Efectos del Ozono (O3) Troposférico en los Cultivos

El O₃ troposférico es uno de los principales contaminantes atmosféricos de Europa en la actualidad, se le otorga este título debido a su distribución sobre el territorio y los impactos perjudiciales que genera sobre la salud de las personas y los ecosistemas.

Se trata de un gas formado por tres átomos de oxígeno, incoloro y altamente reactivo, que podemos encontrar en la atmósfera en dos capas diferentes: la troposfera (desde la superficie terrestre hasta 10 km de altura) y la estratosfera (entre los 10 y los 50 km de altura desde la superficie). El ozono estratosférico cumple una función  imprescindible al filtrar la mayor parte de radiación solar ultravioleta, perjudicial para los seres vivos, que incide en la atmósfera y permite el mantenimiento de la vida en la Tierra. En la estratosfera encontramos el 90% del ozono atmosférico, en la llamada “Capa de Ozono”.

El ozono troposférico natural procede tanto del transporte desde la estratosfera, como de procesos fotoquímicos. Estas reacciones se producen entre compuestos orgánicos volátiles (COV) y óxidos de nitrógeno (NO_X) en presencia de radiación solar. En zonas cercanas a núcleos urbanos o con altos niveles de tráfico, encontramos altos niveles de NO_X que, en condiciones meteorológicas favorables, actúan como catalizadores de la reacción aumentando los niveles de O₃ troposférico.

Figura 1. Reacción de formación de ozono troposférico.

 

Fuente: Elaboración propia.

Las cantidades de ozono troposférico dependerán pues de: las cantidades de emisiones de los reactivos que participan y las condiciones meteorológicas. Debido a la necesidad de radiación solar en esta reacción, las condiciones meteorológicas más favorables son cielo despejado que aumente la radiación solar que incide en la troposfera, altas temperaturas y ausencia de lluvias y vientos fuertes que pueden desplazar los reactivos. Debido a lo anteriormente explicado, existen variaciones periódicas diarias (aumento de concentración en horas centrales del día) y anuales (siendo máximas las concentraciones en meses de verano).

Relación de la vegetación con el ozono

Los efectos que se producen sobre la vegetación por parte del ozono dependen de la cantidad de contaminante que alcanza el interior de la planta e interferir en los procesos químicos y metabólicos que intervienen en el desarrollo y crecimiento vegetal. Al ser un gas, su entrada principal en los tejidos vegetales se produce a través de los estomas, pequeños poros en la superficie de las hojas que permiten el intercambio gaseoso de la planta con la atmósfera.

Las plantas albergan mecanismos de defensa frente a este tipo de contaminantes, desde limitar la absorción por cierre estomático hasta la destrucción de productos tóxicos ya generados en el interior de la planta. Estos mecanismos de defensa dependen de la especie de planta y su estado de desarrollo, y de múltiples factores externos como condiciones meteorológicas o nutricionales.

También influye el tipo de exposición que hayan sufrido, podemos diferenciar dos tipos en función del tiempo y concentración.

• Exposición aguda: Cuando las concentraciones de ozono son altas pero durante un tiempo de exposición breve, los efectos sobre la planta suelen detectarse mediante síntomas foliares y suelen deberse a cambios bioquímicos, no siempre implicando variaciones en el crecimiento de la planta.
• Exposición crónica: En este caso el tiempo de exposición es más prolongado, pero con concentraciones de ozono bajas o medias. En este tipo de exposiciones suele haber implicaciones a nivel metabólico que generan cambios en crecimiento y productividad de la planta.

A nivel celular y de forma resumida, el ozono al ser una molécula muy reactiva genera una serie de reacciones que resultan en radicales libres y formas activas de oxígeno. Estos pueden generar estrés oxidativo en la célula al interactuar con compuestos de la pared vegetal, orgánulos, etc. Algunos de los resultados son la alteración del funcionamiento y permeabilidad de la membrana, alteración en el funcionamiento de ciertas enzimas, interferencias con hormonas implicadas en el transporte de iones y agua, etc. Debido a la complejidad de estos procesos, no se puede decir con exactitud cuales son todos los efectos que produce el ozono en los tejidos vegetales.

Todo esto desencadena en malfuncionamientos y anomalías en crecimiento, actividad fotosintética, transporte de productos asimilados, etc.

Efectos del ozono en los cultivos

Por todo lo anteriormente descrito, resulta obvio pensar que el ozono troposférico va a tener efectos adversos sobre la agricultura. Los daños dependerán de factores ya comentados como el tipo de exposición y la meteorología, y de factores como la especie que se cultive y la parte que se comercie.
La mayor parte de estudios se ha realizado en la parte mediterránea de la península, debido a tener una fuerte producción agrícola y condiciones meteorológicas favorables para el aumento de concentración de este contaminante.

Figura 2. Modelización de la distribución de ozono en la Península Ibérica. Concentración máxima de ozono calculada para un día del mes julio. Los puntos representan las estaciones de medida empleadas, el color que rodea estas estaciones corresponde a la concentración medida de ozono, dando una idea de la desviación entre los valores modelizados y los valores medidos.

Fuente: CIEMAT

Hay que prestar especial interés en cultivos cuyo interés comercial es la hoja ya que, aunque pueda no afectar a la producción, los efectos foliares pueden afectar a la venta directa. Por otro lado, en los cultivos donde la rentabilización proviene del fruto, los efectos de una exposición crónica que afecte a la producción serán más notables. En experimentos realizados sobre cultivos de sandías, judías y tomates se detectó una reducción de la productividad de 39%, 31% y 26% respectivamente, afectando también a valores de calidad, como puede ser el contenido en azúcar de sandía y tomate, en el que se midió una reducción del 10-14%.

Figura 3. Síntomas foliares por ozono sobre diversas especies (judía, sandía, tomate y pino carrasco).

Fuente: CIEMAT

 

Los síntomas visibles del O₃ troposférico (figura 3) son fácilmente confundibles con efectos causados por enfermedades víricas, hongos, etc., por lo que requieren un estudio exhaustivo y por parte de profesionales formados para corroborar que la causa es la exposición a concentraciones anormales de ozono.

Actualmente las opciones que tienen los agricultores cuando detectan este tipo de contaminación es asegurar un correcto suministro de agua a la planta, ya que condiciona el flujo de entrada del contaminante, y el elegir cultivos con menor sensibilidad al O₃ troposférico.