ciclo ontogenico trigo · granos no sería consecuencia de la falta de fuente para el llenado de...
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CONICET
Fernanda G González
Breve repaso del ciclo ontogénico. Generación de co mponentes numéricos y ecofisiológicos del rendimiento, identificación de períodos críticos en trigo
Fernanda G González
2 Setiembre 2010
Bases fisiológicas y genéticas de la generación del rendimiento y la calidad en trigo pan y cebada cervecera. Implicancias para el manejo agronómico y el mejoramiento genético.
RED METRICE 110RT0394. Mejorar la eficiencia en el uso de insumos y el ajuste fenológico en trigo y cebada
Desarrollo Rendimiento
Cambios morfológicos y fisiológicos que definen distintas etapas o
períodos durante el ciclo
Duración de periodos
Tasa de generación
órganos
Disponibilidadde recursos
AguaRadiación Nutrientes
Ambiente
Temperaturaper se
vernalización
Fotoperiodo
Sensibilidad cultivar
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Ciclo del cultivo: Generación del rendimientoCONICET
Fernanda G González
E COS
Modificado de Slafer & Rawson, 1994
EP AT
ImbibiciónGerminación
3-4 5-6
Premacollaje macollaje encañazon
HB VE E
Peso granos
Granos por espigaGranos por m
Plantas por m2
Com
pone
ntes
de
l Ren
dim
ient
o
2
RENDIMIENTO
Espigas por planta
Ref: S: siembra; Em: emergencia; IE: inicio encañazon;
Esp: espigazón; At: antesis; MP: madurez fisiológica; Co: cosecha.
IE
Núm
ero
de h
oja
1/b:filocrono
Gustavo A. SlaferFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Nº de hojas Nº máximo
en el VP de vastagos *
1 200 2 200
3 200
4 400
5 600
6 8007 1200
8 1600
* siembra de 200 plantas/m2
4 Nº de hojas aparecidas300 Grados día desde emergencia
Mac
ollo
s po
tenc
iale
s
Mac
ollo
s re
ales
Espigasfértiles
Inicio deencañazón
Floración
Número po -tencial de:hojas (VP) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ....mac. 1 os 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ....mac. 2 os 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 ....vástagos 1 1 1 2 3 4 6 8 10 13 16 20 ....
planta
Vástago principalMacollos primariosMacollos secundarios
Ciclo del cultivo: Generación del rendimientoCONICET
Fernanda G González
E COS
Modificado de Slafer & Rawson, 1994
EP AN
ImbibiciónGerminación
3-4 5-6
Premacollaje macollaje encañazon
HB VE E
Peso granos
Granos por espigaGranos por m
Plantas por m2
Com
pone
ntes
de
l Ren
dim
ient
o
2
RENDIMIENTO
Espigas por planta
Ref: S: siembra; E: emergencia; IE: inicio encañazon;
EP: espigazón; AN: antesis; Co: cosecha.
IE
Llenado de grano
0
20
40
60
80
Pes
o in
divi
dual
de
gran
o (m
g)0 20 40 60 80
Tiempo (días desde antesis)fertilización
fase lag llenado efectivo
madurezfisiológica
división de células endospermáticas
iniciación de gránulos de almidón tipo A
iniciación de gránulos de almidón tipo B
iniciación de gránulos de almidón tipo C
rapida pérdida de agua
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Figure 7.13. El crecimiento de un grano de trigo. Las barras horizontales representan los momentos de acumulación de almidón. Tomado de Stone y Savin [63].
Los carbohidratos y el almidón se sintetizan en el grano desde sacarosa proveniente de fotosíntesis durante el llenado y de removilizacion de WSC ppalmente en tallos (espigas y hojas)
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50
dias desde antesis
Pes
o (m
g) o
Por
cent
aje
de h
umed
ad (
%)
Pfrescogr (mg)
Psecogr (mg)
Humedad (%)
CA (g/grano)
Grano lechoso-Grano pastosoGonzález et al, un-published
0
20
40
60
80
100
020406080100Humedad (%)
Pes
o se
co r
elat
ivo
(%)
CL
CC
R2=97%p=0.00000
0
20
40
60
80
100
020406080100Humedad (%)
Pes
o se
co r
elat
ivo
(%)
CL
CC
R2=97%p=0.00000
Calderini et al. 2000Aldabe MLTesis grado
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Calderini et al. 2001
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Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento
E IF ET AN CODLS MF
Modificado de Slafer & Rawson, 1994
Dif. floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas Llenado granoIniciación espiguillas
Llenado de granoFase ReproductivaFase Vegetativa
EPSecado
CONICET
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Peso granos
Granos por espigaGranos por m
Plantas por m2
Com
pone
ntes
de
l Ren
dim
ient
o
2
RENDIMIENTO
Espigas por planta
Ref: S: siembra; Em: emergencia; IF: iniciación floral; DL: doble lomo,
ET: Espiguilla terminal, IE: inicio encañazon;
EP: espigazón; AN: antesis; MF: madurez fisiológica; Co: cosecha.
Núm
ero
de h
oja
1/b:filocrono
Nº
hoja
dife
renc
iada
1/b:
plas
tocr
ono
Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento
E IF ET AN CODLS MF
Modificado de Slafer & Rawson, 1994
Dif. floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas Llenado granoIniciación espiguillas
Llenado de granoFase ReproductivaFase Vegetativa
EPSecado
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Flo
res
fert
iles
en a
ntes
is(n
ºm
-2)
Peso espiga en antesis (g m-2)
Coeficiente fertilidad(nº ff / g espiga)
Sombreo durante pre-antesis(Fischer 1985, Savin& Slafer 1991, Abbate et al. 1997, Demotes-Mainard & Jeuffroy 2004)
Disponibilidad de Nitrógeno (Fischer 1993, Demotes-Mainard & Jeuffroy 2004)
Fotoperíodo durante pre-antesis(Miralles et al. 2000, González et al. 2003a, 2005a, 2005c)
Genes enanismo o eras mejoramiento(Brooking & Kirby, 1981; Stockman et al., 1983; Siddique et al., 1989; Slafer & Andrade, 1993)
Days from sowing
Num
ber
ordr
yw
eigh
t(g)
ofo
rgan
sm
-2
Floralinitiation
Flag leafappearance
Anthesis
Tillersflorets
Grains
Terminal spikeletinitiation
SpikeDWt
StemDWt
Tomado de Slafer et al.,2005. Grain number determination in major grain crops.En: Seed Science and Technology: Trends and Advances" (A.S. Basra, Ed), The Haworth Press, Inc., New York.(Aitken, 1984; Evans et al., 1975; Waddington et al., 1983; Fischer, 1984; 1985; Gardner et al., 1985; Kirby, 1988; Hay and Kirby, 1991; Sibony and Pinthus, 1988; Slafer et al., 1996; Miralles and Slafer, 1999).
250.000
30.000
Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento
E IF ET AN CODLS MF
Modificado de Slafer & Rawson, 1994
Dif. floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas Llenado granoIniciación espiguillas
Llenado de granoFase ReproductivaFase Vegetativa
EPSecado
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Peso granos
Granos por espigaGranos por m
Plantas por m2
Com
pone
ntes
de
l Ren
dim
ient
o
2
RENDIMIENTO
Espigas por planta
Ref: S: siembra; Em: emergencia; IF: iniciación floral; DL: doble lomo,
ET: Espiguilla terminal, IE: inicio encañazon;
EP: espigazón; AN: antesis; MF: madurez fisiológica; Co: cosecha.
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0 20 40 60 140120100800
200
1600
1400
1200
600
800
1000
400
Floración
Días desde la siembra
Mat
eria
sec
a T
ota
l (g
/m2 )Total
Grano
Espiga
Tallo
HojaRaices
0 20 40 60 140120100800
200
1600
1400
1200
600
800
1000
400
Floración
Días desde la siembra
Mat
eria
sec
a T
ota
l (g
/m2 )Total
Grano
Espiga
Tallo
HojaRaices
Crecimiento y partición
RTO
BT
IC = Rto / BT
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Rendimiento
Granos m-2
Peso Grano
Granos espiga -1
Espigas m-2
Espillaespiga -1
Granos espilla -1
Plantas m-2
Espigas planta -1
Espillaespiga -1
Gra
nos
Esp
illa
-1
Plantas m -2Esp
igas
pla
nta
-1
Gra
nos
espi
ga-1
Espigas m -2
Adap. Gustavo SlaferFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Granos m -2P
eso
Gra
no
La relación negativa entre número y peso medio de los granos no sería consecuencia de la falta de fuente para el llenado de las granos (Slaferand Andrade, 1993, Slaferand Miralles, 1993, 1995, Kruk et al., 1997)
Granos m -2
Ren
dim
ient
o
(Fischer 1985, Slafer & Andrade 1989,Savin & Slafer 1991, Magrin et al.1993,Slafer et al. 1994)
NG = Duraciòn PC * TCC PC * PM espiga * Coef. fertilidad
PG = Tasa llenado * Duración llenado
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(Fischer 1984)
MWCNº células del endospermaPeso carpelos
RTO = Biomasa total X IC
Tasa expansión
Duración expansión
Número de hojas
Tamañode hojas
Número de ramificaciones
Radiación interceptada
Eficiencia uso radiación
NG /m2
TCC cultivoPC
ParticiónEspiga
TCC= Rinc * ei * EURC3/C4Calidad materia secaOntogenia(Nitrógeno, Agua)
Indice áreafoliar
Coeficiente deatenuaciónlumínica
< vertical/horizontal
FotoperíodoVernalización
NitrógenoAguaFotoperíodoTemperatura
NitrógenoAguaTemp.
Temp.
Duración PC
CFE
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El Q y el número de granos en condiciones potencial es
Parana
Pergam
ino
Balcarc
e
N=1125+5409 Ra/Tr2=0.77
Cociente fototermal(Mj/m2 d /°C)
Num
ero
gran
os/m2
5
9
11
7
13
Magrin (1990)
1 1.4 1.8 2.2 2.6
Trigo
Alta radiaciónTemperatura fresca
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Q= Rad /Temp
LocalidadesFecha de Siembra
y = 5951x + 1050R2 = 0.8; P<0.001
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00
1
2
3
4
5
6
7
Ren
dim
ient
o (1
0-3 )
Q (MJ m-2 d-1 ºC-1)
Cebada
Arisnabarreta & Miralles 2008
Potencial
Alcanzable
Real
Nivel de Producción del Cultivo (para una zona dada ) Ton ha-1
Factores definitorios
-CO2-Radiación-Temperatura-Genotipo
Tec
nolo
gía
Factores limitantes-Agua-Nutrientes
NitrógenoFósforo
Factores reductoresMalezasEnfermedadesPlagas
Fecha de siembra
Rendimiento potencial- relación con Q alrededor del PCCONICET
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Mayor rendimiento potencial Tolerancia sequíaTolerancia a temperaturas extremasTolerancia a suelos ácidosEficiencia uso de recursos
Genética Intensificación
Reducción de brecha rendimiento real y potencial
El conocimiento de los procesos y mecanismos determinantes del crecimiento y del rendimiento es necesario para aumentar la producción de manera sostenible, ya que nos orienta en la elección de las prácticas de manejo más apropiadas, brinda información para un manejo eficiente y adecuado de los insumos. Por lo tanto la Intensificación de la producción no solo consiste en aumentar el uso de insumos, sino que incluye la profundización del conocimiento del cultivo (Andrade, 2002).
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