ciclo ontogenico trigo · granos no sería consecuencia de la falta de fuente para el llenado de...

CONICET

Fernanda G González

Breve repaso del ciclo ontogénico. Generación de co mponentes numéricos y ecofisiológicos del rendimiento, identificación de períodos críticos en trigo


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

CONICET


Ciclo del cultivo: Generación del rendimientoCONICET


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


E COS


EP AN

ImbibiciónGerminación

3-4 5-6

Premacollaje macollaje encañazon

HB VE E

Peso granos


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)

CONICET


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

CONICET


Calderini et al. 2001

CONICET


Ciclo del cultivo: Generación del rendimiento

E IF ET AN CODLS MF


Dif. floral

Muerte flores CuajeIniciación de hojas Llenado granoIniciación espiguillas

Llenado de granoFase ReproductivaFase Vegetativa

EPSecado

CONICET


Peso granos


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


E IF ET AN CODLS MF


Dif. floral



EPSecado

CONICET


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


E IF ET AN CODLS MF


Dif. floral



EPSecado

CONICET


Peso granos


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.

CONICET


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

CONICET


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

CONICET


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


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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