Las altas temperaturas y las plantas

High temperatures and the plants

Éste es un ensayo orientado a pedir comentarios de otras personas sobre el comportamiento de las plantas con altas temperaturas, que sobrepasan la denominada temperatura máxima de cada planta. No he encontrado demasiada información al respecto y he sacado mis propias conclusiones, acertadas o no. Si tienes más información sobre el tema, agradeceré que me la facilites o me des alguna pista sobre donde encontrarla.

Obviamente esta página está sujeta a evolución continua hasta haber encontrado respuestas satisfactorias.

This is an essay having the purpose of gathering other people's opinion on the behaviour of plants with temperatures beyond the maximum temperature of each plant. The author has been unable to find much information on this subject and  has drawn his own right or wrong conclusions. If you have some more information on the matter, please be so kind to drop a line to the author.

Obviously, this page is subject to permanent evolution until satisfactory answers have been found.


Las plantas realizan sus funciones (clorofílica, respiración, etc.) dentro de unos márgenes de temperaturas. Fuera de estos márgenes, las plantas pueden seguir vivas y realizar sus funciones con una actividad reducida o nula.

Cada variedad de planta tiene sus propios límites de temperatura mínima y máxima. Dentro de este margen existe una temperatura óptima. Así, a medida que aumenta la temperatura a partir de la mínima, la planta realiza sus funciones (nos concierne el crecimiento) con una intensidad cada vez mayor. A partir de la temperatura óptima, el crecimiento va disminuyendo hasta llegar a prácticamente anularse al llegar a la temperatura máxima.

En otras palabras: en condiciones de mucho frío (sin llegar a helar) o mucho calor, las plantas no crecen.

Plants perform their functions (photosynthesis, respiration, etc.) within certain temperature margins. When temperatures do not fall within these margins, plants may just survive and drop their functions to a limited or null activity.

Each plant variety has its own minimum and maximum temperature limits. Within this range there is an optimal temperature. Departing from minimum temperature, if the temperature raises, the plant performs its funtions with an increasing intensity. Beyond the optimal temperature, growth is gradually reduced until reaching a status of zero growth when the maximum temperature is reached.

In other words, when it is very cold (not freezing) or very hot, plants do not grow.

Esta curva no corresponde a ninguna planta real pero sirve para ilustrar el texto anterior.
This curve does not belong to any real plant but can be used to illustrate the above text.

Convertidor Celsius/Farenheit

Celsius/Farenheit Converter

ºF

 

ºC

 

termometro.gif

CELSIUS / FARENHEIT

La relación entre grados Celsius y Farenheit es:

The relationship between Celsius and Farenheit degrees is:

C = (F-32) / 1.8
F = (C x 1.8 ) + 32

 

Las temperaturas mínima, óptima y máxima, para muchas plantas de jardín, están situadas, con amplias variaciones,  alrededor de:
  • Mínima: 8 ºC
  • Óptima: 16 ºC
  • Máxima: 28 ºC

Los límites de temperatura mínima y máxima (y también la óptima) son diferentes para cada variedad de planta, como se ha dicho. Pero diferentes ejemplares de una misma variedad pueden tener límites diferentes, según las condiciones a que se encuentren sometidos (por ejemplo, poca o mucha agua).

Al jardinero aficionado le interesaría conocer las variedades de plantas que, en general, se adaptan mejor al clima de su jardín. Pero también le interesa conocer si está en su mano alterar fácilmente alguna de las condiciones a las que están sometidas sus plantas y qué resultados puede esperar.

For many garden plants, the minimum, optimal and maximum temperatures are, with wide deviations, around:

  • Minimum: 8 ºC
  • Optimal: 16 ºC
  • Maximum: 28 ºC

The minimum and maximum temperature limits (also the optimal) are different for each plant variety, as it has already been said. But different specimens of the same variety may have different limits, according to the conditions they are subject to (example: too little or too much water).

The hobby gardener would be interested, in general, to know which plant varieties will be better suited for his garden. However, he may also be interested to know if he could easily modify the conditions to which his plants are subject and what results should he expect.

Recordemos (ver la página sobre el agua y la fotosíntesis) que el crecimiento de la planta (lo que nos interesa) depende de la optimización de los siguientes parámetros que están interrelacionados y que además, suelen tener expresiones no lineales:
  • Tamaño de la planta - Aquí no podemos actuar.
  • Aprovechamiento del agua - Las raíces deben poder absorber agua a la velocidad requerida - Aquí podemos actuar regando adecuadamente.
  • Apertura de los estomas: Los estomas se abren si hay luz y agua suficientes - Aquí podemos actuar creando humedad ambiente y regando adecuadamente.
  • Intensidad de la luz - Aunque con excesiva luz (un límite diferente para cada planta) se reduce la fotosíntesis - Aquí podemos actuar trasladando las macetas o creando sombras o semisombras.
  • Temperatura - Temperaturas demasiado altas dañan substancias internas de las hojas de la planta necesarias para la fotosíntesis. Por ello y por haber sobnrepasado la temperatura óptima muchas plantas detienen su crecimiento en pleno verano. Aquí podemos actuar rociando repetidamente con agua para bajar la temperatura
  • Temperatura de las raíces - Aplicable para las plantas en el suelo y muy especialmente para plantas en macetas. Hay plantas muy sensibles al calor en las raíces (ej.: Clematis). Para las plantas en el suelo crearemos sombras con otras plantas o con objetos (piedras...). Para las plantas en maceta: en primer lugar, podemos colocar la maceta obscura normal dentro de una maceta blanca (dos macetas) y en segundo lugar evitar que les dé el sol. No usar sólo tiestos de plástico blanco porque son translúcidos y las raíces no quieren luz. Sugiero tocar los tiestos con la mano para notar la alta temperatura que alcanzan cuando están al sol. También podemos introducir un termómetro en el substrato. No regar las plantas cuando el suelo está caliente. Crea un shock y estimula la acción del Fusarium.
  • Disponibilidad de CO2 - Aquí no podemos actuar (como aficionados).

RESUMEN de ACTUACIONES POSIBLES:

  1. Regar adecuadamente
  2. Rociar regularmente (nieblas)
  3. Más sombra para algunas plantas

Hasta ahora hemos obtenido unas conclusiones que quizás ya conocíamos. Vamos a ver si podemos profundizar un poco más.

We saw in another article (water and photosynthesis) that plant growth  depends on the optimization of the following parameters, these being interrelated and, besides, having non linear expressions:

  • Plant size or growth status: In other words, how large is the factory producing the plant's growth chemicals. Here, we cannot act.
  • Efficient use of water - Roots should be able to absorb water at the required speed: Here we can act, watering adequately.
  • Stomata aperture: Stomata are fully open if there is enough light and water: Here we can act by creating an artificial damp microclimate and also by watering adequately.
  • Light intensity. Excessive light (a different limit for each plant) reduces the photosynthesis: Here we can act by transferring our pots to a shady area or by creating several degrees of shades.
  • Too high temperatures damage the internal substances of the plant, these being necessary for the photosynthesis. This and because having surpassed the optimal temperature is why many plants halt their growth in full summer in hot climates: Here we can act with regular water sprays (mists) to lower the ambient temperature.
  • Root temperatures - Especially for plants in containers but also for plants on the ground. Some plants are very sensitive to heat on the roots (example: Clematis). For plants on the ground we should provide some shade with other plants or with objects (stones, etc.). For plants in pots,  we should put the standard black or brown pots inside white pots (two pots) and to avoid the sun hitting them. Do not use only one plain plastic white pot as these are translucent and roots dislike the light. The author suggests touching the pots with the hand to feel the high temperature they reach when they are hit by the sun. We also could introduce a thermometer on the substrate. Do not water the plants when the soil is hot. This would cause a shock and help the action of the fungus Fusarium, among others.
  • Availability of CO2. Here, we cannot act (as hobby gardeners)

SUMMARY of POSSIBLE ACTIONS:

  1. To water adequately
  2. Regular sprays (mists)
  3. More shade for certain plants

Up to this moment we have reached some conclusions that were already known to us. Let us see if we can progress a little further.

Lo que no hay que hacer: rociar mientras la planta esté a pleno sol. Esta planta lo fue.
What should not be done: to spray while the plant is hit by the sun. This one was and the burns are visible.
Según datos obtenidos en la realidad: al rociar una zona de jardín situada a la sombra, la temperatura ambiente bajó, en repetidos días, entre 2 y 4 ºC, dependiendo de la humedad atmosférica ambiente inicial. Estos valores coinciden con los manejados por fabricantes de acondicionadores de aire basados en evaporación del agua que empapa un filtro por donde pasa el aire.
According to data obtained on the field: when spraying a garden area in the shade, the ambient temperature repeatedly decreased, on several days, between 2 and 4 ºC, depending on the initial relative atmospheric humidity. These values are coincident with the values obtained by manufacturers of air conditioners based on evaporation of water impregnating a filter through which air is forced to circulate.

Funciones vitales de una planta

Como recordatorio (ver la página sobre el agua y la fotosíntesis) citaremos:

  • Fotosíntesis
  • Transpiración
  • Respiración

Fotosíntesis:

El principal factor que limita el crecimiento es el menor aporte a la planta de substancias elaboradas con una actividad menor de fotosíntesis debida a las altas temperaturas .

Las elevadas temperaturas pueden incluso dañar parcialmente el coloide citoplasmático alterando la estructura de los cloroplastos (que son los que tienen la clorofila). El daño puede ser irrecuperable en las hojas expuestas y habrá que esperar a que nuevas hojas tomen el relevo.

Habría que evitar las causas más frecuentes de reducción de la actividad de fotosíntesis: la escasez de agua o de CO2. El agua podremos y deberemos controlarla. El CO2 no existe en la atmósfera en las cantidades óptimas para las plantas. De hecho les iría bien tener un poquito más. Un exceso las perjudicaría. La cantidad de CO2 en el aire de su jardín no es controlable por el jardinero aficionado perto sí es controlable la apertura de invernaderos para ventilación (entrada de más CO2) después de que el aire interior haya sido "excesivamente" purificado por las plantas.

 

Transpiración:

La transpiración es la expulsión de vapor de agua a través de los estomas (cuando éstos se encuentran abiertos) con el fin de refrigerar la planta y de arrastrar, hacia las hojas, los nutrientes procedentes de las raíces que, interviniendo en las últimas etapas de la fotosíntesis, ayudan al crecimiento en la planta.

Por tanto, para que la planta crezca mejor, lo primero es que la fotosíntesis se haya optimizado (con una adecuada gestión del agua por nuestra parte) y luego, que haya una intensa transpiración para bajar la temperatura y aportar nutrientes. La mayor transpiración se produce con los estomas abiertos, por tanto depende de nosotros el crear nubes de agua para abrirlos.

 

Respiración:

Funciona 24 horas al día. Entra O2 en la planta y ésta desprende CO2 y H2O. En el interior de la planta, el proceso consiste en quemar azúcares principalmente.

La intensidad de la respiración depende de la temperatura. A mayor temperatura, más respira una planta.

O sea que la planta consume durante día y noche parte de los productos creados por la planta sólo durante el día.

O sea que sería posible que la planta produzca muy poca cantidad durante el día porque la temperatura es muy elevada y que el consumo por respiración sea igual (o incluso superior) a lo producido.

¿Consumo mayor que producción? La planta crece negativamente (consume sus propios recursos almacenados y finalmente muere).

Se me ocurren dos posibilidades:

  • Gastar menos (ahorrar) - Las noches han de ser más frías que los días (1) para que la planta no consuma tanto por la noche (y no entre en fases peligrosas si hace mucho calor), o
  • Producir más - Los días han de alargarse para que la planta, aunque poca cantidad, no deje de producir. La respuesta ha de ser iluminación artificial.

(1) Este hecho es conocido por todos los involucrados en producción agrícola. Cuando la diferencia de temperaturas entre día y noche no es suficiente se consiguen cosechas reducidas.

 

ACTUACIONES POSIBLES:

Se repiten las anteriores:
- Regar adecuadamente
- Rociar regularmente (nieblas)

Y se ha añadido algo nuevo:
- Iluminación artificial

Vital plant functions

Remember (water and photosynthesis) the three main functions:

  • Photosynthesis
  • Transpiration
  • Respiration

Photosynthesis:

The main growth limiting factor is the reduced availability of substances produced by the plant because of a reduced photosynthesis activity due to high temperatures.

High temperatures may even partially damage the citoplasma coloid thus altering the structure of the chloroplasts (cells containing chlorophyll). The damage may be unrecoverable on the exposed leaves and one will have to wait for the takeover of new leaves when temperatures are lower.

The most frequent causes for the reduction of the photosynthesis activity can be: water or CO2 shortage. Water can and ought to be controlled by us. CO2 is not available in quantities optimal for the plant on the atmosphere. In fact, plants would do better with a little more. A lot more would damage them. The amount of CO2 on the garden air is not controlable by the hobby gardener but the air inside a greenhouse must be ventilated (entry of some more CO2) specially after the inner air has been excessively purified by the plants.

 

Transpiration:

Transpiration is the expulsion of water vapor through the stomata (while these are open) with the dual purpose of refrigerating the plant and carrying, towards the leaves, the nutrients coming from the roots. These nutrients are involved in the later stages of photosynthesis, helping the growth of the plants.

Consequently, for a better plant's growth, the first to be checked is that the early stages of photosynthesis are optimized (with an adequate water management on our part) and that there is an intense transpiration for the purpose of lowering the temperature and carrying nutrients. The highest transpiration occurs when the stomata are open, so it depends on us to create water mists to open them fully.

 

Respiration:

It is operative 24 hours a day. Inside the plant several substances, mainly sugars, are burnt. This combustion needs O2 and releases CO2 and H2O.

The intensity of respiration depends on temperature. The higher the temperature, the heavier the respiration of a plant.

A plant is consuming day and night part of the substances created by the plant only during the day.

So, it could be possible for a plant producing very limited amounts during the day, because the temperature is very high,  that consumption by respiration would be equal (or even higher) than the production.

Consumption higher than production? Plant grows negatively (the plant consumes its own stored resources and finally dies).

The author deducts two possibilities in order to overcome the above problem:

  • Plants ought to consume less (save) - Nights ought to be much cooler than days (1) so the plant will save during the nights, or
  • Plants ought to produce more - Days need to be longer so the plant has longer production cycles and the total production exceeding the plant's needs can be used for growth. The answer could be: artificial lighting

(1) This fact is known by all involved in agricultural production. When the temperature difference between day and night is not large enough, the crops are reduced.

 

POSSIBLE ACTIONS:

Same as deducted before:
- Water adequately
- Regular sprays (mists)

And something new added:
- Artificial lighting

Conclusión

Los mejores consejos para un jardinero aficionado buscando plantas para su jardín son los dos siguientes:

  • Olvidarse de preciosos libros de jardinería escritos en otros países y observar (en sus vecinos) cuáles son las plantas más adecuadas para su clima.
  • Regar adecuadamente sus plantas

Al margen de lo anterior, uno puede tener el capricho de cultivar ciertas plantas que se encuentran en el límite de posibilidades de su clima. O bien puede suceder que uno quiera saber qué puede hacer si sobreviene una ola de calor.

La gestión del agua será fundamental, como se ha visto, y posiblemente sea la única actuación posible (no se puede instalar aire acondicionado en un jardín abierto).

Como opción adicional a experimentar con unas cuantas plantas (no en todo el jardín), propongo la luz artificial durante toda la noche. Yo mismo no lo he probado pero lo haré en el futuro.

De otra parte no he oído que se pudiera utilizar la iluminación artificial para combatir la detención del crecimiento debida al excesivo calor. Es una deducción lógica de las reflexiones que esta página contiene.

Quizá alguien que cultive en invernaderos lo sepa...

Conclusion

The best advice that can be given to a hobby gardener seeking plants for his garden could be the following two:

  • Forget about beautiful gardening books written in and for other countries and observe (your neighbours) what are the plants most suited for your climate.
  • Water them adequately

Besides the above, one may be willing to cultivate certain plants being on the limits (fringe) of their possibilities in the climate. Or it may happen that one may be willing to know what to do in the case of a heat wave.

Water management will be extremely important, as previously seen, and possibly will be the only thing a gardener will be able to do (he cannot install an air conditioner in the open air garden)

As an additional option that could be experimented with a few plants (not suggested for the whole garden), the author would like to propose artificial light during the night. He has not tried it yet but he intends to do it in the future.

The author has never heard that artificial lighting could be used against the growth halt due to excessive heat. This is only a logical deduction from the thoughts contained on this page.

Perhaps people with long experience cultivating in greenhouses would know...

Julio Guri

Primera versión / First version: 18 SEP 98

Actualizaciones / Updates:

  • 19SEP98
    Foto quemaduras por el sol y valores disminución temperatura después de rociar.
    Picture of sunburns and values of temperature decrease after spraying.
  • 11 ENE 98
    Añadido la importancia de mantener el suelo y las macetas a la sombra.
    Added the importance of maintaining the soil and pots on the shade.
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