 2013, Article ID 827295, 9 pages 
http://dx.doi.org/10.1155/2013/827295 
 
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