LA IMPORTANCIA DE PREDECIR LA FENOLOGÍA COMO ESTRATEGIA PARA ESCAPAR A EVENTOS DE ESTRÉS ABIÓTICO. Daniel J. Miralles

Transcripción

1 LA IMPORTANCIA DE PREDECIR LA FENOLOGÍA COMO ESTRATEGIA PARA ESCAPAR A EVENTOS DE ESTRÉS ABIÓTICO Daniel J. Miralles Catedra de Cerealicultura Dto Producción vegetal Facultad de Agronomía UBA Av San Martin 4453, CABA

2 Breve descripción del ciclo de cebada: Periodo critico y generación del rendimiento.

3 Componentes del Rendimiento Fases Desarrollo y generacion del rendimiento Daniel J. Miralles Facultad de Agronomía Univ. de Buenos Aires S Em IF DL ET Esp At MP Co Tiempo Iniciación de hojas Iniciación espiguillas Muerte flores Cuaje Llenado de granos Iniciación floral Crecimiento espiga Iniciación de hojas Fase vegetativa Crecimiento de tallo Fase Reproductiva Llenado de grano Plantas por m 2 Espiguillas por espiga Vastagos por planta (supervivencia) Espigas por planta Granos por espiga Granos por m 2 Peso granos RENDIMIENTO Adaptado de Slafer and Rawson (1994)

4 El camino de primordios de espiguillas a flores fertiles Diferenciación primordio lemma Triple mound Primordios de aristas Inicio elongación aristas Arisnabarreta, 2008

5 Período Crítico Cebada 50% Espigazón H 6 H Granos/m 2 (relativo al control) Arisnabarreta& Miralles (2007) I.Encañ HB 2-hileras 6-hileras Días respecto de Espigazón LSD (α = 0.05) 2-hileras 6-hileras

6 Fases Período Crítico Cebada Numero de granos por m 2 Competencia por: Nutrientes Agua Luz Período crítico en Cebada se ubica en los días previos (25-35) a la aparición de las aristas S Em IF DL MNP Esp MP Co Tiempo Iniciación de hojas Iniciación espiguillas Muerte flores Cuaje Llenado de granos Iniciación floral Crecimiento espiga Iniciación de hojas Fase vegetativa Crecimiento de tallo Fase Reproductiva Llenado de grano Adaptado de Slafer and Rawson (1994)

7 Para que sirve conocer la fenología del cultivo? Establecer la adaptación de un determinado cultivo/cultivar a una región Evitar el riesgo de heladas Posicionar el periodo critico (PC) en la condiciones más favorables. Evitar o reducir el riesgo de altas temperaturas en PC y/o llenado Evitar o reducir riesgos de anegamiento en los periodos más sensibles.

8 Que regula la duración de las etapas? TEMPERATURA FOTOPERIODO VERNALIZACION El control del desarrollo depende fuertemente de los efectos de la temperatura el cual es universal actuando a lo largo del ciclo del cultivo. El fotoperíodo y la vernalizacion puede afectar el desarrollo en algunas etapas del desarrollo especies y/o cultivares. Daniel J. Miralles Facultad de Agronomía Univ. de Buenos Aires

9 Duración de la etapa (C dia) FOTOPERIODO Falta requerimientos de vernalización Duración minima de la etapa Etapa Suboptima Etapa Optima Fotoperiodo promedio de la etapa (hs) o Fecha de siembra Mayores duraciones del día (fotoperiodos) o atrasos en la fecha de siembra reducen la longitud de las etapas siempre que hayan cubierto los requerimientos fotoperiodicos.

10 Fecha de siembra Fecha de siembra 26/9/05 01/9/05 04/8/05 21/7/05 30/6/05 07/6/05 20/5/05 MP 1109 a c cd ab e a bc d ab bc a ab cd ab cd a ab c a d a a c b c a a b b ab a a a ab a S-Em Em-PN PN-HB HB-Esp Esp-MF Cebada y su fenología Tiempo Térmico (ºCd) Q. Ayelén Las cebadas cerveceras Argentinas actuales no poseen requerimientos de vernalización 26/9/05 01/9/05 04/8/05 21/7/05 30/6/05 07/6/05 20/5/05 a d e a b a c f a a a b e a a a b d a b a b c a a a a b a a a a a a a S-Em Em-PN PN-HB HB-Esp Esp-MF Alzueta et al (2007) Tiempo Térmico (ºCd)

11 Thermal Time Sowing-Heading (ºCd) Tiempo Termico Espigazón ( C Días) Respuesta fotoperiodica de variedades locales y europeas 1450 Scarlett Danuta B1215 Auriga W27189 W23300 European Ayelen Kuyen 00/6110 Paine Y6323 (Carisma) Local Varieties Ciclo Corto Ciclo Largo Abr 13-May 02-Jun 22-Jun 12-Jul 01-Ago 21-Ago 10-Sep 30-Sep 20-Oct Sowing dates Fecha de Siembra Nicolás Gear, 2005

12 Cebada: sensibilidad fotoperiódica Alzueta et al. (2008) Cultivar Sensibilidad fotoperiódica Fotoperíodo Umbral PI R 2 Em -Esp B ± 60 12,8 ± 0, ,87 BRS ± 42 - ± - - 0,69 Danuta -270 ± 36 13,3 ± 0, ,93 Dayman -152 ± 28 - ± - - 0,79 MP ± 79 13,5 ± 0, ,82 Q. Ayelén -340 ± 62 13,3 0, ,89 Q. Painé -298 ± 48 13,3 ± 0, ,91 Em -PN B ± 13 - ± - - 0,81 BRS ± 10 - ± - - 0,68 Danuta -56 ± 9 - ± - - 0,85 Dayman -68 ± 21 - ± - - 0,65 MP ± 12 - ± - - 0,89 Q. Ayelén -65 ± 11 - ± - - 0,83 Q. Painé -69 ± 14 - ± - - 0,78 PN -Esp B ± ,1 ± ,54 BRS ± 59 - ± - - 0,02 Danuta -266 ± 45 13,3 ± ,94 Dayman -206 ± 37 13,8 ± ,90 MP ± 65 14,0 ± ,65 Q. Ayelén -242 ± 46 13,9 ± ,84 Q. Painé -393 ± ,0 ± ,86

13 Cuando Florece!!!!!!!!!!!

14

15 Scarlet CRONOCEBADA

16 Alzueta et al. (2013) Validación del modelo: Datos independientes

17 CRONOTRIGO Y CRONOCEBADA VERSIONES Cebadas Aliciana Andreia Carisma Explorer Scarlett Scrabble Shakira 26 Cvs Trigo 7 Cvs Cebada Trigos ACA 320 ACA 901 AGP 127 AGP Fast Arex Baguette 11 Premium Baguette 30 Baguette 501 Baguette 601 BIOINTA 1006 BIOINTA 2004 BIOINTA 3005 Cipres Gladiador León Lyon Pleno Rayo SRM Nogal SRM Nogal 111 SY100 SY110 SY200 SY300 Yarará

18 La fenología y el cambio climático: Tendencias en temperatura y precipitaciones

19 Cambio Climático: Temperatura Noches Frescas Noches Cálidas Tendencias (días/década) Anomalias (relativo a ) Alexander et al, 2006 JGR

20 Días Frescos Cambio Climático: Temperatura Días Cálidos Tendencias (días/década) Anomalias (relativo a ) Alexander et al, 2006 JGR

21 Cambio Climático: Precipitaciones Días con mayores precipitaciones Tendencias (días/década) Anomalias (relativo a ) Alexander et al, 2006 JGR

22 Como afectan las mayores temperaturas nocturnas? Como afectan las mayores temperaturas nocturnas a los cultivos de invierno? El efecto es mas marcado en el desarrollo o en el crecimiento? Cultivos: un trigo pan (Bg13) y una cebada cervecera (Sca). Cultivares modernos de alto rendimiento potencial y similar ciclo a floración. Regímenes de temperatura nocturna: control (natural) e incrementos durante el período crítico o durante el llenado efectivo de granos. Sitio y manejo: FAUBA (34 35 S, O, 26 msnm), FS: 6/8/11, DS: 350 pl. m -2, sin limitaciones hídrico-nutricionales y con control de adversidades bióticas. García et al (Datos no publicados)

23 Como afectan las mayores temperaturas Nocturnas? PC LLG > TN Cámaras de calentamiento sobre el canopeo (19-7h). Temperatura mínima ( C) Control ITN Trigo ITN Cebada DC (0.2) C ambos cultivos DC65+10d +6.2(0.2) C ambos cultivos DC ago 16-ago 26-ago 05-sep 15-sep 25-sep 05-oct 15-oct 25-oct 04-nov 14-nov 24-nov García et al (Datos no publicados)

24 Como afectan las mayores temperaturas en Periodo Critico? Rendimiento (g m -2 ) PC > TN 4.8 C Control ITN -18% Cebada Trigo TN: * Cv: * int: * El ITN durante el PC redujo el rendimiento en ambos cultivos debido a un menor NG. García et al (Datos no publicados) -11% Número de granos (10-3 m -2 ) Peso de grano (mg) % Cebada Cebada Trigo TN: * Cv: ns int: ns +3% +8% Trigo TN: * Cv: * int: ns -18%

25 Como afectan las mayores temperaturas en Periodo Critico? Número de granos por espiga Número de granos (10-3 m -2 ) PC > TN 4.8 C -20% Cebada TN: * Cv: * int: ns Trigo -18% Número de espigas (m -2 ) % Cebada TN: * Cv: * int: ns Trigo -15% TN: ns Cv: * int: ns La reducción en el NG fue el resultado de un menor número de espigas. García et al (Datos no publicados) Cebada Trigo

26 Como afectan las mayores temperaturas en llenado? Rendimiento (g m -2 ) % Cebada LLG > TN 6.2 C TN: * Cv: * int: ns Trigo -11% Peso de grano (mg) Número de granos (10-3 m -2 ) Cebada TN: ns Cv: * int: ns Trigo TN: * Cv: ns int: ns -8% -5% García et al (Datos no publicados) 20 Cebada Trigo El ITN durante el LL redujo el rendimiento en ambos cultivos debido a un menor PG aunque en trigo se afecto el NG.

27 La fenología y el daño por heladas

28 Período Medio Con Heladas: Cambio en la ultima década? Aumento d Aumento Reducción Corrimiento Fuente: Fernandez Long et al (2005)

29 Probabilidad de ocurrencia de heladas Tandil Fechas Medias de Primera y Última Helada 1,0 0,8 70's 80's 90's 00's Media FMPH Alargamiento del periodo con heladas (+24 d) PMCH 173 d FMUH 0,5 149 d 0,3 29/4 13/5 8/10 18/10-14d +10d 0,0 29-feb 19-abr 8-jun 28-jul 16-sep 5-nov 25-dic Fuente: Servicio Meteorológico Nacional

30 Modelos de simulación como herramienta para la toma de decisiones asociadas a cambios en fechas Heladas Entradas Salidas Clima: Rad,Tem,Pp Fenología Suelo: -Perfil -Agua -Nitrógeno Manejo: -Estructura -Fertilización -Riego Genotipo: -Fenología -Crecimiento -Rendimiento DSSAT Paso diario Ceres-Trigo Crecimiento Rendimiento Consumo de Agua y N Agua y N en el suelo

31 Probabilidad de ocurrencia de rindes Tandil Perjudica o beneficia el rendimiento el cambio de FMHU? 1,00 0,75 0,50 0,25 Siembras Fecha FMUH Temprana más década tardías 00 - (20 días) Diferencia +10 FMUH Fecha FMUH tardía décadas 70, 80, 90 (Atraso 7 d) Mantener Fecha FMUH muy fecha Proyección tardía actual=mayor 10 (Atraso 18 d) riesgo Siembra mas tardía igualar riego Reducción Atraso rendimiento. FMUH Mayor a mayor atraso de siembra (-113 a -563 Kg/ha) Desocupo Atraso en el la lote Fecha tardíamente. de siembra Penalizo el rendimiento de soja de 2da MANTENER LA FECHA DE SIEMBRA ACTUAL ASUMIR MAYOR RIESGO DE HELADAS? 0,00 Diferencia = -563 kg/ha Diferencia = -113 kg/ha Rendimientos (Kg/ha)

32 Y el anegamiento.?

33 Septiembre Octubre Noviembre Agosto Julio Reserva de Agua útil en el suelo (como % de la capacidad de agua útil total, en la región Pampeana 2012

34 Cambio relativo en NG/pl Cambio relativo en Rendimiento Anegamiento en Trigo y Cebada: Rendimiento Cont H1-4 H4-7 H7-10 H10 - At At - MF 0,0-0,2 Cebada Trigo -0,4-0,6-0,8-1,0 Las mayores caídas en el rendimiento fueron en los momentos cercanos a antesis Periodo Critico, en ambas especies. Romina de San Celedonio (2012)

35 Cambio relativo en NG/pl Anegamiento en Trigo y Cebada: Numero de Granos Cont H1-4 H4-7 H7-10 H10 - At At - MF 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0 Cebada Trigo El número de granos por planta se redujo marcadamente durante el momento inmediatamente previo y en antesis Romina de San Celedonio (2012)

36 Cambio relativo en Esp/pl Cambio relativo en Gr/esp Anegamiento en Trigo y Cebada: Diferentes Estrategias? Espigas/Planta Granos/espiga 0,2 Cont H1-4 H4-7 H7-10 H10 - At At - MF 0,2 Cont H1-4 H4-7 H7-10 H10 - At At - MF 0,0 0,0-0,2-0,2-0,4-0,4-0,6-0,8 Cebada Trigo -0,6-0,8-1,0-1,0 En cebada se redujo el número de vástagos fértiles por planta, mientras que en trigo no se vió afectado El número de granos por espiga se redujo en trigo, mientras que en cebada no se vio afectado. Romina de San Celedonio (2012)

37 Biomasa (g/pl) Anegamiento en Trigo y Cebada: Y las raices? Tratamiento H4-7 al momento de salir del anegamiento 1,00 0,80 0,60 Cont H4-7 Cambio Rel Cebada T/R (cont): 2,6 T/R (aneg): 15,5 Cebada 0,40 0,20 0,00-0,20-0,40-0,60-0,80 Anegado -1,00 Radical Aérea Romina de San Celedonio (Datos no publicados) Control Anegado en Antesis

38 Conclusiones Conocer la fenologia permite posicionar al cultivo en las mejores condiciones ambientales durante los periodos críticos y prevenir restricciones abióticas. El cambio climático produjo modificaciones en las fechas de heladas y en el periodo libre de heladas. Esto implica que debemos pensar en cambiar el manejo del cultivo. Aumentos de temperaturas nocturnas en Periodo critico reducirán el rendimiento a través de cambios en el NG debido a un acortamiento de dicho periodo. El periodo más sensible para el anegamiento es coincidente con el periodo critico y la magnitud del daño (para un mismo cultivar) es mayor en siembras tardías.

39 Muchas Gracias! Gabriela Abeledo Roman Serrago Ignacio Alzueta Guillermo García Romina de San Celedonio Patricio Lo Valvo