Dr. G. A. Maddonni Cátedra de Cerealicultura FA-UBA IFEVA-Conicet Dr. G. A. Maddonni

Transcripción

1 Bases funcionales y genéticas de la respuesta al estrés s en el cultivo de Maíz (maddonni@agro.uba.ar) Cátedra de Cerealicultura FA-UBA IFEVA-Conicet

2 Concepto de estrés s en Fisiología a vegetal Cualquier factor biótico o abiótico que reduce la tasa de algún proceso fisiológico (ejemplo crecimiento) por debajo de la tasa máxima que podría alcanzar ( Lambers et al., 1998) Tipos de estrés Estrés biótico: incidencia de plagas, enfermedades, malezas Estrés a-biótico: reducción en la oferta de agua, nutrientes, luz

3 Efectos de un estrés s abiótico sobre el crecimiento del cultivo de maíz Crecimiento Radiación interceptada Eficiencia en el uso de la radiación Radiación incidente Eficiencia de intercepción Índice de área foliar Cantidad de hojas Tamaño de las hojas

4 Efectos de un estrés s abiótico sobre el crecimiento del cultivo de maíz 6 IAF Período con Estrés 6 IAF Con riego 4 4 Con N 2 Sin riego 2 Sin N Días desde la siembra adaptado de Otegui (1992) Días desde emergencia Uhart y Andrade (1995) El estrés hídrico y nutricional reducen el IAF por un menor tamaño de las hojas y una mayor senescencia.

5 Efectos de un estrés s abiótico sobre el crecimiento del cultivo de maíz 9 Eficiencia de intercepción (%) Con N 3 25 Biomasa total (g m -2 ) Con N 45 Sin N FF Días desde emergencia Adaptado de Uhart y Andrade EUR 2.68 g /MJ 15 Sin N 1 5 EUR= 1.92 g /MJ PAR interceptado (MJ m -2 ) El menor tamaño de IAF compromete la captura de luz y con ello el crecimiento. Puede haber también caídas en la eficiencia en el uso de la radiación.

6 Efectos de un estrés s abiótico sobre el rendimiento del cultivo de maíz Momento Intensidad 1 Rinde (Tn/ha) Fuente. Hall, Déficit alrededor de floración (mm) Fuente: Sadras y Calviño, 21 El efecto de un stress abiótico sobre el rendimiento depende del momento de su ocurrencia y de su intensidad.

7 Efectos de los estreses abióticos sobre el rendimiento del cultivo de maíz 15 Fecha de siembra: 15 de Setiembre, Serie Laboulaye perfil cargado de agua Rindes sin limitación de agua y N 21 Rindes secano sin limitación de N Rindes secano y N 13 kg/ha 18 Kg/ha Año J. Mercau - Sistemas de Producción - Cereales - FAUBA

8 Efectos de un estrés s abiótico sobre el número n de granos del cultivo de maíz Rendimiento/m2 Número granos/m2 x Peso de los granos N granos/planta x N de plantas/m2 Tasa de crecimiento de la planta (+-15d de FF) Captura de luz x Eficiencia en el uso de la radiación

9 Efectos de un estrés s abiótico sobre el número n de granos del cultivo de maíz 75 N granos/pl Rinde (q/ha) Efecto del estrés Tasa de crecimiento (g/pld) Andrade et al., 1996 El efecto de un stress abiótico sobre el crecimiento de las plantas alrededor de floración, determina el N de granos y con ello el rendimiento alcanzado.

10 Diferencias genotípicas en la fijación n de granos ante un estrés N granos/pl AX889 Con N Sin N Efecto del estrés Tasa de crecimiento (g/pld) D Andrea et al., 28 N granos/pl AX252 Efecto del estrés Tasa de crecimiento (g/pld) Ante un estrés algunos híbridos presentan sólo caídas en el crecimiento de las plantas, mientras que en otros también se evidencia una menor fijación de granos por unidad de crecimiento (menor partición).

11 Diferencias genotípicas en la fijación n de granos ante un estrés Número de granos/pl AX877 Efecto del estrés Rossini (tesis doctoral) 9 pl/m2 Con N 9 pl/m2 Sin N 12 pl/m2 Con N 12 pl/m2 Sin N Tasa de crecimiento (g/pld) Ante un estrés algunos híbridos alcanzan tasas de crecimiento que no permiten fijar granos (esterilidad).

12 Diferencias genotípicas en la fijación n de granos ante un estrés. s. Biotecnología. Número de granos/pl MG 747RR 747MGRR Tasa de crecimiento (g/pld) Laserna (tesis doctoral) Los híbridos convencionales y transgénicos mantiene la misma relación NGP vs TCP. La ventaja pasaría por mantener la cantidad de espigas/m2 y sostener similares tasas (bajo CV) ante un estrés biótico.

13 Atenuación n del estrés s y fijación n de granos.35 AX877 Sin N Con N.3 NGP= 59; CV=.28 NGP=337; CV= Frecuencias Número de granos/pl Rossini (tesis doctoral) en base a Edmeades y Daynard, 1979 Densidades 9 y 12 pl/m2 bajo riego La reducción del estrés aumenta el NG promedio y disminuye las diferencias entre las plantas del stand (menor CV).

14 Atenuación n del estrés s y fijación n de granos.3.25 AX82 Con estrés hídrico. NG/pl= 219, CV=.72 Con riego. NG/pl= 342, CV=.38 Frecuencias Número de granos/pl Rossini (tesis doctoral) en base a Edmeades y Daynard, 1979Densidades 9 y 12 pl/m2 La reducción del estrés aumenta el NG promedio y disminuye las diferencias entre las plantas del stand (menor CV).

15 Para una misma densidad Rinde/m2 (g/m2) AX877 = 1634 e -1,83x R 2 =,62 AX82 = 1256e -1,22x R 2 =,74,5 1 1,5 2 2,5 CV Rinde / pl AX82 AX877 Densidades 6, 9 y 12 pl/m2 Elaborado a partir de Rossini. M. (Tesis de Doctorado) en base a Tollenaar y Wu, 1999 La reducción n de la variabilidad del rendimiento individual de las plantas se traduce en un mayor rendimiento del lote.

16 Implicancias para el manejo Densidad x ambiente Densidad x genotipo Densidad x fecha de siembra

17 Implicancias para el manejo: I. Densidad x ambiente Rendimiento ( (tn tn/ha) SIN DEFICIENCIA déficit en 7 díasd -15 mm alrededor de floración Densidad (pl( pl/ha) Fuente: Andrade, et al Rendimiento (g/m2) AW19 Bajo Media Loma Loma Densidad (pl/m2) Fuente: Maddonni, et al 29 El manejo de la densidad de siembra es una alternativa válida para mitigar los efectos del riesgo hídrico.

18 Implicancias para el manejo: I. Densidad x genotipo Nº de granos /pl Adaptado de Echarte et al., Cambios en la pendiente 1. Aumento del NG potencial Híbrido antiguo (1978) Híbrido moderno (1993) Menor umbral de esterilidad Tasa de crecimiento (g/pl d) El mejoramiento ha permitido incrementar los techos de rendimiento por una mejora en el rendimiento potencial (1) y en la tolerancia al estrés (2 y 3).

19 Implicancias para el manejo: I. Densidad x genotipo Rendimiento (g/m2)14,5% CREA Zona Norte Ambientes de baja calidad Misma densidad AX886MG LT Densidad de siembra (pl/m2) Tolerancia ca. 9% Aumento del rendimiento Un cambio del potencial, incrementa significativamente los rendimientos alcanzados pero no implica grandes cambios en la densidad (Ejemplo distintos híbridos nuevos).

20 Implicancias para el manejo: I. Densidad x genotipo Rendimiento (g/m2)14,5% Zona Norte Ambientes de alta calidad Aumento de la densidad objetivo Aumento del rendimiento DK765 DK Densidad de siembra (pl/m2) Pagano y Maddonni, 27 Cambios en la tolerancia impactan significativamente en los rendimientos alcanzados e implican un incremento de la densidad de siembra (híbridos viejos vs nuevos).

21 Implicancias para el manejo: I. Densidad x fecha de siembra 5 3 IAF 28/11 26/1 24/ Días desde siembra Maddonni y Otegui, 1996 Ante un atraso en la fecha de siembra que favorezca el desarrollo vegetativo (e.g. maíces tardíos vs tempranos en zonas templadas), la densidad de siembra debe disminuir.

22 En resumen: El rendimiento del cultivo de maíz es la sumatoria del rinde individual de las plantas de un stand. Para una cierta cantidad de plantas, la oferta de recursos (agua, luz, nutrientes), determinará el crecimiento individual de las plantas, a través de la captura de luz y eficiencia en el uso de la misma. El crecimiento de cada planta alrededor de floración determinará la fijación de granos, la cual es genotipo dependiente. El alivio del estrés, ya sea por un mejor manejo del agua y de los nutrientes y/o por la adecuada elección de la densidad, disminuirá la variabilidad del crecimiento entre las plantas, impactando positivamente en el rendimiento del lote.