Altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del cultivo

Altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del cultivo Facultad de Agronomía UBA otegui@agro.uba.ar Juan I. Rattalino Edreira (CONICET) y Mariano Cicchino (INTA) JORNADA DE EXTENSIÓN UNR CONICET Rosario 3 y 4 de julio de 2013 1

Contenidos de la presentación Qué entendemos por altas temperaturas? marco conceptual general. Temperaturas supra-óptimas: efectos sobre el rendimiento del maíz a través de sus determinantes fisiológicos y numéricos. Diferencias genotípicas. Manejo del cultivo para ambientes proclives a temperaturas supra-óptimas: prevención y mitigación del estrés. Conclusiones

Qué entendemos por alta temperatura? Sus efectos sobre el cultivo Fecha de Siembra Tardía 20 Nov 20 Oct 20 Sep Híbrido: MR110 ETAPA Vegetativa (pre R1) Llenado del grano Temprana 20 Ago 20 Nov 20 Oct 20 Sep 20 Ago 0 50 100 150 200 Días desde emergencia Híbrido: MR123 Otegui et al. (Agr.J. 1995). 0 50 100 150 200 Días desde emergencia

Qué entendemos por alta temperatura? RG= Rd Ec Eu P Interpretemos su efecto final sobre el rendimiento del cultivo (RG) a través de un modelo ecofisiológico simple basado en la disponibilidad de recursos (Rd), la eficiencia de captura de recursos (Ec), la eficiencia de uso de recursos para producir biomasa (Eu) y la partición de esa biomasa hacia estructuras reproductivas (P)

Qué entendemos por alta temperatura? Sus efectos sobre el cultivo RG= Rd Ec Eu P Otegui y López Pereira (2003, Prod.Granos )

Respuesta general a la temperatura Temperatura media Floración del cultivo Y 1 0 b O b S Oct Sep Ago b A Tiempo desde la emergencia (d) X O X S XA

Respuesta general a la temperatura 1/días 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 Tasa de desarrollo a iniciación floral B73 Mo17 Tasa de desarrollo 1/día Esquema general de respuesta TD ÓPT 10 20 30 40 Temperatura media ( C ) T B T O T M Temperatura media ( C ) Ellis et al. (Crop Sci. 1992).

Temperaturas supra -óptimas supra-óptimas Generación del estrés Rattalino Edreira et al. (FCR 2011), Rattalino Edreira y Otegui (FCR 2012 y 2013)

Etapas e híbridos h analizados Tres momentos, con siembras escalonadas para que coincidan en el tiempo Tres híbridos (templado, templado tropical, y tropical):

Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa Radiación incidente diaria Duración del período V 15 -R 6 Efecto relativo al control sin calentar (%) Eficiencia de captura de luz Eficiencia de uso de la radiación RG= Rd Ec Eu P

Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa Efecto relativo al control sin calentar (%) Producción de biomasa RG= Rd Ec Eu P Recurso capturado Eu Biomasa

Indice de estrés térmico para el período vegetativo tardío (V 11 -VT) y respuesta del cultivo al estrés RG= Rd Ec Eu P 5.0 EUR (g MJ -1 ) 4.0 3.0 2.0 1.0 r 2 = 0.75 (P < 0.001) r 2 = 0.739 (P < 0.001) 0.0 0 500 1000 1500 2000 TTs (T O = 30 ºC) TTs: ºC > 30 ºC (base horaria) Cicchino (2010, tesis MSc) y Cicchino et al. (Crop Sci. 2013)

Efecto relativo al control sin calentar (%) Determinantes fisiológicos: Biomasa y Partición Rendimiento en grano Biomasa final Índice de cosecha RG= Rd Ec Eu P Se afecta fuertemente la partición?

Tasa de crecimiento de espiga (g/espiga) Control: negro Calentado: blanco Determinantes fisiológicos: Partición Templado Te Tr Tasa de crecimiento de planta (g/planta) RG= Rd Ec Eu P Tropical No se afecta

Determinantes numéricos Efecto relativo al control sin calentar (%) Rendimiento en grano Número de granos Peso de granos RG= Rd Ec Eu P= NG PG

Causas de pérdida de granos

Resumen sobre los efectos del golpe de calor en la productividad del maíz 7-10 d en un periodo de 15 d (TT S : 250-2000 ºCh) 15-90% Rendimiento en grano 10-42% 8-85% = Biomasa a madurez x Índice de cosecha RFA interceptada x EUR NS 10-50% 25-85% 0-40% RFA incidente (ciclo) 0-25% x Eficiencia de intercepción NS Número de granos TCP PC Cicchino (2010, tesis MSc) y Rattalino Edreira (2013, tesis Dr). x 25-74% Peso del grano

ALGUNAS CONCLUSIONES Hipótesis 1 La magnitud de las pérdidas de rendimiento debidas a golpes de calor depende del momento de incidencia del estrés. Mayores pérdidas de rendimiento alrededor de floración que durante la primera mitad del llenado efectivo de grano. Hipótesis 2 Por haber sido mejorados en ambientes con elevadas temperaturas, los híbridos con germoplasma tropical presentan un mejor comportamiento al estrés por golpe de calor que el híbrido templado. Mayores caídas de rendimiento en el híbrido templado que en el resto de los genotipos

Manejo para ambientes con golpe de calor 19

APROXIMACIÓN EXPERIMENTAL Sitio INTA EEA Pergamino (33 56 S, 60 34 W) Duración 2 años (2006/07 y 2007/08) Fecha siembra Híbrido Densidad 9 pl m -2 12 de diciembre Nidera AX 842 MG CL Fertilización 200 Kg N ha -1 Combinación factorial de dos regímenes térmicos con: Año 1 (2006/07) Año 2 (2007/08) Control Control Etefón en V 11 (ETE PE ) Etefón en V 11 1-MCP en V 16 (1-MCP DE ) 1-MCP en V 11 ETE PE + 1-MCP DE Etefón en V 16 1-MCP en V 16

RENDIMIENTO Y COMPONENTES Calentamiento Año Temperatura RGP (g pl -1 ) 06/07 sin calentamiento 103 a calentamiento 72,8 b p=0,0022 Temperatura ambiente

RENDIMIENTO Y COMPONENTES Año RHC RGP (g pl -1 ) sin calent calent 07/08 Control 139 a 49 c ETH V 11 114 b 85 b 1-MCP V 11 134 a 35 c ETH V 16 118 b 53 c 1-MCP V 16 127 a 66 c CST Calentamiento RHC NS Temperatura RHC x Temperatura p<0,0001 p=0,0086 ETH V 11 Calentamiento En condiciones de calentamiento, la aplicación temprana de etefón (V 11 ) redujo la pérdida de rendimiento

Resumen de procesos afectados por estrés térmico RHCs El golpe de calor entre V 11 y panojamiento: retrasó la dinámica de floración, tanto masculina como femenina, pero principalmente incrementó el ASI. La aplicación de ethephon redujo estos efectos negativos provocó una disminución muy moderada (siempre menor al 21%) de la expansión de tejidos (altura y área foliar) pero muy fuerte de la capacidad fotosintética y consecuentemente la producción de biomasa. El ethephon incrementó la reducción en expansión, pero redujo sustancialmente la merma de biomasa. no afecta sustancialmente la partición de biomasa, ya que el efecto sobre el índice de cosecha es indirecto a través de la reducción en el cuaje de granos. La aplicación de ethephon redujo el aborto de granos, principalmente por atenuar los efectos negativos sobre la fotosíntesis y la producción de biomasa. Pero, además, por aumentar la partición de biomasa a espiga.

Muchas gracias! Los autores agradecen el financiamiento recibido de: AgroFresh Rohm & Haas CONICET (PIP 00125) FONTAGRO 8031 UBA (UBACyT G008) ANPCyT (PICT 00239)