Altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del ...
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Altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del cultivo
María E. OteguiFacultad de Agronomía UBA
Juan I. Rattalino Edreira (CONICET) y Mariano Cicchino (INTA)
JORNADA DE EXTENSIÓN – UNR CONICETRosario – 3 y 4 de julio de 2013
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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
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Vegetativa (pre R1)
Llenado del grano
Otegui et al. (Agr.J. 1995).
Híbrido: MR123
20 Ago
20 Sep
20 Oct
20 Nov
0 50 100 150 200
Días desde emergencia
Híbrido: MR110
0 50 100 150 200
20 Ago
20 Sep
20 Oct
20 Nov
Temprana
TardíaETAPA
Fecha de Siembra
Qué entendemos por ‘alta temperatura’? Sus efectos sobre el cultivo
Días desde emergencia
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Qué entendemos por ‘alta temperatura’?
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
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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)
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Qué entendemos por ‘alta temperatura’? Sus efectos sobre el cultivo
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Otegui y López Pereira (2003, Prod.Granos FAUBA)FAUBA
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XS
XO
XA
Flo
raci
ón
del
cu
ltiv
o
Tiempo desde la emergencia (d)
AgoSepOct
0
1
Y
bO bS bA
Temperatura media
Respuesta general a la temperatura
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Temperatura media (°C )T
asa
de
des
arro
llo1/
día
Esquema general de respuesta
Respuesta general a la temperatura
Temperatura media (°C )
1/d
ías
Ellis et al. (Crop Sci. 1992).
10 20 30 40
B73 × Mo17
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Tasa de desarrollo a iniciación floral
TB TO TM
TDÓPT
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Temperaturas supra-óptimasTemperaturas Temperaturas suprasupra--óóptimasptimasGeneración del estrés
Rattalino Edreira et al. (FCR 2011), Rattalino Edreira y Otegui (FCR 2012 y 2013)
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Etapas e híbridos analizadosEtapas e hEtapas e hííbridos analizadosbridos analizados
Tres momentos, con siembras escalonadas para que coincidan en el tiempo
Tres híbridos (templado, templado × tropical, y tropical):
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Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa
Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Radiación incidente diaria
Eficiencia de captura de luz
Duración del período V15-R6
Eficiencia de uso de la radiación
Efe
cto
rel
ativ
o a
l co
ntr
ol
sin
cal
enta
r (%
)
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Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa
Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa
Efe
cto
rel
ativ
o a
l co
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ol
sin
cal
enta
r (%
)
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Recurso capturado
× Eu
Biomasa
Producción de biomasa
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Indice de estrés térmico para el período vegetativo tardío (V11-VT) y respuesta del cultivo al estrés
r2= 0.75 (P < 0.001)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0 500 1000 1500 2000
TTs (TO= 30 ºC)
EU
R(g
MJ-
1 )r2= 0.739 (P < 0.001)
Cicchino (2010, tesis MSc) y Cicchino et al. (Crop Sci. 2013)
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
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TTs: ºC > 30 ºC (base horaria)
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Determinantes fisiológicos: Biomasa y Partición
Determinantes fisiológicos: Biomasa y Partición
Biomasa final
Índice de cosecha
Rendimiento en grano
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Se afecta fuertementela partición?
Efe
cto
rel
ativ
o a
l co
ntr
ol
sin
cal
enta
r (%
)
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Determinantes fisiológicos:Partición
Determinantes fisiológicos:Partición
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Templado
Tasa de crecimiento de planta (g/planta)
Te × Tr
Tas
a d
e cr
ecim
ien
tod
e es
pig
a (g
/esp
iga)
Tropical
No seafecta
Control: negroCalentado: blanco
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Rendimiento en grano
Determinantes numéricosDeterminantes numéricos
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P= NG × PG
Efe
cto
rel
ativ
o a
l co
ntr
ol
sin
cal
enta
r (%
)
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Número de granos
Peso de granos
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Causas de pérdida de granosCausas de pérdida de granos
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Índice decosecha=
Biomasa amadurez x
10-42% 8-85%
RFAinterceptada x EUR
NS 10-50%
xEficiencia deintercepción
RFAincidente
(ciclo)
0-25% NS
Rendimientoen grano
15-90%
7-10 d en un periodo de 15 d
Número de granos x Peso del
grano
0-40% 25-85%
Cicchino (2010, tesis MSc) y Rattalino Edreira (2013, tesis Dr).
(TTS: 250-2000 ºCh)
TCPPC
25-74%
Resumen sobre los efectos del golpe de calor en la productividad del maíz
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HipHipóótesistesis 1 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.
HipHipóótesistesis 2 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
ALGUNAS CONCLUSIONESALGUNAS CONCLUSIONESALGUNAS CONCLUSIONES
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Manejo para ambientes con golpe de calor
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Sitio INTA EEA Pergamino (33° 56´S, 60° 34´W)
Duración 2 años (2006/07 y 2007/08)
Fecha siembra 12 de diciembre
Híbrido Nidera AX 842 MG CL
Densidad 9 pl m-2
Fertilización 200 Kg N ha-1
APROXIMACIÓN EXPERIMENTAL
Año 1 (2006/07) Año 2 (2007/08)
Control ControlEtefón en V11 (ETEPE) Etefón en V11
1-MCP en V16 (1-MCPDE) 1-MCP en V11
ETEPE + 1-MCPDE Etefón en V16
1-MCP en V16
Combinación factorial de dos regímenes térmicos con:
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Año Temperatura RGP (g pl-1 )
06/07 sin calentamiento 103 a
calentamiento 72,8 b
p=0,0022
RENDIMIENTO Y COMPONENTES
Temperatura ambiente
Calentamiento
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RENDIMIENTO Y COMPONENTES
Año RHC RGP (g pl-1 )
sin calent calent
07/08 Control 139 a 49 c
ETH V11 114 b 85 b
1-MCP V11 134 a 35 c
ETH V16 118 b 53 c
1-MCP V16 127 a 66 c
RHC NS
Temperatura p<0,0001
RHC x Temperatura p=0,0086
CST Calentamiento
En condiciones de calentamiento, la aplicación temprana de etefón (V11) redujo la pérdida de rendimiento
ETH V11 Calentamiento
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Resumen de procesos afectados por estrés térmico × RHCs
El golpe de calor entre V11 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 ethephonincrementó 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.
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Los autores agradecen el financiamiento recibido de:
• AgroFresh – Rohm & Haas• CONICET (PIP 00125)
• FONTAGRO 8031• UBA (UBACyT G008)• ANPCyT (PICT 00239)
Muchas gracias!