Breve repaso del ciclo ontogénico. Generación de componentes numéricos y ecofisiológicos del rendimiento, identificación de períodos críticos en trigo

Transcripción

1 Breve repaso del ciclo ontogénico. Generación de componentes numéricos y ecofisiológicos del rendimiento, identificación de períodos críticos en trigo 2 Setiembre 2010 Bases fisiológicas y genéticas de la generación del rendimiento y la calidad en trigo pan y cebada cervecera. Implicancias para el manejo agronómico y el mejoramiento genético. RED METRICE 110RT0394. Mejorar la eficiencia en el uso de insumos y el ajuste fenológico en trigo y cebada

2 Desarrollo Rendimiento Cambios morfológicos y fisiológicos que definen distintas etapas o períodos durante el ciclo Sensibilidad cultivar Ambiente Temperatura per se vernalización Fotoperiodo Duración de periodos Tasa de generación órganos Disponibilidad de recursos Agua Radiación Nutrientes

3 Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento Pre macollaje macollaje encañazon HB VE E Número de hoja Imbibición Germinación 1/b:filocrono S E IE EP AT CO Modificado de Slafer & Rawson, 1994 Componentes del Rendimiento Plantas por m2 Espigas por planta Granos por espiga 2 Granos por m RENDIMIENTO Peso granos Ref: S: siembra; Em: emergencia; IE: inicio encañazon; Esp: espigazón; At: antesis; MP: madurez fisiológica; Co: cosecha.

4 Vástago principal Macollos primarios Macollos secundarios Número po - tencial de: hojas (VP) mac. 1 os mac. 2 os vástagos planta Nº de hojas Nº máximo en el VP de vastagos * Macollos potenciales Macollos reales Inicio de encañazón * siembra de 200 plantas/m2 Floración Espigas fértiles 4 Nº de hojas aparecidas 300 Grados día desde emergencia Gustavo A. Slafer Facultad de Agronomía Univ. de Buenos Aires

5 Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento Imbibición Germinación Pre macollaje macollaje encañazon HB VE E Llenado de grano S E IE EP AN CO Modificado de Slafer & Rawson, 1994 Componentes del Rendimiento Plantas por m2 Espigas por planta Granos por espiga 2 Granos por m RENDIMIENTO Peso granos Ref: S: siembra; E: emergencia; IE: inicio encañazon; EP: espigazón; AN: antesis; Co: cosecha.

6 Peso individual de grano (mg) fertilización fase lag llenado efectivo madurez fisiológica Tiempo (días desde antesis) división de células endospermáticas iniciación de gránulos de almidón tipo A iniciación de gránulos de almidón tipo B rapida pérdida de agua iniciación de gránulos de almidón tipo C Figure El crecimiento de un grano de trigo. Las barras horizontales representan los momentos de acumulación de almidón. Tomado de Stone y Savin [63]. Los carbohidratos y el almidón se sintetizan en el grano desde sacarosa proveniente de fotosíntesis durante el llenado y de removilizacion de WSC ppalmente en tallos (espigas y hojas)

7 Peso seco relativo (%) Peso (mg) o Porcentaje de humedad (%) 80 R 2 =97% p= CL CC Pfrescogr (mg) Psecogr (mg) Humedad (%) CA (g/grano) Humedad (%) 50 dias desde antesis González et al, un-published Grano lechoso-grano pastoso 0 Calderini et al Aldabe ML Tesis grado

8 Calderini et al. 2001

9

10 Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento Número de hoja Nº hoja diferenciada 1/b: plastocrono 1/b:filocrono S E IF DL ET EP AN MF CO Iniciación de hojas Iniciación espiguillas Muerte flores Cuaje Llenado grano Secado Dif. floral Fase Vegetativa Fase Reproductiva Llenado de grano Modificado de Slafer & Rawson, 1994 Componentes del Rendimiento Plantas por m2 Espigas por planta Granos por espiga 2 Granos por m RENDIMIENTO Peso granos Ref: S: siembra; Em: emergencia; IF: iniciación floral; DL: doble lomo, ET: Espiguilla terminal, IE: inicio encañazon; EP: espigazón; AN: antesis; MF: madurez fisiológica; Co: cosecha.

11 Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento Modificado de Slafer & Rawson, 1994 Flores fertiles en antesis (nº m -2 ) S E IF DL ET EP AN MF CO Iniciación de hojas Fase Vegetativa Iniciación espiguillas Coeficiente fertilidad (nº ff / g espiga) Peso espiga en antesis (g m -2 ) Muerte flores Cuaje Llenado grano Dif. floral Fase ReproductivaSombreo durante Llenado pre-antesis de grano Secado (Fischer 1985, Savin& Slafer 1991, Abbate et al. 1997, Demotes-Mainard & Jeuffroy 2004) Disponibilidad de Nitrógeno (Fischer 1993, Demotes-Mainard & Jeuffroy 2004) Fotoperíodo durante pre-antesis (Miralles et al. 2000, González et al. 2003a, 2005a, 2005c) Genes enanismo o eras mejoramiento (Brooking & Kirby, 1981; Stockman et al., 1983; Siddique et al., 1989; Slafer & Andrade, 1993)

12 Number or dry weight (g) of organs m -2 Stem DWt Spike DWt Tillers florets Grains Floral initiation Terminal spikeletflag leaf initiation appearance Days from sowing Anthesis Tomado de Slafer et al.,2005. Grain number determination in major grain crops. En: Seed Science and Technology: Trends and Advances" (A.S. Basra, Ed), The Haworth Press, Inc., New York. (Aitken, 1984; Evans et al., 1975; Waddington et al., 1983; Fischer, 1984; 1985; Gardner et al., 1985; Kirby, 1988; Hay and Kirby, 1991; Sibony and Pinthus, 1988; Slafer et al., 1996; Miralles and Slafer, 1999).

13 Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento S E IF DL ET EP AN MF CO Iniciación de hojas Iniciación espiguillas Muerte flores Cuaje Llenado grano Secado Dif. floral Fase Vegetativa Fase Reproductiva Llenado de grano Modificado de Slafer & Rawson, 1994 Componentes del Rendimiento Plantas por m2 Espigas por planta Granos por espiga 2 Granos por m RENDIMIENTO Peso granos Ref: S: siembra; Em: emergencia; IF: iniciación floral; DL: doble lomo, ET: Espiguilla terminal, IE: inicio encañazon; EP: espigazón; AN: antesis; MF: madurez fisiológica; Co: cosecha.

14

15 1600 Crecimiento y partición Floración Total IC = Rto / BT Materia seca Total (g/m 2 ) Grano 800 Espiga Tallo Raices Hoja RTO BT Días desde la siembra

16 La relación negativa entre número y peso medio de los granos no sería consecuencia de la falta de fuente para el llenado de las granos (Slafer and Andrade, 1993, Slafer and Miralles, 1993, 1995, Kruk et al., 1997) Peso Grano Granos m -2 Rendimiento Granos m -2 Peso Grano Rendimiento Granos m -2 (Fischer 1985, Slafer & Andrade 1989,Savin & Slafer 1991, Magrin et al.1993,slafer et al. 1994) Granos espiga -1 Granos espiga -1 Espigas m -2 Espigas m -2 Granos Espilla -1 Espilla espiga -1 Espilla espiga -1 Granos espilla -1 Plantas m -2 Espigas planta -1 Espigas planta -1 Plantas m -2 Adap. Gustavo Slafer Facultad de Agronomía Univ. de Buenos Aires

17 RTO = Biomasa total X IC NG = Duraciòn PC * TCC PC * PM espiga * Coef. fertilidad (Fischer 1984) PG = Tasa llenado * Duración llenado MWC Nº células del endosperma Peso carpelos

18 NG /m 2 CFE Duración PC TCC= Rinc * ei * EUR TCC cultivo PC Radiación interceptada Partición Espiga Eficiencia uso radiación C3/C4 Calidad materia seca Ontogenia (Nitrógeno, Agua) Indice área foliar Coeficiente de atenuación lumínica < vertical/horizontal Número de ramificaciones Nitrógeno Agua Fotoperíodo Temperatura Número de hojas Fotoperíodo Vernalización Tamaño de hojas Tasa expansión Duración expansión Nitrógeno Agua Temp. Temp.

19 El Q y el número de granos en condiciones potenciales Q= Rad /Temp Trigo Cebada Numero granos/m N= Ra/T r 2 =0.77 ParanaPergamino Balcarce Cociente fototermal (Mj/m 2 d / C) Magrin (1990) Rendimiento (10-3 ) y = 5951x R 2 = 0.8; P< Q (MJ m -2 d -1 ºC -1 ) Alta radiación Temperatura fresca Arisnabarreta & Miralles 2008 Localidades Fecha de Siembra

20 Rendimiento potencial- relación con Q alrededor del PC Fecha de siembra Potencial Factores definitorios -CO 2 -Radiación -Temperatura -Genotipo Alcanzable Real Tecnología Factores limitantes Factores reductores -Agua -Nutrientes Nitrógeno Fósforo Malezas Enfermedades Plagas Nivel de Producción del Cultivo (para una zona dada) Ton ha -1

21 Genética Mayor rendimiento potencial Tolerancia sequía Tolerancia a temperaturas extremas Tolerancia a suelos ácidos Eficiencia uso de recursos Intensificación Reducción de brecha rendimiento real y potencial El conocimiento de los procesos y mecanismos determinantes del crecimiento y del rendimiento es necesario para aumentar la producción de manera sostenible, ya que nos orienta en la elección de las prácticas de manejo más apropiadas, brinda información para un manejo eficiente y adecuado de los insumos. Por lo tanto la Intensificación de la producción no solo consiste en aumentar el uso de insumos, sino que incluye la profundización del conocimiento del cultivo (Andrade, 2002).