La densidad de plantas es el número de plantas individuales presentes por unidad de superficie del terreno. Se interpreta con mayor facilidad en el caso de rodales monoespecíficos, en los que todas las plantas pertenecen a la misma especie y han germinado al mismo tiempo. Sin embargo, también podría indicar el número de plantas individuales que se encuentran en un lugar determinado.
La densidad de plantas se define como el número de plantas presentes por unidad de superficie del suelo. En la naturaleza, las densidades de plantas pueden ser especialmente altas cuando las semillas presentes en un banco de semillas germinan después del invierno, o en el sotobosque de un bosque después de que la caída de un árbol abre un hueco en el dosel. Debido a la competencia por la luz, los nutrientes y el agua, las plantas individuales no podrán absorber todos los recursos que se requieren para un crecimiento óptimo. Esto indica que la densidad de plantas no solo depende del espacio disponible para crecer, sino que también está determinada por la cantidad de recursos disponibles. Especialmente en el caso de la luz, las plantas más pequeñas absorberán menos recursos que las plantas más grandes, incluso menos de lo que se esperaría sobre la base de sus diferencias de tamaño. [1] A medida que aumenta la densidad de plantas, afectará la estructura de la planta, así como los patrones de desarrollo de la planta. [2] Esto se llama "competencia asimétrica" y hará que algunas plantas subordinadas mueran, en un proceso que se ha denominado "autoaclareo". Las plantas restantes se desempeñan mejor ya que menos plantas ahora competirán por los recursos. Un factor clave en la agronomía y la silvicultura es la densidad de población de plantas, que proporciona un enfoque experimental para comprender mejor la competencia entre plantas. [3]
Muchos de los procesos relacionados con la densidad de plantas pueden estudiarse en monocultivos de individuos de la misma edad que se siembran o plantan al mismo tiempo. Estos pueden denominarse "monocultivos" y a menudo se estudian en el contexto de cuestiones agrícolas, hortícolas o silvícolas. Sin embargo, también son muy relevantes en ecología . [4] En general, la biomasa total sobre el suelo de un monocultivo aumenta con el aumento de la densidad, hasta el punto en que la biomasa se satura. Esto es lo que se ha denominado "rendimiento final constante", [5] y se refiere a la biomasa total de la planta por unidad de superficie del suelo. La producción de semillas por superficie del suelo no es constante, sino que a menudo disminuye con la densidad después de que la biomasa total por superficie del suelo alcanza su valor máximo. [6]
Se han llevado a cabo experimentos con plantas herbáceas con densidades extremadamente altas (hasta 80.000 plantas por metro cuadrado). A densidades tan altas, estas plantas comenzarán a competir poco después de la germinación y, finalmente, una gran cantidad de esos individuos (hasta el 95%) morirán. En agricultura, los agricultores evitan estas densidades muy altas, ya que no contribuyen al rendimiento de las semillas. Las densidades normales en la agricultura moderna dependen del tamaño final de la planta y varían entre 5-10 plantas por metro cuadrado para el maíz hasta 200-300 plantas por metro cuadrado para el arroz o la cebada . En la silvicultura , las densidades normales son inferiores a 0,1 plantas por metro cuadrado. No solo la biomasa por metro cuadrado aumenta con la densidad, sino también el índice de área foliar (LAI, área foliar por área de suelo). Cuanto mayor sea el índice de área foliar, mayor será la fracción de luz solar interceptada, pero la ganancia en intercepción de luz y fotosíntesis no coincidirá con el aumento del IAF, y esta es la razón por la que la biomasa total por área del suelo se satura en altas densidades de plantas.
A diferencia de la biomasa total por unidad de área del suelo, que aumenta con la densidad hasta alcanzar la saturación, la biomasa promedio de las plantas individuales en un monoplantación disminuye fuertemente con la densidad de plantas, de modo que por cada duplicación de la densidad las plantas individuales se volverán ~30-40% más pequeñas. [7] Las plantas en plantíos de mayor densidad invierten relativamente más de su biomasa en tallos (mayor Fracción de Masa del Tallo ) y menos en hojas y raíces.
Además de su peso, las plantas cambiarán su fenotipo de muchas otras maneras y en diferentes niveles de integración: [7]
Las plantas individuales en rodales densos tienen menos hojas y, a menudo, son más pequeñas y estrechas (ver foto). Las hojas de las plantas de alta densidad son más delgadas (mayor área foliar por unidad de masa), especialmente en la parte inferior de la vegetación, con una concentración similar de nitrógeno por unidad de masa, pero un contenido de nitrógeno por área menor.
La altura media de las plantas o de la vegetación suele ser muy similar, pero una diferencia muy constante es que los tallos de las plantas de alta densidad tienen un diámetro mucho menor. También tienen menos brotes laterales ( macollos ) en el caso de las gramíneas, o ramas en el caso de las hierbas y los árboles.
El crecimiento de las raíces en entornos con alta densidad de plantas muestra que habrá menos raíces por planta, pero la longitud y la densidad general de las raíces individuales siguen siendo más o menos iguales, por lo que se espera que esto aún cause problemas a la planta en el crecimiento futuro.
En las plantaciones densas, hay un fuerte gradiente de luz de arriba hacia abajo. Por lo tanto, las hojas inferiores en las plantaciones de alta densidad tendrán una tasa fotosintética y una tasa de transpiración más bajas que las hojas similares de plantas en plantaciones abiertas. Hay indicios de que también las hojas superiores bien iluminadas pueden tener una capacidad fotosintética menor en plantas de crecimiento denso.
Como las plantas densamente cultivadas son más pequeñas, también producirán menos semillas por individuo. Pero también la producción de semillas como fracción de la biomasa total de la planta ( índice de cosecha ) es menor, y también lo es el peso de la semilla de una semilla individual .