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Ecofisiología maíz 2004
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Cereales y Oleaginosas 1
Bases ecofisiológicas parala producción del cultivode maíz
Bases ecofisiológicas parala producción del cultivode maíz
Cereales y Oleaginosas 2
R1 emergencia de estigmasVE emergencia
R6 madurez fisiológicaVT panojamiento
R5 grano dentadoV(n) “n” ésima hoja
R4 grano pastosoV3 tercera hoja
R3 grano lechosoV2 segunda hoja
R2 ampolla (blister)V1 primera hoja
Estados reproductivosEstados vegetativos
Estados vegetativos y reproductivos de una planta de maíz.
Cereales y Oleaginosas 3
Esquema del Desarrollo y Crecimiento del cultivo de maíz
ESTADO EXTERNO
siembra
emergencia
V1
V4V6...
V9...
floraciónmasculina VT
floraciónfemenina
madurez
R1
ESTADO INTERNO (meristemas)
apicalaxilaresESTRUCTURAS DIFERENCIADAS
HOJAS, TALLO PANOJA, POLENEMISION de POLEN
APARICIÓN de ESTIGMASCHALAS ESPIGAS
RAICESESTRUCTURAS FIJADAS
número de hojas IAF Número Peso del grano de granos y rendimiento
vegetativo reproductivo
Cereales y Oleaginosas 4
0 800 1400 (0Cdía)
prefloración postfloración
15
30B
iom
asa
aére
a( k
g ha
-1 x
100
0)
Crecimiento y Períodos Críticos
Prop
orci
on d
elta
man
o fin
al d
e la
espi
ga
Tiempo térmico desde floracion femenina (0Cdía)-400 -200 0 200 400
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
100
200
300
400
PG (m
g)
600
Adaptado de Otegui (1997), Otegui & Bonhomme (1998), y Maddonni et al (1998).
Cereales y Oleaginosas 5
ESTADO R1 “SILKING”
Importancia ??
Cereales y Oleaginosas 6
El número de óvulos que sonfertilizados y posteriormentedesarrollan en granos se determinanen este momento.
Las condiciones del ambiente duranteeste período crítico tienen granincidencia en la determinación delnúmero de granos
Cereales y Oleaginosas 7
Cirilo and Andrade (1994)
Una espiga de maíz puede desarrollar 700 o más óvulos Usualmente la mitad o poco más pueden llegar a cosecha
650
500
350
200-20 0 20 40 60 80
Días desde R1
Espi
guill
as o
gra
nos
por e
spig
a
Siembra:
Septiembre
Cereales y Oleaginosas 8
Para la mayoría de las condiciones de cultivo, el desarrollo floral(diferenciación) no afecta el número final de granos (NG).
El NG es explicado por la producción de biomasa y su particiónhacia la espiga durante el período crítico ubicado alrededor de lafloración.
La polinización sincronizada de los estigmas mejora el Indice defertilidad floral (grano fijado por cada flor diferenciada)
Los ovarios fecundados tempranamente dominan a los polinizadosmás tarde, promoviendo su aborto (dominancia primigénica)
Algunas consideraciones
Cereales y Oleaginosas 9
FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN ELDESARROLLO
Temperatura
Fotoperíodo
Cereales y Oleaginosas 10
Velocidad de desarrollo vs. Temperatura:UMBRALES
Temperatura
Velo
cida
d de
des
arro
llo
8
32-35
40-42
Tollenaar et al., 1979
Cereales y Oleaginosas 11
Días desde siembra
S i
fS
f
i
Granos/pl
680
500
Temp
min
22,0
10,5
Días
s-f
52
89
Efecto de las temperaturas nocturnas sobre laduración del ciclo en maíz.Las temperaturas diurnas son similares.
Adaptado de Fischer y Palmer, 1984.
Cereales y Oleaginosas 12
Efecto de la temperatura nocturnadurante el período crítico sobre el
NG por espiga
Cantarero et al., 1999
32
37
42
47
52
57
0 20 40 60 80 100
DIAS DESDE COMIENZO DE TRATAMIENTO
N° D
E ES
PIG
UIL
LAS
O G
RAN
OS
POR
HIL
ERA
Calefacc.Control
N° D
E ES
PIG
UIL
LAS
O G
RA
NO
S PO
R H
ILER
A
Latemperatura
nocturnaaumentó 6 °C
Cereales y Oleaginosas 13
Fotoperíodo
Fotoperíodo (horas)
Tiem
po T
érm
ico
a in
icia
ción
del
ápi
ce(ºC
día
)
12,50
Umbralfotoperiódico
Fase VegetativaBásica
Consecuencia???...
∆Y
∆XSensibilidadFotoperiódica=
Cereales y Oleaginosas 14
Efecto del fotoperíodo
Fotoperíodo (horas)
Tiem
po T
érm
ico
a in
icia
ción
del
ápi
ce(ºC
día
)
13,5 14,5 15,5 16,5
SO
N D
270
330
Cirilo, 1994
Cereales y Oleaginosas 15
FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN ELCRECIMIENTO
Cereales y Oleaginosas 16
CRECIMIENTO(Rendimiento)
RADIACION INCIDENTE= Ei Ecxx x IC
•• calidad de biomasa calidad de biomasa•• estado hídrico estado hídrico•• nutrición mineral nutrición mineral•• estructura del estructura del canopeocanopeo
•• época del año época del año•• heliofaníaheliofanía•• largo de ciclo largo de ciclo
DURACION DEL CRECIMIENTO
TEMPERATURA
NG y PG
•• IAF crítico IAF crítico•• densidad densidad•• espaciamiento espaciamiento•• foliosidadfoliosidad y yestructura de plantaestructura de planta
Cereales y Oleaginosas 17
girasol
00
20
40
60
80
100
50 100 150Días desde emergencia
% d
e inte
rcep
ción
Evolución de la fracción deintercepción desde laemergencia del cultivo
maíz
Cereales y Oleaginosas 18
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Indice de Area Foliar
Inte
rcep
ción
de
Rad
iaci
ón
maíz
soja
Relación entre la proporción de radiacióninterceptada y el índice de área foliar
Andrade et al., 2000
IAF crítico
Cereales y Oleaginosas 19
Producción de Materia SecaAndrade, 1993
MAÍZ
SOJA
Días desde emergencia
Mat
eria s
eca
(g m
-2)
Cereales y Oleaginosas 20
Eficiencia de uso de la radiación en diferentesestados de desarrollo de maíz cultivado.
Diferencias en el ángulode inserción de hojas,
número de hojas, tamañoy distribución de las
mismas
Velocidad degeneración del canopeo
(número de hojas,tamaño, orientación)
Persistenciadel canopeo
0
1
2
3
4
5
Efic
ienc
ia d
e us
o de
lara
diac
ión
(g M
S M
j-1)
Emergencia- Floración
Floración Floración - Madurez
Cereales y Oleaginosas 21
NUMERO DEGRANOS
PESO PORGRANO
INDICE DECOSECHA =
RENDIMIENTO EN GRANO
BIOMASATOTAL
ACTIVO CRECIMIENTO ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE LADURANTE LA
ETAPA CRITICAETAPA CRITICADE FIJACION DE GRANOSDE FIJACION DE GRANOS
Cereales y Oleaginosas 22
Período crítico para la definición delnúmero de granos en maíz
floración floración
Adaptado de Fischer & Palmer (1984)
100
80
40
-50 -30 -10 10 30 50 -50 -30 -10 10 30 50
100
70
40
Días
Cambio en el número deespigas por planta
Cambio en el númerode granos por espiga
control= 100%cv 1=cv 2=
Cereales y Oleaginosas 23
0
100
200
300
400
500
600
0 20 40 60 80RFAi acumulada por planta (Mj pl-1)
Núm
ero
de g
rano
s po
r pla
nta
Granos por planta y radiación interceptadaCantarero et al., 2000
Cereales y Oleaginosas 24
00 5 10 15
400
200
600
1000
800
NG
por
pla
nta
Crecimiento por planta(g/planta día)
Maíz
0 0.25 0.5 0.75
100
50
0
150
250
200
NG
por
pla
nta
Crecimiento por planta(g/planta día)
Soja
Fijación de granos y crecimiento porplanta durante el período crítico
Andrade et al., 2000
Cereales y Oleaginosas 25
Noviembre Diciembre
0
200
400
600
800
1000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gra
nos
por p
lant
a
Tasa de crecimiento por planta
Granos fijados por planta:efecto de la fecha de siembra
Cereales y Oleaginosas 26
NUMERO DEGRANOS
PESO PORGRANO
INDICE DECOSECHA =
RENDIMIENTO EN GRANO
BIOMASATOTAL
ACTIVO CRECIMIENTO ACTIVO CRECIMIENTO DURANTE LADURANTE LA
ETAPA CRITICAETAPA CRITICADE FIJACION DE GRANOSDE FIJACION DE GRANOS
ACTIVOACTIVOCRECIMIENTOCRECIMIENTODURANTE ELDURANTE EL
LLENADOLLENADO
Cereales y Oleaginosas 27
PESO POR GRANOPESO POR GRANOPESO POR GRANO
PGPGPG
Duración del PELLDuración del PELLDuración del PELL
TemperaturaFuente disponible
TemperaturaTemperaturaFuente disponibleFuente disponible TemperaturaTemperaturaTemperatura
TC del granoTC del granoTC del grano
Cereales y Oleaginosas 28
Días desde R1
Peso
por
gra
no
Fase lag Crecimiento lineal
Duración efectivade llenado
Tasa de llenado
Cereales y Oleaginosas 29
Días desde antesis
Peso
del
gra
no
Fuente: Nicolás, 1985.
Sin limitación
Alta temperatura
Déficit hídrico
Cereales y Oleaginosas 30
Relación entre peso y número de granos
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8
F-880Cargill 280DK-757
Número de granos (1000 m-2)
Peso
por
gra
no (%
)
Luquqe, 2000
Cereales y Oleaginosas 31
Disponibilidad de asimilados para elcrecimiento de los granos
Fuente por grano (mg grano-1)
Peso
por
gra
no (m
g)
0 100 200 300 4000
100
200
300
4001:1
MaízMaízMaízLuque, 2000
Cereales y Oleaginosas 32
Floración
LLenado
Testigo
Días desde floración
Peso
del g
rano
(mg)
MAÍZ
Floración
LLenadoTestigo
Días desde floración
Peso
del g
rano
(mg)
SOJA
Efecto del sombreosobre el crecimientodel grano
Andrade et al., 2000
Cereales y Oleaginosas 33
Maíz
Tasa de crecimiento -Duración del período =, +
Cobertura del cultivo +
Incidencia de enfermedades +
Velocidad de secado -
Densidad óptima -
Distancia entre hileras =
Efecto de siembras tardías sobre elcrecimiento reproductivo
Resumen de característicasecofisiológicas del cultivo
Eficiencia deconversión
TCC vegetativoTCC llenadoBiomasa aéreatotal (tn ha-1)Indice de cosecha
Rendimiento(tn ha -1)
Período crítico
Capacidad decompensación
Estabilidad a cambios en la densidad de plantas
Rendimiento vs.atraso en la fechade siembra
MS vegetativa vs. atraso de fechade siembra
Cobertura Alta en llenadode granos
Alta
AltaAlta
Alrededorde
floración
22,5
Baja
Cae
10.9
Baja
Aumenta
Alto
Cereales y Oleaginosas 35
AGUA
Cereales y Oleaginosas 36
Profundización radical de maíz
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
14
37
51
72
135
DDE
Prof
undi
dad
(cm
)θ
Cereales y Oleaginosas 37
Consumo de agua de cultivos manejados sindeficiencias de agua y nutrientes
Cultivo Fecha de siembra Consumo(mm)
BiomasaTotal(kg ha-1)
EUA(kg mm-1)
Maíz 252400058010 de octubre
10 de diciembre 500 24000 23
Cereales y Oleaginosas 38
MaízGirasolSoja
0 -4Potencial agua de hoja
Foto
sínt
esis
(%)
Andrade et al., 2000
Qué efecto produce unestrés hídrico?
0 -4
Expa
nsió
n fo
liar (
%)
Potencial agua de hoja
Cereales y Oleaginosas 39
EFECTO DE LA SEQUIA
PERIODO DEVEGETACION
REDUCCION DE CRECIMIENTO
REDUCCION DE RENDIMIENTO
PERIODO CRITICODE FIJACIONDE GRANOS
PERIODO CRITICOPERIODO CRITICO
NUMERO DE GRANOS
PESO DE GRANO
PERIODODE LLENADO DE GRANOS
Cereales y Oleaginosas 40
FE MF
FE MF
MAÍZ
Rend
imie
nto
(%)
Rend
imie
nto
(%)
0
100
0
100
SOJA
Rendimiento en función delmomento de ocurrencia delestrés hídrico
Adaptado de Andrade y Gardiol,1994
Cereales y Oleaginosas 41
Antesis Silking
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20
Sincronía floral:Fecha de siembra: Noviembre
Días desde el inicio de antesis
Porc
ient
o de
pla
ntas
en
ante
sis
y si
lkin
g
0 5 10 15 20
riego secano
Cereales y Oleaginosas 42
Estrategias de tolerancia a sequía
Media
Si
Alta
Si
Baja
Baja
Floración
Absorciónde agua
Regulación dela superficie foliar
Sensibilidadestomática
Ajusteosmótico
Estabilidad en elíndice de cosecha
Plasticidad dela floración
Etapa de mayorsuceptibilidad
Maíz
Andrade y Gardiol, 1994.