El cultivo de maíz y su respuesta al ambiente

Transcripción

1 El cultivo de maíz y su respuesta al ambiente Mejorando el rinde,manejando el riesgo Alfredo Cirilo (Ing Agr, MSc, Dr) Estación Experimental Agropecuaria Pergamino INTA

2 Contenido: 1. El escenario 2. Los desafíos para el maíz 3. La Ecofisiología como herramienta para enfrentarlos

3 El escenario Crecimiento demográfico (9 mil millones en 2050). Demanda de alimentos en aumento (+mejora en la dieta). Cambio climático (incertidumbres). Demanda de más energía (biocombustibles). Otros usos en aumento (biomateriales).

4 Los desafíos para el maíz Mayor presión sobre sistemas agrícolas. Producir preservando el ambiente. Mayor producción.

5 Los desafíos para el maíz Mayor producción: I- Destinar más superficie al cultivo de maíz i- aumentar proporción de superficie actual ii- incorporar tierras menos aptas iii- intensificar (más de un cultivo por año)

6 Los desafíos para el maíz Mayor producción:... hacia dónde va la tecnología aplicada en el maíz

7 Los desafíos para el maíz Uso más eficiente de recursos e insumos (adaptación de cultivares a los ambientes de producción, mayor estabilidad y potencial de rinde, manejo agronómico ajustado, agricultura de precisión, etc). Reducción de la contaminación química (transgénicos, control biológico e integrado de plagas, uso racional de agroquímicos, uso de productos menos nocivos, etc).

8 Los desafíos para el maíz Avances biotecnológicos: * aumento potencial de rinde y su estabilidad (mitigación de estreses) * disminución del uso de agroquímicos peligrosos por tolerancia genética a plagas y enfermedades. * mejora y diversificación de calidad alimenticia * eventos apilados en materiales mejorados Tecnologías de procesos y de conocimientos (costo de adopción 0)

9 La Ecofisiología como herramienta El conocimiento de procesos y mecanismos determinantes del crecimiento y rendimiento del cultivo contribuye al aumento sustentable de la producción y a la adecuación de los requerimientos del cultivo a la oferta ambiental: i) Orienta en la elección de las prácticas agronómicas más apropiadas para el manejo eficiente y adecuado de recursos e insumos. ii) Guía al mejorador y al biotecnólogo en la obtención de cultivares de mayor potencial, más eficientes y mejor adaptados.

10 La Ecofisiología como herramienta El maíz se desarrolla en una amplia gama de ambientes: variaciones en temperatura y oferta de recursos. En condiciones normales de producción todos los Producción de secano: restricciones asociadas a cultivos deficiencias hídrico-nutricionales y temperaturas están extremas (... mayor frecuencia x cambio climático). expue stos a estrés (... mome nto, intensi dad y

11 Rendimiento potencial, alcanzable y logrado Potencial CO2 Factores definitorios Radiación Temperatura Híbrido Genotipo Fecha de siembra Arreglo espacial Factores limitantes Alcanzable Medidas de Aumento del rendimiento Malezas Factores reductores Enfermedades Plagas Granizo, etc. Medidas de Protección del rendimiento 10 Fósforo Fertilización, Riego Logrado 7 Agua Nutrientes Nitrógeno Control de malezas y plagas Ton.ha-1 15 Nivel de Producción del Cultivo (para un sitio, año y fecha de siembra definida) En base a Rabbinge (1993)

12 Rendimiento grano Desarrollo Cambios morfológicos y fisiológicos (estadíos) que definen las diferentes etapas (fases fenológicas) a lo largo del ciclo del cultivo Crecimiento Momento y duración de las fases Luz Ambiente Temperatura Fotoperíodo Recursos Agua Nutrientes Limitantes bióticas y abóticas

13 Marco conceptual para explicar el crecimiento (producción de biomasa) Biomasa = n = Σ Rincidente x ei x EUR Día i = 0 Cantidad de Latitud Fecha radiación de sbrasolar Heliofanía acumulada en el Genotipo ciclo del ciclo cultivo Temp. y Fotop.para Eficiencia Densidad capturar la Arreglo espacial radiación solar Agua y (área foliar verde) nutrientes Genotipo Eficiencia uso Temperatura radiación Agua y (fotosíntesis activa nutrientes y prolongada)

14 Modelo simple de rendimiento Rendimiento cultivo = Biomasa x IC IC maíz: 0.46 IC soja: 0.37 IC girasol: 0.29 Partición del crecimiento La actividad de los distintos destinos metabólicos controlan la asignación de fotoasimilados Es necesario conocer los factores que determinan el número y actividad de los destinos metabólicos de interés (granos).

15 Período Crítico Concepto clave para entender determinación del rendimiento En el período crítico se fija el número de granos, principal componente del rendimiento

16 Efecto de un estrés sobre el número de granos en función del momento de ocurrencia Período crítico Sj Número de granos Gi Tr Mz Vegetativo Madurez Floración Momento del estrés Fischer, 1985 Andrade y Sadras, 2002

17 longitud final de la espiga Generación de destinos reproductivos en Maíz Crecimiento activo y PG (mg) desarrollo de la espiga Período crítico Determinación del número y viabilidad de flores (NGpotencial) Se define prolificidad 100 0Cdía 0.6 Emisión de estigmas Fecundación del óvulo ºCdía 227 0Cdía División celular en el 100 grano Tiempo térmico desde silking (0Cdía) Adaptado de Otegui (1997)

18 Determinación del números de granos y rendimiento Número de granos relativo DK 639 ( agua ) A 777 ( N, agua ) SPS 240 ( agua ) DK 636 (N, agua ) DK 636 ( sombreo, densidad ) 0.4 Período crítico Tasa de crecimiento de planta (g/d) = estado fisiológico de la planta Menos recursos Más recursos Adaptado de Andrade et al. (2002)

19 Respuesta de la captura de radiación a la densidad de Densidad de plantas y captura de luz siembra IAF 100 3pl m 9pl m-2 12pl m-2-2 %I Dias desde la siembra Días desde la siembra Adaptado de Andrade, Cirilo, Uhart y Otegui (1996)

20 Densidad de plantas y rendimiento Rendimiento (Tn ha 1) Sensibilidad a reducciones en TCP Poca plasticidad foliar Baja plasticidad reproductiva 5 7,5 Densidad de plantas (pl m 2) 10 Andrade, Cirilo, Uhart y Otegui (1996) 15

21 Densidad de plantas según ambientes Rendimiento (Tn ha 1) 12 sin deficiencia mm floración mm Densidad (pl ha 1) de Andrade, Cirilo, Uhart y Otegui (1996)

22 Respuesta esperable a surcos angostos 50 mil plantas ha-1 75 mil plantas ha-1 70 cm V10 52 cm 70 cm V10 52 cm

23 Fecha de siembra y la estación de crecimiento Adaptado de Maddonni (2008) Desde fechas tempranas la temperatura esta por encima de 8ºC. Fechas muy tempranas con mayores riesgos de heladas (luego de V7) y prolongan la fase siembra-emergencia. Los daños por heladas tardías decrecen con el atraso de la fecha de siembra, pero pueden incrementarse los daños por heladas tempranas

24 Fecha de siembra: oferta de agua en el perfil En Pergamino las precipitaciones durante el Otoño Invierno, permiten recargar los perfiles a partir de siembras de Septiembre. Adaptado de Maddonni (2008)

25 Fechas de siembra y balances hídricos mm DEFICITS 475mm 75% 50% 25% mm Ppio Sept: 7/12 al 31/12 (R1: 23/12) Ppio Oct 19/12 al 10/01 (R1: 2/01) Ppio Nov: 6/01 al 27/01 (R1: 19/01) Ppio Dic: 28/01 al 20/02 (R1: 11/02) Probabilidad de deficiencias Pergamino EXCESOS Períodos críticos MR O -100 S -150 D N Consumos: mm oct nov dic ene feb Adaptado de Maddonni (2008) Fechas tardías tienen menor probabilidad de ubicar su período crítico con balances hídricos negativos (menor potencial pero mayor estabilidad)

26 Fecha de siembra y golpes de calor Clima Pergamino Menores probabilidades de ubicar el período crítico con temperaturas >35 ºC en siembras a partir de fines de noviembre. Adaptado de Maddonni (2008)

27 Probabilidades de estrés térmico según zonas Las probabilidades de golpes de calor alrededor de floración aumentan a menores latitudes y son siempre altas a partir de siembras de Octubre. Adaptado de Maddonni (2008)

28 Número de granos (gr/m2) Crecimiento en floración y rendimiento Seco Húmedo Riego 4500 Maíces de segunda 3000 Agua inicial en el perfil 1500 (*) calculados con MSA Máxima intercepción de radiación (%) Otegui, Mercau, Menéndez (2004) Con el perfil seco a la siembra, la cobertura a floración es muy baja en uno de cada tres años en siembras de segunda en la zona núcleo central.

29 El número de granos es el componente que mejor explica el rendimiento Rendimiento (Kg/ha) Rendimiento y componentes 10-Dic 30-Dic Dic 10-Ene 5000 Heladas 300 mg 150 mg Número de granos (gr/m2) pero en las fechas de segunda se reduce el peso de los granos Otegui, Mercau, Menéndez (2004)

30 Una mejor comprensión de todas estas interacciones entre el cultivo y el ambiente permitirá orientar las decisiones de manejo para asegurar los mejores valores de productividad y rentabilidad de los cultivos en cada situación de producción.

31 ... Muchas gracias