Componentes rendimiento pv2017

Economía del Carbono – Parte 3

Rendimiento y sus Componentes

María Elena Otegui

Rendimiento = Biomasa Aérea × IC

Biomasa Aérea= Rad.Incidente × ei × EUR

MODELO CONCEPTUAL 1

Rendimiento= Número m-2 × Peso individual

MODELO CONCEPTUAL 2

Respuesta del rendimiento al número de granos

3 plantas m-2

6 plantas m-2

Ren

dim

ient

o en

ace

ite (g

/m2 )

Número de granos m-2

Ruiz y Maddonni (2006)

Girasol

Número de granos (103 m-2)

Ren

dim

ient

o (T

/ha)

9876543210

0 5 10 15 20 25

Calderini et al. (1999)

Trigo

R2= 0.78

Ren

dim

ient

o (T

/ha)

0

1

2

3

4

5

6

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Cox y Cherney (2011)De Bruin y Pedersen (2008)Conley et al. (2008)Gaspar y Conley (2014)Board et al. (2010)Torii et al. (1987)

Número de granos/m2

Soja

R2= 0.64

0 1000 2000 3000 4000 50000

24

6

810

1214

16

Ren

dim

ient

o (T

/ha)

Número de granos/m2

Otegui (1995)Chapman y Edmeades (1999)

Maíz

R2= 0.86

Respuesta del rendimiento al peso del grano

R² = 0.17

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0

R² = 0.39

0

50

100

150

200

250

300

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0

R² = 0.36

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 50 100 150 200

R² = 0.65

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Ren

dim

ient

o (k

g/ha

)

Ren

dim

ient

o (g

/m2 )

Ren

dim

ient

o (k

g/ha

)

Ren

dim

ient

o (k

g/ha

)

Peso del grano (mg) Peso del grano (mg)

Peso del grano (mg) Peso del grano (mg)

GirasolTrigo

Soja Maíz

Relación entre componentes

0

10

20

30

40

50

60

0 5000 10000 15000 20000 25000

2 T/ha

4 T/ha

6 T/ha

Trigo

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

2 T/ha

1 T/ha

3 T/ha

Girasol

020406080

100120140160180200

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Soja Maíz

1 T/ha

3 T/ha

5 T/ha

1 T/ha3 T/ha

7 T/ha

12 T/ha

Peso

del

gra

no (m

g)

Número de granos/m2

Una mirada a través de numerosas especiesHaba

Maní

MaízCowpea

ArvejaSoja

Girasol

TriticaleCebadaTrigo

SorgoArroz

Lenteja Colza Quínoa

Número de semillas/m2

Peso

del

gra

no (m

g eq

uiva

lent

es d

e gl

ucos

a po

r sem

illa)

Gambín y Borrás (2010)

Determinación del Número de Granos

Aproximaciones para interpretar la determinación del número de granos

Período(dds)

Númerode casos NG MJ-1

MesRad.Solar

(MJ m-2día-1)Temp(ºC)

(Fischer, JASC 1985)

Q entre A-20 d y A (MJ m-2d-1ºC-1)

A: antesis

NG

m-2 (x

100

)

NG= 5800 + 6070 Q (r2= 0.504)

Q entre A-30 d y A (MJ m-2d-1ºC-1)

NG

m-2 (x

100

)

NG= 2900 + 8370 Q’ (r2= 0.865)

Q=R/TR=radiacionT=temperatura

TRIGO

Parana

Pergam

ino

Balcarc

e

N=1125+5409 Ra/Tr2 =0.77

Cociente fototermal período crítico (MJ m-2 día-1 ºC-1)

Núm

ero

gran

os m

-2

5

9

11

7

13

Magrin (1990)

1 1.4 1.8 2.2 2.6

50% Floración

Días respecto del 50% floración

Num

ero

de g

rano

s(%

resp

ecto

del

test

igo

sin

som

bra)

Período crítico en trigo se ubica aproximadamente alrededor de los 30 días previos a la floración

TRIGO

Fischer (1983, 1985)

Número de estructuras reproductivas

100

80

60floración

-50 -30 -10 -10 -30 -50

floración

-50 -30 -10 -10 -30 -50

100

70

40

Cam

bio

en e

lnú

mer

o de

esp

igas

por

pla

nta

Días desde floración

Fischer & Palmer (1984)

40Ca

mbi

o en

el

núm

ero

de g

rano

s por

esp

iga

405060708090

100110

E -R1 R1-R4 R4-R5 R5-R6 R6-R8Núme

ro d

e gra

nos (

%)

Datos de Egli y Jiang (1993), Board y Tan (1995), Egli (1995), Egli y Jiang (1995)

SOJA

GIRASOL

Días desde antesis

% G

rano

s lo

grad

os

Cantagallo et al. 2000

Rendimiento= Biomasa Aérea × IC

Biomasa Aérea= Rad.Incidente × ei × EUR

MODELO CONCEPTUAL 1

Rendimiento= Número m-2 × Peso individual

MODELO CONCEPTUAL 2

SiembraEmergencia

Floración MadurezFisiológica

CosechaIF Inicio llenadode granos

Espiguillaterminal

Adaptado deAdaptado deSlafer & Rawson (1994) y Miralles & Slafer Slafer & Rawson (1994) y Miralles & Slafer (1999)(1999)Escala de tiempo arbitraria

espiguillas

vástagosflores

Ventana critica de tiempo (1) Supervivencia de macollos (2) La proporción de flores que sobreviven para dar flores fértiles(3) La proporción de flores fértiles que se establecen como granos

Antesis

Sw Em At DR FI BGF TS

Período en el que el rendimiento es más afectado

Peso

seco

de

esp

Peso

seco

de

tallo

s

Gra

nos p

or m

2 (%

del

con

trol)

Sin respuesta a cambios en etapas tempranas respecto a condiciones óptimas de cultivo

TRIGO

Fischer 1993, Field Crops Res. 33, 57-80

0 50 100 150 200Peso seco de la espiga 10 días después de

antesis (g/m2)

200 -

150 -

100 -

50 -

0 -

Núm

ero

de g

rano

s(1

00/m

2)

Período crítico

s C

Ve V1 V2... Vn R1 R3 R4 R5 R6

405060708090

100N

úmer

o de

gra

nos

(%)

Nudos

Vainas

Peso de grano

SOJA

500700

90011001300

15001700

0 5 10 15 20

Tasa de crecimiento del cultivodurante el período crítico

(g m-2 )

Núm

ero

de v

aina

s

100012001400160018002000220024002600

Núm

ero de granos

SOJA

Adaptado de Otegui (1997), Otegui & Bonhomme (1998), Maddonni et al (1998).

-400 -200 0 200 400

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

100 0Cdía

227 0Cdía

600

Tiempo térmico desde floración femenina (0Cdía)

Prop

orci

ón d

e la

long

itud

final

de

la

espi

ga

100

200

300

400PG (mg)

150-200

ºCdía

Maíz

?

Crecimiento del cultivo en el Período Críticoy Número de granos

Baja densidadLimitaciones al crecimiento(agua, nutrientes, plagas)

Condiciones potencialesde crecimiento,

que se exploran consiembras tempranas,

alta densidad de plantas ysin restricciones abióticas

ni bióticas

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 10 20 30 40 50 60 70TCC (g m-2 día-1)

Núm

ero

de g

rano

s m-2

0.50.7

1.01.2

1.6 2.4

18.414.0

11.69.2

6.2 2.2

RFA/planta1.0

9.2Densidad (plantas/m2)

50

100

150Rinde (qq/ha)

0 3 6 9

250

500

750NGP

TCP (g/planta.día)

Andrade et al (1999)

Rendimiento/planta= f(NG/planta)= f(TCPfloración)

En resumen...

Número de Granos

Tasa de Crecimiento en el

Período Crítico

RFAInterceptada

IAF

Aparición de hojas

Expansión foliar

Eficiencia de intercepción

EUR

Partición de biomasa

Relación Fuente-Destino Post-floración

Rendimiento en Grano

Peso del Grano

Conclusiones

• Las variaciones en rendimiento de los cultivos son altamente explicadas a través de las variaciones en el número de granos logrados

• El número y peso de los granos no están relacionados inversamente en forma completamente competitiva, por lo que puede aumentarse el rendimiento si se obtienen más granos

• La supervivencia de órganos reproductivos generados es la principal causa de las modificaciones en el número de granos logrados (aunque en algunos cultivos, como el girasol, la generación también es importante)

Conclusiones

• Puede mejorarse la supervivencia de órganos reproductivos si se aumenta la tasa de crecimiento del cultivo durante el período crítico

•Una mejor relación entre la radiación y la temperatura (Q) permite el establecimiento de un mayor número de granos (al menos en trigo)

• Una mayor duración del período crítico, dada por ejemplo por una sensibilidad diferencial al fotoperíodo, incrementaría el número de granos, en tanto no modifique la duración total del ciclo. Esto se ha verificado como una estrategia promisoria en trigo y soja.

Conclusiones

Para maximizar el rendimiento del cultivo debe focalizarse el manejo (y el mejoramiento) tendiente a maximizar la tasa de crecimiento del cultivo en el período crítico, sin comprometer el llenado de los granos:

•ubicar el período crítico en las mejores condiciones de radiación, nutrición y disponibilidad de agua

•utilizar genotipos de alta tasa de crecimiento potencial

•favorecer una adecuada duración de la etapa