View
2.694
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Clase introductoria al desarrollo y crecimiento de los cultivos
Citation preview
1
26/08/2013
Ing. Agr. Rubén Toledo
Profesor Asistente
Dpto. Producción Vegetal
F. C. A. – U. N. C.
MP: 2818
rtoledoagro.unc.edu.ar
Diferenciación celular
Transición desde el crecimiento Vegetativo a
crecimiento Reproductivo
Sucesión de eventos órgano genéticos a través del
ciclo ontogénico del cultivo
La fenología agrícola establece las distintas fases del desarrollo por las
que atraviesa el cultivo, tomando en consideración variaciones de
aspecto que informan sobre cambios fundamentales en la morfología y
fisiología de las plantas, a medida que transcurre el tiempo.
2
26/08/2013
AMBIENTE
GENOTIPO
RENDIMIENTO
Ri x Ci x Ec x IC
DESARROLLO
Duración
3
26/08/2013
Factores ambientales
que influyen sobre el desarrollo
Temperatura
Fotoperíodo
Vernalización
Agua y nutrientes
4
26/08/2013
RADIACION SOLAR
Raíces Hojas Tallos Espigas
Kg MS REAL
INTERCEPCION
Kg MS POTENCIAL
AGUA en el
SUELO
Tipo de Suelo, Lluvia, Raíces, Riego, Laboreo
NUTRIENTES en el SUELO
Tipo de Suelo, Fertilización
Residuos Laboreo
Densidad de Planta, Tipo de Planta,
Fenología (Temperatura)
CO2
CR
ECIM
IEN
TO
DES
AR
RO
LLO
5
26/08/2013
15
20
25
30
35
10
5
3,3
2,5
2
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40
Temperatura (°C)
Día
s d
esd
e s
iem
bra
a e
me
rge
nci
a
Temperatura
Du
raci
ón
de
fas
e
Temperatura
6
26/08/2013
Temperatura
Media(Cº)
Siembra –
Emergencia
(dias)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 10 20 30 40
Temperatura (°C)
Ve
loci
dad
de
de
sarr
ollo
(d
-1)
f = -0,2 + 0,02 T
Temperatura
Media(Cº)
Siembra –
Emergencia
(dias)
15
20
25
30
35
10
5
3,3
2,5
2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
7
26/08/2013
Temperatura
Velocidad de
Desarrollo (1/dias)
Tiempo Térmico
(°Cd)
50
50
50
50
50
Tiempo térmico diario = Tas - Tb
Tiempo térmico = (Tas - Tb) x nº dias
Temperatura
Media(Cº)
Siembra –
Emergencia
(dias)
15
20
25
30
35
10
5
3,3
2,5
2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Velocidad de
Desarrollo (1/dias) 10ºC
Filocrono (Phyllochron): Tiempo térmico entre la aparición de dos hojas
consecutivas.
Plastocrono (Plastochron): Tiempo térmico entre la diferenciación de dos hojas
consecutivas. 8
26/08/2013
Temperatura
Velocidad de desarrollo vs. Temperatura
Temperatura
Ve
loci
dad
de
des
arro
llo
Tollenaar et al., 1979
Especie
Mani
Sorgo
Maiz
Girasol
Soja
Trigo
11 – 13
8 – 10
8 – 10
5
6 -10
0 – 4,5
T° base
(°C)
8
32-35
40-42 Tº Base
Tº Optima
Tº Maxima
0
1
9
26/08/2013
Temperatura
Fotoperíodo
Tiempo
hasta
floración
PLANTAS DE DIAS LARGOS
Fotoperíodo
Velocidad de
Desarrollo
10
26/08/2013
Fotoperíodo
Tiempo
hasta
floración
PLANTAS DE DIAS CORTOS
Velocidad de
Desarrollo
Fotoperíodo
11
26/08/2013
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Temperatura en el ápice
Efe
ctiv
idad
re
lati
va d
e
Ve
rnal
izac
ión
Temperaturas con efecto vernalizante
(acumulación de hs de frío dentro de un rango de tº vernalizantes necesarias para progresar en el desarrollo)
Vernalización
12
26/08/2013
13
26/08/2013
FASE 1
Imbibición Germinación Crecimiento de plántula Diferenciación de hojas
FASE 2
Aparición y crecimiento de hojas Crecimiento de tallos Crecimiento de raíces Diferenciación de hojas y de flores
FASE 3
Aparición de flores Fecundación Fertilización Formación de cubiertas seminales Diferenciación del embrión
FASE 4
Acumulación de sustancias de reserva en la semilla
ESTADOS:
PROCESOS
Siembra Emergencia Comienzo de llenado Madurez
Fases del desarrollo de una especie anual y estados de desarrollo que las limitan
Floración
14
26/08/2013
0 GERMINACION
1 CRECIMIENTO DE PLANTULA *
2 MACOLLAJE **
3 ELONGACION DE TALLO
4 ESTADO DE BOTA
5 EMERGENCIA DE INFLORESCENCIA
6 ANTESIS
7 GRANO EN ESTADO LECHOSO
8 GRANO EN ESTADO PASTOSO
9 MADUREZ
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de TRIGO Escala Zadock et al
*11 a 19 refleja el número de hojas expandidas en el vástago principal
**21 al 19 refleja el número de macollos visibles en la plana
15
26/08/2013
R1 emergencia de estigmas (silking)
R6 madurez fisiológica
R5 grano dentado
R4 grano pastoso
R3 grano lechoso
R2 ampolla (blister)
Estados reproductivos
VE emergencia
V1 primera hoja
V2 segunda hoja
V3 tercera hoja
V(n) “n” ésima hoja
VT panojamiento
Estados vegetativos
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de MAIZ Escala Ritchie y Hanway, 1982
16
26/08/2013
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de SOJA Escala Fehr y Caviness, 1971
Estados Vegetativos
VE: Emergencia de los cotiledones
VC: Cotiledones expandidos
V1: 1er Nudo, Hojas unifoliadas expandidas
V2: 2do Nudo, 1er hoja trifoliada expandida
V3: 3er Nudo, 2da hoja trifoliada expandida
Vn: No de nudos, hojas totalmente expandida
Estados Reproductivos
R1: Comienzo floración
R2: Fin floración
R3: Inicio formación vainas
R4: Fin formación de Vainas
R5: Inicio formación de semillas
R6: Fin formación de semillas
R7: Inicio madurez
R8: Fin de madurez 17
26/08/2013
R1: Inflorescencia rodeada de brácteas inmaduras comienza a ser visible, apareciendo como una estrella de varias puntas
R2: El botón floral inmaduro se elonga 0,5-2 cm encima de la hoja más cercana
R3: El botón floral se elonga más de 2 cm de la hoja más cercana
R4: La Inflorescencia comienza a abrirse
R5: 1-9: Comienza la floración. Este estado se subdivide según porcentaje de área que completó floración o está floreciendo.
R6: Se completó floración y se marchitan las flores liguladas
R7: El revés del capítulo comienza a colorearse amarillo pálido
R8: El revés del capítulo es amarillo pero las brácteas permanecen verdes
R9: Las brácteas se tornan amarillas y marrones. Se alcanza la madurez fisiológica
VE: La plántula ha emergido y la primera hoja verdadera tiene una longitud menor a 4 cm. V(número): Se determina contando el número de hojas verdaderas de longitud superior a 4 cm….ej.: V1, V2, V3, etc.
Estados Reproductivos Estados Vegetativos
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de GIRASOL Escala Schneiter y Miller, 1981
18
26/08/2013
Estado
0 Emergencia. Coleoptilo visible sobre la superficie del suelo
1 3ra hoja completamente expandida.
2 5ta hoja completamente expandida.
3 Diferenciación del ápice de crecimiento.
4 Hoja bandera visible en el cogollo.
5 Estado de bota. La panoja se extiende dentro de la vaina de la hoja bandera
6 50 % de plantas en floración.
7 Grano lechoso. Se acumulo aproximadamente el 50% de materia seca del grano
8 Grano pastoso. Se acumulo aproximadamente el 75% de materia seca del grano
9 Madurez fisiológica. Se alcanza el máximo peso seco del grano.
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de SORGO Escala Vanderlip, 1993
19
26/08/2013
VE: emergencia
V1: primera hoja tetrafoliada
Vn: n-nudos sobre el tallo principal
R1: comienzo floración El 50% de las plantas tienen o han tenido una flor abierta
R2: comienzo de enclavado El 50% de las plantas tienen un clavo elongado haya o no
penetrado al suelo
R3: comienzo formación de cajas El 50% de las plantas tienen un clavo elongado con el
extremo hinchado por lo menos el doble del diámetro del clavo
R4: caja completa El 50% de las plantas tienen la primer caja que ha llegado a su máximo
tamaño R5: comienzo de llenado de semillas El 50% de las plantas tienen por lo menos un fruto
(al seccionar se puede observar los cotiledones)
R6: Semilla completa El 50% de las plantas tienen por lo menos un fruto con las semillas que
ocupan el volumen total de las cavidades de la caja
R7: Comienzo de madurez El 50% de las plantas tienen por lo menos un fruto con la parte
interna del pericarpo manchada
R8: Madurez de cosecha Cuando un determinado porcentaje de frutos llega a su madurez
(varia según G y A)
Estados vegetativos y reproductivos de una
planta de MANI Boote, 1980
20
26/08/2013
AMBIENTE
GENOTIPO
CRECIMIENTO
Partición
RENDIMIENTO
Ri x Ci x Ec x IC
DESARROLLO
Duración
21
26/08/2013
Expansión celular
División celular
Células de mayor tamaño y mayor cantidad de células
CRECIMIENTO:
Aumento en el número y /o tamaño de las
células que constituyen los tejidos vegetales
diferenciados.
22
26/08/2013
ECUACIÓN DEL RENDIMIENTO =
Partición
Ef. conversión X R. incidente X Ef. Intercepcion X IC
Rendimiento = Biomasa x Indice de Cosecha
Biomasa
23
26/08/2013
• época del año • latitud
• heliofanía •FS y ciclo de cultivo
X X
DURACION DEL
CRECIMIENTO
TEMPERATURA
Marco conceptual: Según componentes ecofisiológicos
BIOMASA =
Radiación Incidente
Eficiencia Intercepción
Eficiencia Conversion
24
26/08/2013
Usada para la fijación bruta del CO2 (±14%)
Reflejado por las hojas (5%)
Transmitida por las hojas (5%)
Absorción inefectiva debido a saturación de la luz (20 - 40%)
Longitud de onda no absorbida por pigmentos fotosintéticos (50 - 55%) UV/IR
PAR
Radiación global anual
No interceptada debido al crecimiento temprano o incompleta cobertura (60 - 70%)
Las plantas absorben
longitudes de onda entre
400 – 700 nm
Crecimiento= RI X Ei X EUR Adaptado de Gifford et al., 1984
25
26/08/2013
Marco conceptual: Según componentes ecofisiológicos
• Densidad • EES • Foliosidad y estructura de planta • Estructura del canopeo • Duración del cultivo • Dinámica de intercepción (IAF)
X X BIOMASA =
Radiación Incidente
Eficiencia Intercepción
Eficiencia Conversion
26
26/08/2013
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
Canopeo planofilo Canopeo erectofilo
Esquema de la RI (linea continuas) y transmitida
(linea punteadas) en un canopeo planòfilo o erectòfilo
Crecimiento= RI X Ei X EUR
27
26/08/2013
Ta
sa
de
cre
cim
ien
to
de
l cu
ltiv
o (
g m
-2 d
-1)
TC
C
Ma
teri
a s
eca
a
cu
mu
lad
a (
g m
-2 d
-1)
Índ
ice
de
áre
a f
oli
ar
Gardner et al., 1985
% d
e i
nte
rce
pció
n
de
ra
dia
ció
n
max 95 %
IAF crítico
Días desde emergencia
28
26/08/2013
• Arquitectura canopia • Tipo de metabolismo
• Composición química de los compuestos almacenados
•Estado fenológico • Estado hídrico y nutricional
Marco conceptual: Según componentes ecofisiológicos
Radiación interceptada (Mj m-2)
Mat
eri
a se
ca (
g m
-2)
Maíz
Girasol
Soja
Andrade, 1993
Biomasa producida (g m-2)
Radiación absorbida (Mj m-2)
X X BIOMASA =
Radiación Incidente
Eficiencia Intercepción
Eficiencia Conversion
29
26/08/2013
Ec : Eficiencia en el Uso de la Radiación
Sorgo 1,20 a 1,40
Soja 1,15 a 1,26
Maíz 1,60 a 1,70
Cultivo Rango (g/Mj)
Girasol 1,27 a 1,56
Trigo 1,20 a 1,60
Crecimiento= RI X Ei X EUR
30
26/08/2013
RENDIMIENTO CRECIMIENTO
INDICE DE
COSECHA
Manejo
Partición de materia seca
31
26/08/2013
EL INDICE DE COSECHA depende de la cantidad y actividad de los destinos reproductivos
Factores que lo afectan:
1. Ambientales
a. Radiación (mayor fotosíntesis)
b. Temperatura: mayor velocidad de desarrollo
c. Disponibilidad hídrica y nutricional
2. Competencia intraplanta
a. Vegetativa vs reproductiva
b. Dominancia apical
3. Competencia entre plantas (densidad poblacional)
4. Fecha de siembra
5. Interacción fecha de siembra y densidad de siembra
Rendimiento= RI X Ei X EUR X IC
32
26/08/2013
ÍNDICE DE COSECHA
Maíz = 0,45
Sorgo = 0,40
Trigo = 0,40
Soja = 0,37
Maní = 0,33
Girasol = 0,29
33
26/08/2013
Componentes numéricos del rendimiento
RTO: número de granos por unidad de superficie x peso promedio unitario de los granos
FASE REPRODUCTIVA FASE VEGETATIVA
Pl/m2
ER/pl
Gr/ER
Gr/m2
PMG
RENDIMIENTO
34
26/08/2013
Componentes del rendimiento Toledo, 2013
35
26/08/2013
50 606 1163 1719 2275 2831 3388 3944 4500
Numero de granos mt-2
500
1375
2250
3125
4000
4875
5750
6625
7500
Rendim
iento
(kg h
a-1
)
80 95 110 125 140 155 170 185 200
Peso 1000 granos (g)
500
1375
2250
3125
4000
4875
5750
6625
7500
Rendim
iento
(kg h
a-1
)GM IV largo (p<0,001; R2 = 0,76)
GM V corto (p<0,001; R2 = 0,64)
GM VI (p<0,001; R2 = 0,69)
GM IV largo (p<0,001; R2 = 0,23)
GM V corto (p<0,001; R2 = 0,26)
GM VI (p<0,001; R2 = 0,25)
F.H. Andrade et al. 2005
Número de granos por planta en función de la tasa de crecimiento por planta durante el período crítico para el fijado
de los granos
36
26/08/2013
PERIODO CRÍTICO
Periodo en el cual se fija el
número real de granos
37
26/08/2013
Rendimiento
Radiación Incidente en el período crítico
Radiación interceptada en el período crítico
Crecimiento en el período crítico
Eficiencia de Intercepcion o captura
Cantidad y disposición del área foliar
EUR
Partición
IC
Kantolic, 2006
38
26/08/2013
20 días antes y 10 días después de antesis!!!
TRIGO
26/08/2013
Z6: Antesis
Período Crítico de determinación del
número de granos/m2
39
26/08/2013
Periodo crítico -15 a +20
de aparición estigmas
Período Crítico de determinación del
número de granos/m2
MAIZ
40
26/08/2013
R1: Aparición de estigmas
Período Crítico de determinación del
número de granos/m2
SOJA R4: Fin formación de vainas
R6: Fin formación de semillas
R4,5 – R5,5
R4
R6
R5
41
26/08/2013
PERIODO CRITICO Girasol: R3-R6
42
26/08/2013
- 10 a 20 días de la floracion
Período Crítico de determinación del
número de granos/m2
SORGO
ESTADO 6
(inicio en panoja embuchada) 43
26/08/2013
PERIODO CRITICO: R3 – R6
Período Crítico de determinación del
número de granos/m2
MANI
44
26/08/2013
RE
ND
IMIE
NT
O
RADIACION TEMPERATURA
RE
ND
IMIE
NT
O
Rendimiento vs. ambiente
Q
RE
ND
IMIE
NT
O
Cociente fototérmico
Q = Rad / (Tmed - Tb)
45
26/08/2013
47
26/08/2013
Genotipo
Densidad Fecha de siembra
48
26/08/2013
Factores a tener en cuenta:
TEMPERATURA Y HUMEDAD
LONGITUD DEL DIA
DISTRIBUCION DE LAS LLUVIAS
SECUENCIA DE CULTIVOS
49
26/08/2013
10
5
0
15
Tempranas Semi tardías Tardías Semi tempranas
NOA
Rafaela
Pergamino
Balcarce
CÓRDOBA
Epoca de siembra
Re
nd
imie
nto
(tn
ha-1
)
Rendimiento y fecha de siembra
50
26/08/2013
R² = 0,2742
R² = 0,5420
R² = 0,8804
R² = 0,5136
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
3800
4000
4200
24-sep 14-oct 02-nov 23-nov 14-dic 12-ene
Ren
dim
ien
to (
kg
ha
-1)
FS
Tendencia GM III largo
Tendencia GM IV largo
Tendencia GM V ind
Tendencia GM VI det
Rendimiento y fecha de siembra Toledo, 2011
SOJA
51
26/08/2013
Cómo manejar la fecha de siembra??
2) Asegurar un buen crecimiento y captación de radiación solar minimizando los riesgos de vuelco.
1) Lograr la coincidencia del periodo crítico con alta oferta de radiación, temperaturas ubicadas dentro del rango óptimo para el cultivo y las menores probabilidades de estrés hídrico.
3) Minimizar la incidencia de enfermedades.
4) Minimizar la probabilidad de daños por heladas.
5) Ubicar la cosecha en momentos donde las probabilidades de condiciones meteorológicas adversas para la calidad del grano sean mínimas.
52
26/08/2013
Relación rendimiento / índice ambiental
4 genotipos hipotéticos
0
500
1000
1500
2000
2500
0 500 1000 1500 2000 2500
Indice Ambiental
Re
nd
imie
nto
s
A
D
C
B
Relación rend. Rel / C.V.
4 genotipos hipotéticos
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20
Coeficiente de Variación (%)
Re
nd
imie
nto
Re
lati
vo
(%
)
AD
CB
53
26/08/2013
La densidad de plantas óptima depende de:
• La fecha de siembra
• La latitud
• Condiciones ambientales
• Características del cultivar
• Espaciamiento entre hileras
Nº de plantas m2
Distribución espacial
54
26/08/2013
DENSIDAD
0
40
60
80
100 R
en
dim
ien
to R
ela
tivo
1 2 3 4
Densidad
Cober et al., 2001
Mayor
cobertura
Mayor
RTO
Igual
cobertura
Mayor
RTO
Igual
cobertura
Igual
RTO
Vuelco
Menor
RTO
55
26/08/2013
DENSIDAD
REN
DIM
IEN
TO
DENSIDAD DE PLANTAS
MAX
Kg/ha
OPTIMA
MAIZ
56
26/08/2013
Nuevas tecnologías incorporadas a las semillas …..MAIZ
Maíces resistentes a insectos
Maíces BT: (todos los eventos transgénicos que poseen el evento MON810 o BT11) control de Diatraea saccharalis.
Maíces TD MAX o TDM: (Syngenta) control de Diatraea saccharalis, Heliothis zea. y control
parcial de Spodoptera frugiperda. Utilización del gen BT11.
Maíces MG o MAIZGARD: (Monsanto) control de Diatraea saccharalis, control parcial de
Helicoverpa zea (isoca de la espiga) y de Spodoptera frugiperda (gusano cogollero)
Maíces HX o HERCULEX: (Dow Agro Sciences) control de Diatraea saccharalis y de
Spodoptera frugiperda (gusano cogollero)
57
26/08/2013
Maíces IT: Tolerante a herbicidas pertenecientes a la familia de las imidazolinonas.
Maíces CL o Clearfield: Genotipos con tolerancia a herbicidas pertenecientes a la familia
de las imidazolinonas tales como On Duty o Lighthning.
Maíces RR: Genotipos resistentes al herbicida glifosato.
Maíces LL o Liberty Link: Tolerancia al herbicida glufosinato de amonio.
Maíces resistentes a herbicidas
Nuevas tecnologías incorporadas a las semillas …..MAIZ
58
26/08/2013
Maíces RR 2 MG: Combinación a la resistencia al herbicida glifosato y la resistencia a Diatraea saccharalis.
Maíces HX LL: Combina la resistencia a Diatraea saccharalis y Spodoptera frugiperda con
la tolerancia al herbicida Glufosinato de amonilo (Liberty)
Maíces RR 2 MG LL: (Dow Agrosciences y Pionner) Combinan tolerancia a glifosato y a
glufosinato de amonio ccon la resistencia a Diatraea saccharalis.
Maíces CL - MG: Maíz con el evento BT MON810 incorporado junto con tecnología
Clearfield.
Maíces resistentes a insectos y herbicidas
Nuevas tecnologías incorporadas a las semillas …..MAIZ
59
26/08/2013
Objetivos a lograr:
Mejorar la cobertura del suelo para maximizar la captación de la radiación solar
Distancia entre surco
52 cm 26 cm
26/08/2013
60
26/08/2013
Recommended