Bases ecofisiológicas para la producción del cultivo de maíz Cereales y Oleaginosas 1
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de maíz. Estados vegetativos Estados reproductivos VE emergencia V1 primera hoja V2 segunda hoja V3 tercera hoja V(n) n ésima hoja VT panojamiento R1 emergencia de estigmas R2 ampolla (blister) R3 grano lechoso R4 grano pastoso R5 grano dentado R6 madurez fisiológica Cereales y Oleaginosas 2
Esquema del Desarrollo y Crecimiento del cultivo de maíz ESTADO EXTERNO V9... floración masculina VT floración femenina R1 madurez V1 V4 V6... emergencia siembra ESTADO INTERNO (meristemas) apical axilares vegetativo reproductivo ESTRUCTURAS DIFERENCIADAS HOJAS, TALLO PANOJA, POLEN CHALAS ESPIGAS RAICES ESTRUCTURAS FIJADAS número de hojas IAF EMISION de POLEN APARICIÓN de ESTIGMAS Número Peso del grano de granos y rendimiento Cereales y Oleaginosas 3
Crecimiento y Períodos Críticos prefloración postfloración 30 Biomasa aérea (kg ha -1 x 1000) 15 0 800 1400 ( 0 Cdía) Adaptado de Otegui (1997), Otegui & Bonhomme (1998), y Maddonni et al (1998). Proporcion del tamano final de la espiga 1 400 0.8 300 0.6 200 0.4 100 0.2 0-400 -200 0 200 400 600 Tiempo térmico desde floracion femenina ( 0 Cdía) Cereales y Oleaginosas 4 PG (mg)
ESTADO R1 SILKING Importancia?? Cereales y Oleaginosas 5
El número de óvulos que son fertilizados y posteriormente desarrollan en granos se determinan en este momento. Las condiciones del ambiente durante este período crítico tienen gran incidencia en la determinación del número de granos Cereales y Oleaginosas 6
Una espiga de maíz puede desarrollar 700 o más óvulos Usualmente la mitad o poco más pueden llegar a cosecha Cirilo and Andrade (1994) Espiguillas o granos por espiga 650 500 350 200-20 0 20 40 60 80 Días desde R1 Siembra: Septiembre Cereales y Oleaginosas 7
Algunas consideraciones Para la mayoría de las condiciones de cultivo, el desarrollo floral (diferenciación) no afecta el número final de granos (NG). El NG es explicado por la producción de biomasa y su partición hacia la espiga durante el período crítico ubicado alrededor de la floración. La polinización sincronizada de los estigmas mejora el Indice de fertilidad floral (grano fijado por cada flor diferenciada) Los ovarios fecundados tempranamente dominan a los polinizados más tarde, promoviendo su aborto (dominancia primigénica) Cereales y Oleaginosas 8
FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN EL DESARROLLO Temperatura Fotoperíodo Cereales y Oleaginosas 9
Velocidad de desarrollo vs. Temperatura: UMBRALES Tollenaar et al., 1979 Velocidad de desarrollo 32-35 8 Temperatura 40-42 Cereales y Oleaginosas 10
Efecto de las temperaturas nocturnas sobre la duración del ciclo en maíz. Las temperaturas diurnas son similares. Adaptado de Fischer y Palmer, 1984. Temp min Días s-f Granos /pl S i f 10,5 89 680 S i f 22,0 52 500 Días desde siembra Cereales y Oleaginosas 11
57 Efecto de la temperatura nocturna durante el período crítico sobre el NG por espiga N DE ESPIGUILLAS O GRANOS O GRANOS POR HILERA POR HILERA 52 47 42 37 Calefacc. Control Cantarero et al., 1999 La temperatura nocturna aumentó 6 C 32 0 20 40 60 80 100 DIAS DESDE COMIENZO DE TRATAMIENTO Cereales y Oleaginosas 12
Tiempo Térmico a iniciación del ápice (ºC día) 0 Fotoperíodo Fase Vegetativa Básica 12,5 Umbral fotoperiódico Fotoperíodo (horas) Consecuencia???... Y X = Sensibilidad Fotoperiódica Cereales y Oleaginosas 13
Efecto del fotoperíodo Cirilo, 1994 Tiempo Térmico a iniciación del ápice (ºC día) 330 N D O S 270 13,5 14,5 15,5 16,5 Fotoperíodo (horas) Cereales y Oleaginosas 14
FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN EL CRECIMIENTO Cereales y Oleaginosas 15
TEMPERATURA DURACION DEL CRECIMIENTO IAF crítico densidad espaciamiento foliosidad y estructura de planta CRECIMIENTO (Rendimiento) = RADIACION INCIDENTE x Ei x Ec x IC época del año heliofanía largo de ciclo calidad de biomasa estado hídrico nutrición mineral estructura del canopeo NG y PG Cereales y Oleaginosas 16
Evolución de la fracción de intercepción desde la emergencia del cultivo % de intercepción 100 80 60 40 20 maíz girasol 0 0 50 100 150 Días desde emergencia Cereales y Oleaginosas 17
Relación entre la proporción de radiación interceptada y el índice de área foliar Andrade et al., 2000 Intercepción de Radiación 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 IAF crítico maíz soja 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indice de Area Foliar Cereales y Oleaginosas 18
Producción de Materia Seca Andrade, 1993 Materia seca (g m -2 ) MAÍZ SOJA Días desde emergencia Cereales y Oleaginosas 19
Eficiencia de uso de la radiación en diferentes estados de desarrollo de maíz cultivado. 5 Diferencias en el ángulo de inserción de hojas, número de hojas, tamaño y distribución de las mismas Eficiencia de uso de la radiación (g MS Mj -1 ) 4 3 2 1 Velocidad de generación del canopeo (número de hojas, tamaño, orientación) Persistencia del canopeo 0 Emergencia- Floración Floración Floración - Madurez Cereales y Oleaginosas 20
INDICE DE COSECHA = RENDIMIENTO EN GRANO BIOMASA TOTAL NUMERO DE GRANOS PESO POR GRANO ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE LA ETAPA CRITICA DE FIJACION DE GRANOS Cereales y Oleaginosas 21
Período crítico para la definición del número de granos en maíz Adaptado de Fischer & Palmer (1984) Cambio en el número de espigas por planta Cambio en el número de granos por espiga 100 100 80 70 40 floración floración 40-50 -30-10 10 30 50-50 -30-10 10 30 50 control= 100% cv 1= cv 2= Días Cereales y Oleaginosas 22
Granos por planta y radiación interceptada Cantarero et al., 2000 Número de granos por planta 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 RFAi acumulada por planta (Mj pl -1 ) Cereales y Oleaginosas 23
Fijación de granos y crecimiento por planta durante el período crítico Andrade et al., 2000 NG por planta 1000 800 600 400 200 Maíz NG por planta 250 200 150 100 50 Soja 0 0 5 10 15 Crecimiento por planta (g/planta día) 0 0 0.25 0.5 0.75 Crecimiento por planta (g/planta día) Cereales y Oleaginosas 24
Granos fijados por planta: efecto de la fecha de siembra 1000 Granos por planta 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tasa de crecimiento por planta Noviembre Diciembre Cereales y Oleaginosas 25
INDICE DE COSECHA = RENDIMIENTO EN GRANO BIOMASA TOTAL NUMERO DE GRANOS PESO POR GRANO ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE LA ETAPA CRITICA DE FIJACION DE GRANOS ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE EL LLENADO Cereales y Oleaginosas 26
PESO POR GRANO PG Duración del PELL TC del grano Temperatura Fuente disponible Temperatura Cereales y Oleaginosas 27
Duración efectiva de llenado Peso por grano Fase lag Crecimiento lineal Tasa de llenado Días desde R1 Cereales y Oleaginosas 28
Sin limitación Peso del grano Alta temperatura Déficit hídrico Días desde antesis Fuente: Nicolás, 1985. Cereales y Oleaginosas 29
Relación entre peso y número de granos Luquqe, 2000 120 Peso por grano (%) 100 80 60 40 20 0 F-880 Cargill 280 DK-757 0 2 4 6 8 Número de granos (1000 m -2 ) Cereales y Oleaginosas 30
Disponibilidad de asimilados para el crecimiento de los granos Luque, 2000 400 1:1 Maíz Peso por grano (mg) 300 200 100 0 0 100 200 300 400 Fuente por grano (mg grano -1 ) Cereales y Oleaginosas 31
Peso del grano (mg) MAÍZ Floración Testigo LLenado Días desde floración Efecto del sombreo sobre el crecimiento del grano Andrade et al., 2000 Peso del grano (mg) SOJA Floración Testigo LLenado Días desde floración Cereales y Oleaginosas 32
Efecto de siembras tardías sobre el crecimiento reproductivo Maíz Tasa de crecimiento - Duración del período =, + Cobertura del cultivo + Incidencia de enfermedades + Velocidad de secado - Densidad óptima - Distancia entre hileras = Cereales y Oleaginosas 33
Resumen de características ecofisiológicas del cultivo Cobertura Alta en llenado de granos Eficiencia de conversión TCC vegetativo TCC llenado Biomasa aérea total (tn ha -1 ) Indice de cosecha Período crítico Rendimiento (tn ha -1 ) Rendimiento vs. atraso en la fecha de siembra Estabilidad a cambios en la densidad de plantas Capacidad de compensación MS vegetativa vs. atraso de fecha de siembra Alta Alta Alta 22,5 Alto Alrededor de floración 10.9 Cae Baja Baja Aumenta
AGUA Cereales y Oleaginosas 35
Profundización radical de maíz Profundidad (cm) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0-50 -100-150 -200-250 -300 θ DDE 14 37 51 72 135 Cereales y Oleaginosas 36
Consumo de agua de cultivos manejados sin deficiencias de agua y nutrientes Cultivo Fecha de siembra Consumo (mm) BiomasaTotal (kg ha -1 ) EUA (kg mm -1 ) Maíz 10 de octubre 580 24000 25 10 de diciembre 500 24000 23 Cereales y Oleaginosas 37
Fotosíntesis (%) Qué efecto produce un estrés hídrico? Andrade et al., 2000 0-4 Potencial agua de hoja Maíz Girasol Soja Expansión foliar (%) 0-4 Potencial agua de hoja Cereales y Oleaginosas 38
PERIODO DE VEGETACION EFECTO DE LA SEQUIA PERIODO CRITICO DE FIJACION DE GRANOS PERIODO DE LLENADO DE GRANOS REDUCCION DE CRECIMIENTO PERIODO CRITICO NUMERO DE GRANOS PESO DE GRANO REDUCCION DE RENDIMIENTO Cereales y Oleaginosas 39
SOJA MAÍZ Rendimiento (%) Rendimiento (%) 100 0 100 E F MF Rendimiento en función del momento de ocurrencia del estrés hídrico Adaptado de Andrade y Gardiol, 1994 0 E F MF Cereales y Oleaginosas 40
Sincronía floral: Fecha de siembra: Noviembre riego secano Porciento de plantas en antesis y silking 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Días desde el inicio de antesis Antesis Silking Cereales y Oleaginosas 41
Estrategias de tolerancia a sequía Maíz Andrade y Gardiol, 1994. Absorción de agua Regulación de la superficie foliar Sensibilidad estomática Ajuste osmótico Estabilidad en el índice de cosecha Plasticidad de la floración Etapa de mayor suceptibilidad Media Si Alta Si Baja Baja Floración Cereales y Oleaginosas 42