Aportes de la eco-fisiología al manejo, nutrición y mejoramiento de cultivos. Dr Lucas Borrás Facultad de Ciencias Agrarias, UNR CONICET

Transcripción

1 Aportes de la eco-fisiología al manejo, nutrición y mejoramiento de cultivos Dr Lucas Borrás Facultad de Ciencias Agrarias, UNR CONICET

2 El aporte más relevante de la eco-fisiología de cultivos es la generación y utilización de marcos conceptuales para la resolución de problemas varios.

3 El aporte más relevante de la eco-fisiología de cultivos es la generación y utilización de marcos conceptuales para la resolución de problemas varios. RENDIMIENTO BIOMASA ACUMULADA x IC Radiación inc. x Ef. Int. x EUR Agua útil x Ef. captura x EUA N disp. x Ef. captura x EUN

4 MODELO CONCEPTUAL: Producción de biomasa y partición en Maíz Rendimiento (g m -2 ) Biomasa aérea (g m -2 ) e i IAF pendiente= IC Biomasa aérea (g m -2 ) Floración Fecha de siembra 24-Sep 26-Oct 28-Nov 8 plantas m -2 pendiente= EUR RFA i e d fipar= 1 e (-k IAF) k= 0.53 c b IAF Rendimiento en grano Biomasa Aérea Total RFA i IAF Indice de cosecha (IC, ) Eficiencia en el uso de la Radiación (EUR, 3-4 g MJ -1 ) Coeficiente de atenuación de luz (k, ) Hojas visibles Número de hojas Fecha de siembra 24-Sep 26-Oct 28-Nov Floración a Aparición de hojas Expansión foliar TT desde siembra Cárcova et al. (2003)

5 Aportes de la eco-fisiología líneas de trabajo en la UNR

6 Aportes de la eco-fisiología líneas de trabajo en la UNR Al manejo del cultivo: Evaluación del impacto de prácticas de manejo sobre el rendimiento del cultivo (sea genotipo, densidad, fertilización, fungicida). Manejo de densidad de siembra. Efecto de la des-uniformidad temporal y espacial en la siembra. Absorción de nutrientes varios.

7 Aportes de la eco-fisiología líneas de trabajo en la UNR Al manejo del cultivo: Evaluación del impacto de prácticas de manejo sobre el rendimiento del cultivo (sea genotipo, densidad, fertilización, fungicida). Manejo de densidad de siembra. Efecto de la des-uniformidad temporal y espacial en la siembra. Absorción de nutrientes varios. A la fisiología de la generación del rendimiento: Bases genéticas del crecimiento de los granos de maíz. Bases genéticas de la determinación del número de granos en maíz. Estrategias genotípicas para la determinación de altos rendimientos.

8 Aportes de la eco-fisiología líneas de trabajo en la UNR Al manejo del cultivo: Evaluación del impacto de prácticas de manejo sobre el rendimiento del cultivo (sea genotipo, densidad, fertilización, fungicida). Manejo de densidad de siembra. Efecto de la des-uniformidad temporal y espacial en la siembra. Absorción de nutrientes varios. A la fisiología de la generación del rendimiento: Bases genéticas del crecimiento de los granos de maíz. Bases genéticas de la determinación del número de granos en maíz. Estrategias genotípicas para la determinación de altos rendimientos. A la calidad de grano y usos industriales de maíz: Nutrición de maíz flint (colorado duro, o de tipo plata) y manejo para optimizar rinde y eficiencia en la molienda seca. Evaluación de genotipos y prácticas de manejo para optimizar la producción de etanol a partir de granos de maíz. Manejo del cultivo y probabilidad de riesgo de mico-toxinas (fumonisinas).

9 Aportes de la eco-fisiología líneas de trabajo en la UNR Al manejo del cultivo: Evaluación del impacto de prácticas de manejo sobre el rendimiento del cultivo (sea genotipo, densidad, fertilización, fungicida). Manejo de densidad de siembra. Efecto de la des-uniformidad temporal y espacial en la siembra. Absorción de nutrientes varios. A la fisiología de la generación del rendimiento: Bases genéticas del crecimiento de los granos de maíz. Bases genéticas de la determinación del número de granos en maíz. Estrategias genotípicas para la determinación de altos rendimientos. A la calidad de grano y usos industriales de maíz: Nutrición de maíz flint (colorado duro, o de tipo plata) y manejo para optimizar rinde y eficiencia en la molienda seca. Evaluación de genotipos y prácticas de manejo para optimizar la producción de etanol a partir de granos de maíz. Manejo del cultivo y probabilidad de riesgo de mico-toxinas (fumonisinas).

10 Estrategias genotípicas para la determinación de altos rendimientos Objetivo: Entender qué atributos fisiológicos difieren entre genotipos flint y dentados.

11 Diferencias de rinde entre flint y dent 30 genotipos totales % Dent Flint 83% Rendimiento (kg ha -1 ) % 87% 70% Diferencia promedio 80% 0 UNR 2011 UNR 2012 Franck V. Tuerto L. Larga Ambientes Tamagno et al., European J. Agronomy 2015

12 Flint vs dentados: respuesta al ambiente Rendimiento (kg ha -1 ) Dent Flint Indice Ambiental (kg ha -1 ) Diferencias en rinde son similares en kg. ha -1, pero no en % de rendimiento.

13 Rinde = Número de granos x Peso de Grano Tamagno et al., European J. Agronomy 2015

14 Rinde = Número de granos x Peso de Grano Peso de Grano Rinde Número de Granos Tamagno et al., European J. Agronomy 2015

15 Número de Granos = Tasa de Crecimiento x Particion x Eficiencia de seteo de granos Tamagno et al., European J. Agronomy 2015

16 Número de Granos = Tasa de Crecimiento x Particion x Eficiencia de seteo de granos Eficiencia de seteo de granos Número de Granos Tasa de Crecimiento Partición Tamagno et al., European J. Agronomy 2015

17 Nutrición de maíz de tipo flint para molienda seca Objetivo: Entender cómo manejar el N para rinde y calidad.

18 Tratamientos de N Bajo N N promedio Alto N Genotipo y densidad similar (AX887, 8 pl m-2) con tres niveles de N. Foto a mitad de llenado, Enero 2013, Fac. de Cs. Agrarias UNR.

19 Resultados Respuesta a N: Rinde vs Calidad para molienda seca Rinde se satura en igual N entre flint y dentados. Maximizar la calidad requiere de mayores niveles de N que maximizar rinde. Tamagno et al., En: Manejo eficiente del N en maíces flint. Capítulo 3.

20 Librito manejo de N en maíz de tipo flint: 2000 copias distribuidas dentro de la cadena de producción.

21 Respuestas genotípicas diferenciales a densidad de siembra. Objetivo: entender cómo responden los genotipos comerciales actuales. Son muy diferentes en su respuesta a densidad?

22 Diferencias en Densidad Optima (DO) para cada genotipo: Gen NK860 NK910 P1979 P2069 P2053 DK670 DK692 AX852 AX886 AX887 Prec. Nid. DO DO Ambiente 1 Ambiente 2 pl m -2 Hernández, Amelong & Borrás, Agronomy Journal 2014.

23 Diferencias en Densidad Optima (DO) para cada genotipo: Gen DO Ambiente 1 DO Ambiente 2 pl m -2 NK NK P P P DK DK AX AX AX Prec. Nid Hernández, Amelong & Borrás, Agronomy Journal 2014.

24 Rendimiento (qq por ha -1 ) por genotipo x año x densidad: Gen 1 pl m -2 8 pl m pl m -2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 NK860 NK910 P1979 P2069 P2053 DK670 DK692 AX852 AX886 AX887 Prec. Nid. Dif entre el gen más y el menos exitoso Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

25 Rendimiento (qq por ha -1 ) por genotipo x año x densidad: Gen 1 pl m -2 8 pl m pl m -2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 NK NK P P P DK DK AX AX AX Prec. Nid Dif entre el gen más y el menos exitoso Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

26 Rendimiento (qq por ha -1 ) por genotipo x año x densidad: Gen 1 pl m -2 8 pl m pl m -2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 NK NK P P P DK DK AX AX AX Prec. Nid Dif entre el gen más y el menos exitoso Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

27 Rendimiento (qq por ha -1 ) por genotipo x año x densidad: Gen 1 pl m -2 8 pl m pl m -2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 Año 1 Año 2 NK NK P P P DK DK AX AX AX Prec. Nid Dif entre el gen más y el menos exitoso Las diferencias en rendimiento entre genotipos se maximizan ante condiciones de stress Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

28 Rendimiento (qq por ha.) promedio en cada densidad de siembra para 11 genotipos y dos años: Rendimiento (qq ha -1 ) Densidad de siembra (pl m -2 ) Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

29 Rendimiento (qq por ha.) promedio en cada densidad de siembra para 11 genotipos y dos años: Rendimiento (qq ha -1 ) Densidad de siembra (pl m -2 ) Cuando nos pasamos de densidad es cuando las diferencias entre genotipos en rendimiento se maximizan. Hernández et al., Agronomy Journal 2014.

30 DK I DM II DK III NK IIII LT IIIII Pannar IIIII LT IIIII NK IIIII AX IIIII Sursem IIIII Arv IIIII LT IIIII P1845 YR IIII DK III DK IIII SPS IIII NK III LT III KWS 4500 L III KWS III KWS III NK III Alianza III SPS III P2069 YR II Dow II Dow I Dow I Testeo de genotipos en alta densidad ( ) Ensayo UNR CREA Sur de SF Rendimiento en kg. por ha -1. Densidad: 16 pl m -2, fecha de siembra temprana. Genotipos ordenados en función de su rendimiento

31 Absorción de macro y micro nutrientes. Objetivo: caracterizar y comparar la absorción de nutrientes en maíz en fechas tempranas y tardías.

32 Absorción de macro y micro nutrientes. Ensayo se realizó en Zavalla, Prov. de Santa Fe. Dos fechas de siembra, una Temprana (Octubre) y otra Tardía (Diciembre). Genotipo DK72-10, densidad 8 pl m -2. Datos calidad de suelo: N 224 Kg ha -1 (suelo + Fert) P 27.7 ppm Alto K 1.66 cmolc kg -1 Alto S (SO4) 8.8 ppm Bajo Ca 8.97 cmolc kg -1 Alto Mg 1.82cmolc kg -1 Medio Zn 0.76 ppm Bajo Fe 47.1 ppm Alto Mn 31.4 ppm Alto Cu 1.23 ppm Medio B 0.49 ppm Bajo Datos convenio Mosaic UNR, 2014

33 Datos convenio Mosaic UNR, 2014 IC Fecha Temprana = 0.41 (Rend: Kg ha -1 ) IC Fecha Tardía = 0.54 (Rend: Kg ha -1 )

34 Ejemplo Manganeso (Mn) IC Fecha Temprana = 0.41 (Rend: Kg ha -1 ) IC Fecha Tardía = 0.54 (Rend: Kg ha -1 ) IC Fecha Temprana = 0.12 IC Fecha Tardía = 0.10 Datos convenio Mosaic UNR, 2014

35 Absorción de macro y micro nutrientes. Kg. ha -1 absorbidos en planta total a madurez fisiológica, IC y exportados: Temprano Tardío Nutriente Absorbido IC Exportado Absorbido IC Exportado N P K S Ca Mg Zn Fe Mn Cu B Datos convenio Mosaic UNR, 2014

36 Resumen final:

37 Resumen final: El aporte más relevante de la eco-fisiología es en términos de modelos conceptuales sobre los cuales analizar el efecto de prácticas de manejo, elección de genotipos, o de mejoramiento.

38 Resumen final: El aporte más relevante de la eco-fisiología es en términos de modelos conceptuales sobre los cuales analizar el efecto de prácticas de manejo, elección de genotipos, o de mejoramiento. Existen fuertes diferencias entre genotipos comerciales de maíz en su generación de rendimiento. Se evidencia en forma simple con genotipos dentados vs. flint, pero se observa dentro de los dentados de igual forma.

39 Resumen final: El aporte más relevante de la eco-fisiología es en términos de modelos conceptuales sobre los cuales analizar el efecto de prácticas de manejo, elección de genotipos, o de mejoramiento. Existen fuertes diferencias entre genotipos comerciales de maíz en su generación de rendimiento. Se evidencia en forma simple con genotipos dentados vs. flint, pero se observa dentro de los dentados de igual forma. No todos los genotipos responden de igual forma a la densidad de siembra. Esto es de esperarse, al tener los genotipos comerciales mecanismos de generación de rendimiento bien diferentes.

40 Resumen final: El aporte más relevante de la eco-fisiología es en términos de modelos conceptuales sobre los cuales analizar el efecto de prácticas de manejo, elección de genotipos, o de mejoramiento. Existen fuertes diferencias entre genotipos comerciales de maíz en su generación de rendimiento. Se evidencia en forma simple con genotipos dentados vs. flint, pero se observa dentro de los dentados de igual forma. No todos los genotipos responden de igual forma a la densidad de siembra. Esto es de esperarse, al tener los genotipos comerciales mecanismos de generación de rendimiento bien diferentes. La absorción de nutrientes en un maíz templado parece ser muy similar entre un maíz temprano y tardío.

41 Gracias por la atención!! Consultas: Tamagno, S., Greco, I, Helbert, A., Borrás, L., Physiological differences in yield related traits between flint and dent Argentinean commercial maize genotypes. European Journal of Agronomy 68: Hernandez, F., Amelong, A., Borras, L Genotypic differences among Argentinean maize hybrids in yield response to stand density. Agronomy Journal 106: