Ecophysiology of horticultural crops: an overview

Horticultural crops include a wide range of commodities, such as fruits and vegetables, that are highly valuable for humanity. They are extensively grown worldwide, and their production can be described as an open and highly complex system affected by many factors, among which we can count weather, soil and cropping system, as well as the interaction between these factors. The aim of environmental physiology is to characterize the interaction between environmental stress and crop response, in order to maximize both yield quantity and quality. This review presents the most recent findings about the effects of the main abiotic environmental factors (light, temperature, and water) on whole plant physiology of horticultural crops. Environmental stresses can cause morpho-anatomical, physiological and biochemical changes in crops, resulting in a strong profit reduction. A clear understanding of environmental factors and their interaction with physiological processes is extremely important for improving horticultural practices (irrigation, light management, mineral nutrition, greenhouse design, etc.), optimizing photosynthetic carbon assimilation and increasing fruit productivity and crop quality. In addition, the information obtained by ecophysiological studies can be incorporated into breeding programs or agricultural zoning strategies. Los productos hortícolas como frutas y vegetales son ampliamente cultivados, dado que incluyen un extenso abanico de alimentos de gran valor para la humanidad. Los sistemas hortícolas son abiertos y altamente complejos, y se ven afectados por factores como el clima, el suelo y el sistema de producción, así como por la interacción entre estos factores. Por lo anterior, la importancia de la fisiología ambiental o ecofisiología radica en que permite caracterizar la interacción entre los factores de estrés ambiental y la respuesta de los cultivos, con el propósito de obtener una producción exitosa. El objetivo de esta revisión consiste en reunir los resultados de las investigaciones más recientes acerca del efecto de los factores ambientales abióticos (luz, agua y temperatura) sobre la respuesta fisiológica de los cultivos hortícolas. Los factores de estrés ambiental pueden causar distintos cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos en los cultivos, determinando una considerable reducción en su rendimiento. La comprensión de la interacción entre estos factores ambientales y procesos fisiológicos es importante en el mejoramiento de las prácticas hortícolas (riego, manejo de la luz, nutrición mineral, diseño de infraestructuras, etc.), con el objetivo de optimizar la fotosíntesis e incrementar la productividad de los cultivos. Adicionalmente, la información que se obtiene mediante la ecofisiología es una herramienta útil en los programas de mejoramiento genético, o en estrategias de ordenación del territorio agrícola.