C recimiento de los cultivos. Un enfoque ecofisiológico del crecimiento de los cultivos y la determinación del rendimiento

Transcripción

1 C recimiento de los cultivos Un enfoque ecofisiológico del crecimiento de los cultivos y la determinación del rendimiento

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3 BRECHA REAL RENDIMIENTOS POTENCIAL

4 MEJORA GENETICA AUMENTOS DE RENDIMIENTO MAYOR TOLERANCIA MAYOR POTENCIAL MAYOR ESTABILIDAD MEJORA EN EL MANEJO MAYOR PRODUCCION MAYOR EFICIENCIA

5 Ejemplo: Maíz MARCO CONCEPTUAL Según componentes numéricos del rendimiento REND = plantas m -2 * EPP * GPE * PG REND = 5,5 plantas m -2 * 1,1 esp planta -1 * 446 granos esp -1 * 0,3 g REND = 810 g m -2 ó 8,1 ton ha -1 Según componentes ecofisiológicos REND = RAD * %RI * DAF * EUR * HI

6 Radiación incidente Latitud Época del año Longitud del ciclo

7 Radiación global anual Longitud de onda no absorbida por pigmentos fotosintéticos (50-55%) UV/IR No interceptada debido al crecimiento temprano o incompleta cobertura (60-70%) PAR Reflejado por las hojas (5%) Transmitida por las hojas (5%) Absorción inefectiva debido a saturación de la luz (20-40%) Usada para la fijación bruta del CO 2 (±14%) Gifford et al., 1984

8 RADIACION SOLAR Y TEMPERATURA Mj/m 2 día C MAX MAX RADIACION SOLAR 0 RADIACION SOLAR 21 DIC ESTACION DE CRECIMIENTO TEMPERATURA meses TEMPERATURA 0

9 Eficiencia de intercepción (ei): Será máxima cuando se alcance el IAF crítico Factores que la afectan: Especie y cultivar Desarrollo del cultivo (temperatura) Arquitectura del canopeo (densidad y arreglo espacial) Agua y nutrientes

10 95 % Tasa de crecimiento del cultivo (g m -2 d -1 ) TCC % de intercepción de radiación IAF crítico Floración Días desde emergencia Materia seca acumulada (g m -2 d -1 ) Índice de área foliar Gardner et al., 1985

11 Radiación interceptada (%) IAF TCC (%) Relación entre radiación interceptada, IAF y TCC en soja. Gardner et al., 1985 IAF TCC Radiación interceptada (%)

12 Temperatura y establecimiento de canopeos Número de hojas 20 ºC 15 ºC 11 ºC 7 ºC Área foliar por planta 20 ºC 15 ºC 11 ºC 7 ºC Días Días

13 Fecha de siembra y eficiencia de intercepción en maíz (6 pl m -2 ) Luque, 1994 Fracción de intercepción Días desde emergencia octubre diciembre enero

14 Área foliar por planta Gardner et al., 1985 Área foliar por planta (dm 2 ) Avena Soja Sorgo Maíz Pta ha IAF 4,2 6,7 3,5 4,2

15 Arquitectura foliar (Minguez, 1993)

16 70 cm 70 cm 50 cm 50 cm

17 Densidad de plantas y distancia entre surcos en soja (Shibles y Weber, 1966) Densidad de plantas* IAF crítico Días hasta IAF crítico (pl ha -1 ) m 2 /m 2 días , , ,0 52 * Distancia entre surcos: 50 cm Distancia entre surcos** (cm) 12,5 3, , , ,2 66 ** Densidad de plantas: pl ha -1

18 Intercepción de radiación Cantarero, 2000 Fracción de intercepción de RFA Riego Secano TRIGO Días desde emergencia

19 Efecto del N sobre el área foliar Superficie de hoja (cm 2 ) N5 N4 N3 N2 N1 Días desde la siembra N1...N5 : dosis crecientes de N

20 Eficiencia en el uso de la radiación (EUR)

21 Qué es la Eficiencia de Uso de la Radiación (EUR)? Materia seca total (g m -2 ) Biomasa producida (g m -2 ) Radiación absorbida (Mj m -2 ) RFA absorbida ciclo (Mj m -2 )

22 Eficiencia en el uso de la radiación Especie: Cultivar: Temperatura Otros factores: Tipo de metabolismo (C 3 vs. C 4 ) Composición química de los compuestos almacenados Arquitectura del canopeo Arquitectura del canopeo Tasa fotosintética Estado fenológico Fotosíntesis y respiración Agua y nutrientes

23 Tasa de crecimiento del cultivo (TCC), RFA i acumulada en la estación de crecimiento y eficiencia de uso de la radiación (EUR) Cantarero y col, 1997 Cultivo TCC RFAi EUR g m -2 d -1 Mj m -2 g Mj -1 Maíz 36, ,43 Sorgo 32, ,46 Girasol 21, ,18 Maní 17, ,15 Soja 18,0 1,74

24 Calidad de la biomasa producida Con 1 gramo de glucosa se obtienen: Materia seca (g m -2 ) Maíz Girasol Soja 0,83 g de almidón 0,33 g de aceite 0,41 g de proteínas Requerimientos de glucosa para la prodcción de grano (g glucosa / g grano) Radiación interceptada (Mj m -2 ) Andrade, 1993 Maíz: 1,4 Girasol: 2,4 Soja: 2,0

25 Arquitectura foliar (Minguez, 1993)

26 EUR (g Mj -1 ) Temperatura (ºC)

27 Fotosíntesis (%) Condición hídrica sobre la fotosíntesis Andrade et al., Potencial agua de hoja Maíz Girasol Soja Expansión foliar (%) 0-4 Potencial agua de hoja

28 Partición de asimilados

29 RENDIMIENTO CRECIMIENTO INDICE DE COSECHA Manejo

30 El índice de cosecha depende de la cantidad y actividad de los destinos reproductivos Factores que lo afectan! Ambientales a- Radiación (mayor fotosíntesis) b- Temp.: mayor velocidad de desarrollo (menor Rint, menor duración período crítico) c- Disponibilidad hídrica y nutricional! Competencia intraplanta a- Vegetativa vs Reproductiva b- Dominancia apical! Competencia entre plantas (densidad poblacional)! Fecha de siembra! Interacción fecha x densidad de siembra

31 Rendimiento en grano y biomasa total Cantarero et al., 1996 Rendimiento (g m -2 ) Biomasa total Rendimiento 0 Maíz (0,45) Sorgo (0,44) Girasol (0,26) Maní (0,47)

32 Partición de asimiladosminguez, 1994

33 INDICE DE COSECHA = RENDIMIENTO EN GRANO CRECIMIENTO TOTAL NUMERO DE GRANOS PESO DEL GRANO ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE LA ETAPA CRITICA DE FIJACION DE GRANOS ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE EL LLENADO

34 Diferenciación y expansión Deposición de reservas Maduración PS Peso del grano Días desde antesis

35 Disponibilidad de asimilados para el crecimiento de los granos 60 Trigo 1:1 400 Maíz 1:1 Peso por grano (mg) Relación fuente/destino Fuente potencial/grano (mg) Peso por grano (mg) Fuente por grano (mg grano -1 )

36 Peso del grano y Temperatura 40 Peso por grano Balcarce 20 Bs.As. Pergamino Temperatura media

37 Rend = Rinc x ei x ec x ep Rinc! Latitud! Genotipo! Fecha de siembra! Exposición Momento y duración del crecimiento (temp temp., fotoper.) ei! IAF crítico: 95 % de intercepción - -máxima TCC! Inciden sobre ei: a- Especie b- Cultivar (Tb( Tb, DAF, k) c- Densidad poblacional d- Arreglo espacial ec!factores que la afectan: a- Especie (C3 vs C4, k, composición lipoproteica) b- Cultivar (k, tasa fotosintética, relación fuente/destino) c- Temperatura (fotosíntesis, respiración)

38 ep! Qué es?! Qué la determina?: cantidad y actividad de destinos!qué determina la cantidad y actividad de destinos?: asimilados! En qué momento?: períodos críticos Factores que afectan la disponibilidad de asimilados y la partición! Ambientales a- Radiación (mayor fotosíntesis) b- Temp.: mayor velocidad de desarrollo (menor Rint, menor duración período crítico) c- Disponibilidad hídrica y nutricional! Competencia intraplanta a- Vegetativa vs Reproductiva b- Dominancia apical! Competencia entre plantas (densidad poblacional)! Fecha de siembra! Interacción fecha x densidad de siembra