ESTRÉS TÉRMICO EN SOJA Y LA PRODUCCIÓN DE GRANOS VERDES

Transcripción

1 TALLER DE ESTRÉS TÉRMICO EN LOS CULTIVOS DE GRANO 22 y 23 de Octubre de 2012, Escuela para Graduados FA-UBA Buenos Aires, Argentina ESTRÉS TÉRMICO EN SOJA Y LA PRODUCCIÓN DE GRANOS VERDES

2 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LLENADO DE GRANO COMO FACTOR DETERMINANTE DE LA PRESENCIA DE GRANOS VERDES EN SOJA Cencig, Gabriela F. (1), Villar Ezcurra, Jorge L. (1), Benech Arnold, Roberto L. (2), Kantolic, Adriana G. (2) (1),INTA Rafaela, Santa Fe, Argentina. (2),Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires. Tesis a presentar en la Escuela para Graduados Ing. Agr. Alberto Soriano, Programa de Maestría, área de Producción Vegetal. Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires. Ing. Agr. Gabriela Cencig INTA Rafaela Centro Regional Santa Fe TALLER DE ESTRÉS TÉRMICO EN LOS CULTIVOS DE GRANO 22 y 23 de Octubre de 2012, Escuela para Graduados FA-UBA Buenos Aires, Argentina

3 Importancia del cultivo de soja Más de 18,9 millones de hectáreas implantadas en el total país. 3,1 millones de hectáreas cosechadas en la provincia de Santa Fe (16,5% del total país). 48,9 millones de toneladas (20% en la provincia de Santa Fe). Fuente: SIIA-MAGyP (campaña 2010/2011) La soja representa casi el 91% de la producción de semillas de oleaginosas y el 45% del total de granos producidos en Argentina Más del 80% de la producción se industrializa y es exportada en casi su totalidad, siendo Argentina el tercer productor mundial -detrás de EE.UU. y de Brasil- y el mayor exportador de aceite y de harina de soja del mundo. Las características que definen la calidad industrial del grano condicionan fuertemente el sostenimiento o eventual crecimiento de los mercados de este cultivo.

4 Que son los granos verdes de la soja? Granos que presentan una coloración verdosa debida a la presencia de pigmentos clorofílicos que no fueron degradados durante el proceso de maduración. Para la comercialización de la soja, a partir del año 2004, se denomina grano verde atodo grano o pedazo de grano que presente externamente cualquier intensidad de coloración verdosa, total o parcial. Coloración verdosa parcial Coloración verdosa total La Norma XVII establece una tolerancia de recibo del 10,0% y un descuento del 0,2% por cada punto por encima de la base de comercialización de 5,0% de grano verde.

5 Problemática de granos verdes Efectos causados por la presencia de granos verdes en la industrialización -Granos de textura blanda que no permite su quiebre adecuado -Aceite crudo con una coloración verdosa (las clorofilas son potentes agentes oxidantes) Aceite de grano normal Aceite de grano verde Tomado de Cuniberti et al., 2004 Efectos causados por los granos/semillas verdes en lotes con destino a simiente - Reducciones en los valores de germinación, viabilidad y vigor de la semilla La problemática del grano verde involucra a varios sectores de la Cadena de la Soja Argentina, afectando desde los semilleros, productores, acopiadores, industriales, exportadores, organismos de ciencia y técnica hasta la demanda final del producto.

6 Causas probables de la aparición de grano verde en soja La presencia de GV a nivel nacional, es más común en la región sojera norte que en las pampeana y sur, más habitual en cultivares de ciclo corto y principalmente en fechas de siembra tempranas. difusión de la denominada soja de primavera Algunas evidencias han llevado a sugerir que esta problemática se asocia a que parte del ciclo del cultivo coincida con temperaturas altas. En este sentido, la mayor presencia de GV en las fechas de siembra tempranas de cultivares precoces se explicaría por haber expuesto la fase de crecimiento de los granos R5 R7 (inicio de crecimiento de la semilla madurez fisiológica) a ambientes de elevadas temperaturas Sin embargo, no se encontraron en la bibliografía trabajos que confronten fehacientemente las condiciones ambientales con la presencia de grano verde en el cultivo de soja en condiciones de campo.

7 Hipótesis La presencia de grano verde en soja está asociada a un estrés térmico coincidente con un momento dentro de la etapa de formación del grano. La presencia de grano verde en soja reduce la longevidad potencial de la semilla y disminuye su almacenabilidad. Objetivo general Producir información que contribuya a desarrollar estrategias de manejo (desde la elección de la fecha de siembra y el genotipo, hasta el manejo postcosecha) adecuadas para reducir la incidencia de granos verdes en los sistemas de producción de soja, sobre la base de la identificación de las condiciones ambientales que determinan su aparición. Objetivos específicos Evaluar la asociación entre el estrés térmico y la producción de grano verde en soja en condiciones de campo. Identificar el momento del desarrollo del grano en el cual un estrés por elevada temperatura sería crítica en la determinación de grano verde. Determinar si la presencia de grano verde afecta el tiempo de almacenaje del lote de semillas

8 Presencia de grano verde en condiciones de producción Materiales y Métodos Ensayos a campo: Campañas 2004/05 a 2008/09 Genotipos de soja GM III al VIII Escalonamiento de siembras Escalonamiento de la maduración de los granos Determinaciones Fenología %GV

9 Fecha de siembra y fenología de la soja Rafaela FP T R º C - Mj/m² heladas GM V 2º/10 1º/11 2º/12 GM III GM VII heladas Horas 0 Jul Ag Se Oct No Dic En Feb Ma Abr Ma Jun 0

10 %GV Presencia de grano verde en condiciones de producción Parael promedio de años y genotipos Mayor tendencia a presentar granos verdes en las sojas sembradas en fechas tempranas 0.0 2da sep 1ra oct 2da oct 1ra nov 2da nov 1ra dic 2da dic Para el promedio de años y de fechas de siembra Genotipos de GM precoces presentaron mayores niveles de GV 0.0 DM3100 DM3700 DM4200 DM4600 DM4870 TJ2055 RA514 A5766 A6411 NANDREA66 A7321 A7636 %GV

11 Presencia de grano verde en condiciones de producción Fuente de variación Genotipo Ambiente Interacción GxA % variación 30,7; p<0,0001 2,0; p= ns 67,3; p<0,0001 AMMI 5,00 2da oct DM3100 2,50 CP 2 (23,5%) 0,00 DM4200 1ra nov DM3700 DM4870 DM4600 TJ2055 NANDREA66 A5766 A7636 A6411 1ra dic A7321 2da nov RA514 2da dic -2,50 1ra oct 2da sep -5,00-5,00-2,50 0,00 2,50 5,00 CP 1 (68,0%) Aporte a la interacción genotipo x ambiente en el %GV de soja, para 11 cultivares en seis ambientes o fechas de siembra. EEA Rafaela, cosechas y 2009

12 Manifestación de grano verde y su asociación a la temperatura durante el llenado 4,00 Tmed R6-7 CP 2 (1,3%) 2,00 0,00-2,00 VII VI V Tmed R5-6 Tmed R5-7 Déficit hid R5-6 IV Déficit hid R5-7 Déficit hid R6-7 III el %GVse asoció con la temperatura y déficit hídrico en el llenado, mostrando altos valores para los GM III y IV. CP 2 (7,4%) -4,00 5,00 2,50 0,00-2,50-5,00-4,00-2,00 0,00 2,00 4,00 2da qna DIC 1ra qna DIC 2da qna NOV CP 1 (98,4%) 1ra qna NOV 1ra qna OCT %GV Déficit R5-R6 2da qna OCT Temp. R5-R6 2da qna SEP %GV Déficit R5-R7 Temp. R5-R7 Temp. R6-R7 Déficit R6-R7-5,00-2,50 0,00 2,50 5,00 CP 1 (89,6%) FS tempranas se asociaron a mayores temperaturas y déficit hídricos. Ambas variables estuvieron correlacionadas con %GV, particularmente el déficit hídrico y la temperatura media promedio en R6-R7

13 Manifestación de grano verde y su asociación a la temperatura durante el llenado La presencia de grano verdeen soja está condicionada por la temperaturay el balance hídricodurante el llenado de los granos y se acentúa cuando se siembran GM IIIy IVen FS tempranas(2da quincena de septiembre 1ra quincena de noviembre, para Rafaela). El fraccionamiento del llenado de granos(r5-r7) en cuatro etapas (0-25%, 25-50%, 50-75% y %)mostró la mejor asociación entre %GV y las condiciones de temperatura y déficit hídrico en el último período del llenado.

14 Hasta que punto las altas temperaturas necesitan ser complementadas por estrés hídrico para generar GV? % GV Temperatura (ºC) y = 3,3256x - 77,298 R² = 0,8308 y = 5,6298x - 128,15 R² = 0,6846 y = 7,3605x - 163,45 R² = 0,6751 y = 3,8129x - 83,377 R² = 0,5522 y = 5,3467x - 115,66 R² = 0,7968 DM3100 DM3700 DM4200 DM4600 DM4870 TJ2055 A6411 A7636 %GV en relación a la temperatura media (promedio en la etapa R6-R7), cuando el déficit hídricofue mayor o igual a 35mmdurante R5-R7. Los casos en que no se superaron los 35 mm no mostraron ninguna asociación.

15 Estrés térmico y momento crítico de la soja para la determinación de grano verde Materiales y Métodos Ensayos a campo bajo condiciones semi-controladas utilización de carpas de polietileno Tratamiento térmico: carpas de1,6 por 4,0 m de base y 1,2 m de altura máxima. Testigos: estructuras similares pero sin colocación de polietileno en los laterales. Campañas 2007/08 y 2008/09. Variedad de soja: DM4200 Sensor de temperatura y humedad Registro térmico cada 10 minutos

16 Efecto de la imposición de estrés térmico con buena disponibilidad hídrica Con las carpas de polietileno se incrementó la temperatura media diurnas (9:00 a 18:00 h) en 5,9º; 7,7º y 7,0º C, para M1, M2 y M3, respectivamente. Hubieron días en que la temperatura bajo la carpa estuvo por encima de los 40ºC, incluso episodios de hasta 50ºC Situación hídrica: Agua útil de 244 mm hasta los 150 cm del perfil Entre diciembre y marzo las lluvias acumuladas fueron superiores a los registros normales estrés térmico durante algún momento del llenado de granos buena disponibilidad hídrica NOse evidenció presencia de GRANO VERDEpara ninguno de los tratamientos ni para el testigo absoluto (sin carpa y sin riego).

17 Efecto de la imposición de estrés térmico sobre el rendimiento de soja Rendimientos de soja con y sin estrés térmico acentuado, en relación al promedio de las temperaturas medias diurnas (9-18hs) para tres momentos (M) dentro del período de llenado de granos. EEA Rafaela campaña 2007/ Rendimiento (kg/ha) testigos y = -93,931x ,1 con estrés forzado Tº C media (9-18hs) M1 estrés M1 testigo M2 estrés M2 testigo M3 estrés M3 testigo

18 Efecto de la imposición de estrés térmico sobre los componentes del rendimiento A momento estrés= 1,00 B momento estrés= 2,00 C momento estrés= 3, A: M1 = R5-R5,5 P P P B: M2 = R5,5-R T ºC (9-18hs) T ºC (9-18hs) T ºC (9-18hs) C: M3 = R6-R7 Peso de 1000 granos en relación al promedio de las temperaturas diurnas (9 18 hs), para tres momentos del llenado. A: momento 1; B: momento 2 y C: momento 3. Símbolos:, y, indican FS 1, 2 y 3, respectivamente. EEA Rafaela campaña 2007/08 A 4000 momento estrés= 1,00 B 4000 momento estrés= 2,00 C 4000 momento estrés= 3,00 A: M1 = R5-R5, Nº granos/m² 2900 Nº granos/m² 2900 Nº granos/m² 2900 B: M2 = R5,5-R T ºC (9-18hs) T ºC (9-18hs) T ºC (9-18hs) C: M3 = R6-R7 Número de granos por metro cuadrado en relación al promedio de las temperaturas diurnas (9 18 hs), para tres momentos del llenado. A: momento 1; B: momento 2 y C: momento 3. Símbolos:, y, indican FS 1, 2 y 3, respectivamente. EEA Rafaela campaña 2007/08.

19 Efecto de la imposición de estrés térmico en condiciones de déficit hídrico No se produjeron eventos térmicos de 40º C o superiores (Se registraron máximos de 38,8ºC). Las carpas incrementaron la temperatura promedio diurnas (9:00 a 18:00 h), en 4,2º; 6,2º y 5,2ºC, para M1, M2 y M3, respectivamente Situación hídrica: Agua útil de 107 mm hasta los 150 cm del perfil y oferta hídrica escasa hasta febrero. Cultivo sometido a estrés hídrico estrés térmico durante algún momento del llenado de granos déficit hídrico SI se evidenció presencia de GRANO VERDE en todos los tratamientos (con carpa y testigos) Déficit hídrico en R6 R7 (mm) M1 (R5 -R5.5) M2 (R5.5 -R6) M3 (R6 R7) 16,4 (7,9%GV) 38,4 (14,0%GV) 71,2 (14,3%GV)

20 grano verde (%) SUP INF b b a a a a a a a a a a R6-R7 sin R5,5-R6 sin R5-R5,5 sin todo el ciclo hasta R6 hasta R5,5 Grano verde según estrato Cuando el estrés hídrico fue durante todo el ciclo hubomayor presencia de granos verdes en el estrato inferior. En los otros tratamientos, las diferencias no resultaron ser significativamente diferentes. Porcentaje de grano verde en dos estratos de la planta (INF: inferior; SUP: superior). Grano verde en vainas En una misma vaina pueden coexistir granos con tonalidades diferentes. Granos verdes Granos amarillos Proporción de tipos de granos verdes Estrato de la planta % GV (x ±sd) Granos Totalmente Verdes / GV (%) Granos Parcialmente Verdes / GV (%) SUPERIOR 5,2 ± 2,6 18,2 81,8 INFERIOR 6,9 ± 3,1 25,1 74,9 El %GV de los granos parcialmente verdes fue estadísticamente superior al de los totalmente verdes

21 Longevidad potencial de lotes de semilla de soja con grano verde La predicción de la pérdida de viabilidad de las semillas de soja resulta beneficiosa para los agricultores, ya que frecuentemente almacenan sus simientes de una campaña para la siguiente. Almacenamiento Condiciones del almacenamiento Longevidad potencial del lote La presencia de semillas verdesen un lote puede ocasionar la reducción de la longevidad potencial del mismo, y entonces disminuir su almacenabilidad. Determinaciones Materiales y Métodos Semilla de soja, cultivar DM4200 (cosecha 2009) Construcción de muestras de 50 semillas con seis niveles de semilla verde (0, 6, 10, 16, 30, y 100% GV) y dos repeticiones Prueba de germinación estándar y de envejecimiento acelerado considerando seis periodos de almacenamiento (24, 48, 72, 120, 168, y 240 horas) Estimación de la longevidad potencial(ki) Deterioro fisiológico de las semillas Se estableció una relación cuantitativa entre la incidencia de granos verdes que presenta un lote de semillas de soja y su longevidad potencial.

22 Longevidad potencial de lotes de semilla de soja con grano verde valor de longevidad potencial (Ki) Evolución de la viabilidad en escala Probit a lo largo del período de envejecimiento acelerado en lotes de soja DM4200 con distintos niveles de grano verde Viabilidad (Probit) 2 1,5 0 % G V 1 6 % G V 0,5 10 % G V 0 16 % G V -0,5 30 % G V % G V -1,5-2 -2, Días de envejecimiento acelerado % GV PG (%) PEA (PG%)* Ki 0 82 a 54 b 1, a 62 a 1, a 58 ab 1, a 54 b 0, ab 44 c 0, b 42 c 0,27 * Prueba de Envejecimiento Acelerado estándar (48hs) Letras distintas indican diferencias significativas (LSD de Fisher; p 0,05). La metodología del EA, seguida del uso de la Ecuación de Viabilidad para estimar el Ki, fue más contundente para definir la calidad del lote

23 Consideraciones finales Existe una asociación positiva entre estrés térmico y producción de granos verdes en soja. Las fechas de siembra tempranas, desde la segunda quincena de septiembre hasta la primera de noviembre, ubican la etapa R5-R7 de los cultivares de soja de GMIIIyIVencondicionesconducentesenlaaparicióndegranosverdes. La ocurrencia de elevados % GV, se dan en situaciones térmico-hídricas estresantes a partir del estado reproductivo de R5.5 del cultivo. La temperatura durante la última etapa del llenado influenció la aparición de GV, cuando estuvo acompañada por un déficit hídrico superior a los 35 mm durante el llenado de granos. El estrés por elevadas temperaturas durante el llenado de los granos disminuyó el rendimiento del cultivo de soja, aún bajo condiciones de buena disponibilidad hídrica El estrés térmico entre R5 y R6 redujo el número de granos por unidad de superficiemientrasqueapartirder6disminuyóelpesodelosgranos. El %GV afecta en mayor medida la almacenabilidad de las semillas que al PG inicial, luego de la cosecha y lotes de semilla con más de 16% de GV debieran descartarse como simiente (considerando un PG final de 80%; con mayores exigencias de germinación, el%gv permisible sería del 10% de GV).