Resumen Antecedentes: Las plantas en ecosistemas áridos exhiben adaptaciones a las sequías periódicas, más frecuentes e intensas por el cambio global. Conocer los atributos ecofisiológicos en las especies, ayudará a entender sus adaptaciones a las limitaciones de agua. En los ecosistemas del Noroeste de México coexisten árboles perennifolios y caducifolios, de los que poco se conocen sus adaptaciones hídricas y funcionales. Preguntas: ¿Cuáles son las diferencias en los atributos de resistencia a la sequía e hídricos, en árboles coexistentes de una comunidad semi-árida? ¿Es posible determinar mecanismos de coexistencia? Especies de estudio: Olneya tesota, Ipomoea arborescens y Jatropha cordata. Sitio y año de estudio: Matorral subtropical del Desierto Sonorense. Sonora, México, 2021. Métodos: Densidad de flujo de savia (Fd) medido continuamente utilizando sensores de disipación de calor, potenciales hídricos al amanecer (Ψpd), al mediodía (Ψmd) y conductancia estomática (gs), en el verano. Resultados: Olneya (perennifolia) mantuvo F d durante todo el año, pero Ipomoea y Jatropha (deciduas) solo durante días húmedos del verano. La F d máxima de Ipomoea y Jatropha (~1200 g cm-2 día-1) fue el doble que Olneya (600 g cm-2 día-1). Durante los períodos secos, los árboles deciduos disminuyeron F d . Los potenciales hídricos y conductancia estomática permitieron diferenciar los nichos hidrológicos en tipos funcionales isohídricos (Ipomoea y Jatropha) y anisohídricos (Olneya). Conclusiones: Un gradiente decreciente de resistencia a la sequía se encontró entre Ipomoea, Jatropha y Olneya. Estas especies logran su coexistencia por sus nichos hidrológicos, caracterizados por flujos de savia, estrategias iso-anisohídricas, y profundidad de raíces.

Abstract Background: Plants in arid ecosystems exhibit adaptive traits to periodic droughts. It is predicted that droughts will become more frequent and intense due to global change. Studying plant ecophysiological traits will help understand their adaptations to water limitations. In arid ecosystems of northwestern Mexico, evergreen and deciduous trees coexist, with little knowledge of their responsible hydrological functional traits. Questions: What are the differences in drought resistance and hydraulic traits for coexisting trees in a semi-arid community? Are we able to determine their coexistence mechanisms? Studied species: Olneya tesota, Ipomoea arborescens and Jatropha cordata. Study site and dates: Desert shrubland/subtropical shrubland community in central Sonora, Mexico, in 2021. Methods: Sap flux density (F d) was measured continuously with heat dissipation method probes, and predawn (Ψpd), midday (Ψmd) water potentials and stomatal conductance (gs) during the summer wet season. Results: Olneya (evergreen) was found to maintain F d throughout the year, but Ipomoea and Jatropha (deciduous) only during the wet summer season. The maximum F d of Ipomoea and Jatropha (~1,200 g cm-2 day-1) were two times higher than Olneya (600 g cm-2 day-1). During dry spells, deciduous trees decreased their F d. Water potentials and stomatal conductances allowed differentiation of the hydrologic niches of isohydric (Ipomoea and Jatropha) and anisohydric (O. tesota) functional types. Conclusions: We found a gradient of diminishing drought resistance from Ipomoea, Jatropha to Olneya. These species enhanced coexistence because of their hydrological niches, determined by their sap flow, iso-anisohydric strategies, and rooting depths.

Resumen Antecedentes: La alteración del reservorio de carbono, tiene implicación en la modificación a los ciclos biogeoquímicos. El cambio de uso y cobertura de suelo (CUCS) es uno de los principales precursores de estas alteraciones. Como consecuencia de las actividades primarias que ocurren en zonas áridas, los reservorios de carbono son continuamente modificados. La poca información y heterogeneidad de estas zonas incrementan la incertidumbre sobre los efectos en la dinámica del carbono por CUCS. El desarrollo de nuevas metodologías, como la incorporación del análisis de imágenes aéreas RGB (rojo/verde/azul) de alta-resolución, permitirá monitorear extensiva y continuamente el carbono en zonas áridas. Preguntas: ¿Es posible estimar almacén de carbono aéreo utilizando imágenes RGB obtenidas mediante vehículos aéreos no tripulados? Sitio y años de estudio: Comunidades de matorral subtropical y pradera de buffel localizadas en la región central de Sonora, México. Agosto-octubre, 2019 y 2020. Métodos: a) Se realizaron censos de vegetación leñosa in situ, para estimar almacén de carbono en biomasa aérea (ACBA) con ecuaciones alométricas (método directo), b) Se calculó ACBA, utilizando ecuaciones alometricas y métricas de vegetación obtenidas de imágenes RGB (método indirecto). Resultados: La introducción de buffel implica la reducción de individuos leñosos, y disminución del ACBA. En total, el matorral contiene 10.35 Mg C/ha, y la pradera 3.20 Mg C/ha. Se encontró correlación y significancia entre método directo e indirecto. Conclusiones: Establecer buffel, reduce el ACBA hasta un 70 %. El uso de imágenes RGB permitió estimar ACBA en zonas áridas/semiáridas.

Abstract Background: The alteration of the carbon reservoir stored in vegetation, imply the modification of biogeochemical cycles. The change of land use and cover (CUCS) is one of the main drivers for these alterations. As a consequence of the primary activities occurring in arid/semiarid lands, carbon reservoirs are continually modified. The limited information and heterogeneity of these environments increase the uncertainty regarding the effects on carbon dynamics consequence of CUCS. The development of new methodological approaches, such as the incorporation of aerial high-resolution RGB (red/green/blue) imagery analyses, will allow extensive and continuous monitoring of carbon in arid zones. Questions: Is it possible to estimate aboveground carbon stock using RGB images obtained by Unmanned Aerial Vehicles? Site and years of study: Subtropical scrub and buffel grassland communities, located in the central Sonora, Mexico. August-October 2019 and 2020. Methods: a) In situ woody vegetation censuses were carried out to estimate carbon stock in aerial biomass (ACBA) using allometric equations (direct method), b) ACBA was calculated, using allometric equations and vegetation metrics obtained from aerial RGB images. Results: The introduction of buffel grassland implies the reduction of woody individuals, therefor, a decrease in ACBA. In total, the scrub contains 10.35 Mg C/ha, and buffel grassland around 3.20 Mg C/ha. There are correlation and significance between direct and indirect methods. Conclusions: Establishing buffel grassland reduces the ACBA, up to 70 %. The use of RGB images allowed us to estimate ACBA in arid zones.

Abstract Background: Nitrogen (N) and Phosphorus (P) are the most limiting nutrients in plants and their resorption efficiency suggest conservation strategies. Resorption also change litter stoichiometry and affect ecological interactions and biogeochemical cycles along aridity gradients. Species nutrient resorption efficiency will be higher in sites at the arid extreme, such that resorption proficiency and stoichiometry for C:N and C:P will be higher in senescent leaves. Studied species: Ipomoea arborescens, Fouquieria macdougalii, Cercidium microphyllum, Encelia farinosa, Mimosa laxiflora, Jatropha cardiophylla, Olneya tesota, Prosopis velutina, Cercidium floridum, Fouquieria splendens, Brongniartia minutifolia, Jatropha cordata, Colubrina viridis, Larrea tridentata and Cercidium praecox. Study site and years of study: Three sites along and aridity gradient in the Sonoran Desert, Central Region in Sonora. August to November 2017 and 2018. Methods: We obtained N and P reabsorption efficiency, as well as stoichiometric proportions for C:N y N:P from green and senescent leaves to compare species, functional types and sites. Results: N and P reabsorption efficiency decreased with aridity and C:N and C:P stoichiometry of senescent leaves, as well as N:P for legumes. Conclusions: Reabsorption efficiency does not suggest a resource conservation strategy, however different functional types allowed us to differentiate ecological and stoichiometric strategies, in particular legumes, that help enhance their role in the biogeochemistry of Sonoran and Mexican arid lands.

Resumen Antecedentes: Nitrógeno (N) y Fósforo (P) son los nutrientes más limitantes en plantas y su eficiencia de reabsorción sugiere estrategias de conservación. La reabsorción además afecta los cocientes estequiométricos en la hojarasca, modificando las interacciones ecológicas y los ciclos biogeoquímicos en gradientes de aridez. Hipótesis: Existirá mayor eficiencia de reabsorción de nutrientes en especies de sitios con mayor aridez, por lo que esperamos que los cocientes estequiométricos de C:N y C:P sean mayores en hojas senescentes. Especies de estudio: Ipomoea arborescens, Fouquieria macdougalii, Cercidium microphyllum, Encelia farinosa, Mimosa laxiflora, Jatropha cardiophylla, Cenchrus ciliaris, Olneya tesota, Prosopis velutina, Cercidium floridum, Fouquieria splendens, Brongniartia minutifolia, Jatropha cordata, Colubrina viridis, Larrea tridentata y Cercidium praecox. Sitio de estudio y fechas: Tres sitios en un gradiente de aridez del Desierto Sonorense, en la región central de Sonora. Agosto - noviembre 2017 y 2018. Métodos: Se obtuvieron la eficiencia de reabsorción de N y P, y cocientes estequiométricos C:N, C:P y N:P en hojas verdes y senescentes de especies, comparando tipos funcionales y sitios. Resultados: La eficiencia de reabsorción disminuyó con el incremento de aridez así como los cocientes estequiométricos C:N y C:P en hojas senescentes y N:P en leguminosas. Conclusiones: La eficiencia de reabsorción no sugiere una estrategia de conservación de recursos, sin embargo, las diferencias entre tipos funcionales permitieron diferenciar estrategias ecológicas y estequiométricas, en particular las leguminosas, que ayudan a resaltar su influencia en la biogeoquímica de las zonas áridas Sonorenses y posiblemente del país.

ABSTRACT Plants response to symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) under water stress is important to agriculture. Under abiotic stress conditions native fungi are more effective than exotics in improving plant growth and water status. Mycorrhization efficiency is related to soil fungi development and energy cost-benefit ratio. In this study, we assessed the effect on growth, water status and energy metabolism of Cucurbita pepo var. pepo when inoculated with native AMF from the Sonoran desert Mexico (mixed isolate and field consortium), and compared with an exotic species from a temperate region, under drought, low and high salinity conditions. Dry weights, leaf water content, water and osmotic potentials, construction costs, photochemistry and mycorrhization features were quantified. Under drought and low salinity conditions, the mixed isolate increased plant growth and leaf water content. Leaf water potential was increased only by the field consortium under drought conditions (0.5-0.9 MPa). Under high salinity, the field consortium increased aerial dry weight (more than 1 g) and osmotic potential (0.54 MPa), as compared to non-mycorrhized controls. Plants inoculated with native AMF, which supposedly diminish the effects of stress, exhibited low construction costs, increased photochemical capacity, and grew larger external mycelia in comparison to the exotic inoculum.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are useful in agriculture for enhancing plant growth mainly in suboptimal environments. Because mycorrhizal symbiosis is required, a successful association occurs when the cost of maintaining the fungus by the transfer of photoassimilates is compensated by the nutritional benefits obtained by plants. The efficiency in this interaction changes depending on the origin of associated organisms and growing conditions. This study evaluated AMF effeccts collected from a saline soil of a semiarid region, on plant growth, construction costs and photochemistry of Cucurbita pepo var. pepo under saline stress and water deficit. AMF native of the Sonoran desert increased plant biomass with lower construction cost the plant tissue, compared to an exotic species (Glomus claroideum), to a recommended chemical fertilization and to a control. The observed benefits are related to development of extracellular mycelium and percentage of mycorrhizal colonization. Also, under moisture deficit and salinity, mycorrhization using native species increases the photochemistry valuation indexes (absorbed photon flux per unit area and efficiency by which an electron is transferred through the transport chain), as compared to plants inoculated with exotic species or fertilized chemically.

Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) son útiles en la agricultura porque mejoran el crecimiento de las plantas, sobre todo en ambientes subóptimos. Debido a que la micorrización es una simbiosis obligada, se considera que la asociación es exitosa cuando el costo de mantener al hongo por la transferencia de fotoasimilados es compensado por los beneficios nutricionales que obtiene la planta. La eficiencia en la interacción cambia en función de la región de origen de los organismos asociados y de las condiciones de cultivo. En este trabajo se evaluó el efecto de HMA, procedentes de suelo salino en una región semiárida, en el crecimiento, costos de construcción y fotoquímica de plantas de Cucúrbita pepo var. pepo crecidas con estrés salino y déficit de humedad. Los HMA originarios del desierto Sonorense incrementaron la biomasa de las plantas con menor costo de construcción del tejido vegetal, en comparación con una especie exótica (Glomus claroideum), con una fertilización química recomendada y con un testigo no inoculado ni fertilizado. Los beneficios observados están relacionados con el desarrollo del micelio extracelular y el porcentaje de colonización micorrízica. La micorrización de especies nativas incrementa los índices de valoración fotoquímica (flujo de fotones absorbidos por unidad de área y eficiencia con que un electrón es transferido a la cadena de transporte de electrones), respecto a la inoculación con una especie exótica o fertilización química.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are symbiotic microorganisms associated to plants that increase plant tolerance to water stress by modifying photosynthetic and transpiration rates, leaf and soil water potentials, osmolyte concentration, water use efficiency and nutrient uptake by plants. This association may become parasitic when costs outweigh benefits, thus affecting plants under stressed conditions since photosynthates transferred to fungi could be used by the host itself to modify its metabolism and minimize negative stress effects. Carbon and energy use efficiency determine the success of the association, which in turn depends upon host characteristics (species and developmental stage), fungi (species and adaptation capability) and environmental conditions. This review analyzes the benefits of this symbiosis in terms of energetic metabolism and carbon transfer under drought and salinity conditions, when the efficiency in nutrients assimilation and in photosynthates use are determinants for plant survival.

Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) son microorganismos simbióticos que se asocian con las plantas e incrementan su tolerancia al estrés hídrico al modificar las tasas fotosintética y de transpiración, el potencial hídrico de hojas y suelo, la concentración de osmolitos, la eficiencia en el uso de agua y la asimilación de nutrimentos en el hospedero. Esta asociación puede convertirse en una interacción parasítica cuando es mayor el costo que el beneficio, principalmente en condiciones estresantes porque los fotoasimilados que la planta transfiere al hongo dejan de ser utilizados por la planta para modificar su metabolismo y disminuir los efectos negativos del estrés. La eficiencia en el uso de la energía y del carbono determina el éxito de la asociación, lo que a su vez depende de las características del hospedero (especie y estado de desarrollo), del huésped (especie y capacidad de adaptación al medio) y de las condiciones ambientales. En esta revisión se analizan los beneficios de la simbiosis en términos del metabolismo energético y de la transferencia de carbono en condiciones de sequía y salinidad, cuando la eficiencia en la asimilación de nutrimentos y la utilización de fotoasimilados es determinante para la sobreviviencia de la planta.