altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del

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Altas temperaturas en maíz: respuestas fisiológicas y manejo del cultivo

María E. OteguiFacultad de Agronomía UBA

[email protected]

Juan I. Rattalino Edreira (CONICET) y Mariano Cicchino (INTA)

JORNADA DE EXTENSIÓN – UNR CONICETRosario – 3 y 4 de julio de 2013

Contenidos de la presentación

• Qué entendemos por altas temperaturas? marco conceptual general.

• Temperaturas supra-óptimas: efectos sobre el rendimiento del maíz a través de sus determinantes fisiológicos y numéricos. Diferencias genotípicas.

• Manejo del cultivo para ambientes proclives a temperaturas supra-óptimas: prevención y mitigación del estrés.

• Conclusiones

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María E. Otegui

Vegetativa (pre R1)

Llenado del grano

Otegui et al. (Agr.J. 1995).

Híbrido: MR123

20 Ago

20 Sep

20 Oct

20 Nov

0 50 100 150 200

Días desde emergencia

Híbrido: MR110

0 50 100 150 200

20 Ago

20 Sep

20 Oct

20 Nov

Temprana

TardíaETAPA

Fecha de Siembra

Qué entendemos por ‘alta temperatura’? Sus efectos sobre el cultivo

Días desde emergencia

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María E. Otegui

Qué entendemos por ‘alta temperatura’?

RG= ∫Rd × Ec × Eu × P

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María E. Otegui

Interpretemos su efecto final sobre el rendimiento del cultivo (RG) a través de un modelo ecofisiológico simple basado en la disponibilidad de recursos (Rd), la eficiencia de captura de recursos (Ec), la eficiencia de uso de recursos para producir biomasa (Eu) y la partición de esa biomasa hacia estructuras reproductivas (P)

Qué entendemos por ‘alta temperatura’? Sus efectos sobre el cultivo


Otegui y López Pereira (2003, Prod.Granos FAUBA)FAUBA

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María E. Otegui

XS

XO

XA

Flo

raci

ón

del

cu

ltiv

o

Tiempo desde la emergencia (d)

AgoSepOct

0

1

Y

bO bS bA

Temperatura media

Respuesta general a la temperatura

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María E. Otegui

Temperatura media (°C )T

asa

de

des

arro

llo1/

día

Esquema general de respuesta

Respuesta general a la temperatura

Temperatura media (°C )

1/d

ías

Ellis et al. (Crop Sci. 1992).

10 20 30 40

B73 × Mo17

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

Tasa de desarrollo a iniciación floral

TB TO TM

TDÓPT

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María E. Otegui

Temperaturas supra-óptimasTemperaturas Temperaturas suprasupra--óóptimasptimasGeneración del estrés

Rattalino Edreira et al. (FCR 2011), Rattalino Edreira y Otegui (FCR 2012 y 2013)

Etapas e híbridos analizadosEtapas e hEtapas e hííbridos analizadosbridos analizados

Tres momentos, con siembras escalonadas para que coincidan en el tiempo

Tres híbridos (templado, templado × tropical, y tropical):

Determinantes fisiológicos: Producción de Biomasa



Radiación incidente diaria

Eficiencia de captura de luz

Duración del período V15-R6

Eficiencia de uso de la radiación

Efe

cto

rel

ativ

o a

l co

ntr

ol

sin

cal

enta

r (%

)



Efe

cto

rel

ativ

o a

l co

ntr

ol

sin

cal

enta

r (%

)


Recurso capturado

× Eu

Biomasa

Producción de biomasa

Indice de estrés térmico para el período vegetativo tardío (V11-VT) y respuesta del cultivo al estrés

r2= 0.75 (P < 0.001)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0 500 1000 1500 2000

TTs (TO= 30 ºC)

EU

R(g

MJ-

1 )r2= 0.739 (P < 0.001)

Cicchino (2010, tesis MSc) y Cicchino et al. (Crop Sci. 2013)


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María E. Otegui

TTs: ºC > 30 ºC (base horaria)

Determinantes fisiológicos: Biomasa y Partición

Determinantes fisiológicos: Biomasa y Partición

Biomasa final

Índice de cosecha

Rendimiento en grano


Se afecta fuertementela partición?

Efe

cto

rel

ativ

o a

l co

ntr

ol

sin

cal

enta

r (%

)

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María E. Otegui

Determinantes fisiológicos:Partición

Determinantes fisiológicos:Partición


Templado

Tasa de crecimiento de planta (g/planta)

Te × Tr

Tas

a d

e cr

ecim

ien

tod

e es

pig

a (g

/esp

iga)

Tropical

No seafecta

Control: negroCalentado: blanco

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María E. Otegui

Rendimiento en grano

Determinantes numéricosDeterminantes numéricos

RG= ∫Rd × Ec × Eu × P= NG × PG

Efe

cto

rel

ativ

o a

l co

ntr

ol

sin

cal

enta

r (%

)

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María E. Otegui

Número de granos

Peso de granos

Causas de pérdida de granosCausas de pérdida de granos

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Índice decosecha=

Biomasa amadurez x

10-42% 8-85%

RFAinterceptada x EUR

NS 10-50%

xEficiencia deintercepción

RFAincidente

(ciclo)

0-25% NS

Rendimientoen grano

15-90%

7-10 d en un periodo de 15 d

Número de granos x Peso del

grano

0-40% 25-85%

Cicchino (2010, tesis MSc) y Rattalino Edreira (2013, tesis Dr).

(TTS: 250-2000 ºCh)

TCPPC

25-74%

Resumen sobre los efectos del golpe de calor en la productividad del maíz

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María E. Otegui

HipHipóótesistesis 1 1 La magnitud de las pérdidas de rendimiento debidas a golpes de calor depende del momento de incidencia del estrés.

Mayores pérdidas de rendimiento alrededor de floración que durante la primera mitad del llenado efectivo de grano.

HipHipóótesistesis 2 2 Por haber sido mejorados en ambientes con elevadas temperaturas, los híbridos con germoplasma tropical presentan un mejor comportamiento al estrés por golpe de calor que el híbrido templado.

Mayores caídas de rendimiento en el híbrido templado que en el resto de los genotipos

ALGUNAS CONCLUSIONESALGUNAS CONCLUSIONESALGUNAS CONCLUSIONES

Manejo para ambientes con golpe de calor

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María E. Otegui

Sitio INTA EEA Pergamino (33° 56´S, 60° 34´W)

Duración 2 años (2006/07 y 2007/08)

Fecha siembra 12 de diciembre

Híbrido Nidera AX 842 MG CL

Densidad 9 pl m-2

Fertilización 200 Kg N ha-1

APROXIMACIÓN EXPERIMENTAL

Año 1 (2006/07) Año 2 (2007/08)

Control ControlEtefón en V11 (ETEPE) Etefón en V11

1-MCP en V16 (1-MCPDE) 1-MCP en V11

ETEPE + 1-MCPDE Etefón en V16

1-MCP en V16

Combinación factorial de dos regímenes térmicos con:

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Año Temperatura RGP (g pl-1 )

06/07 sin calentamiento 103 a

calentamiento 72,8 b

p=0,0022

RENDIMIENTO Y COMPONENTES

Temperatura ambiente

Calentamiento

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RENDIMIENTO Y COMPONENTES

Año RHC RGP (g pl-1 )

sin calent calent

07/08 Control 139 a 49 c

ETH V11 114 b 85 b

1-MCP V11 134 a 35 c

ETH V16 118 b 53 c

1-MCP V16 127 a 66 c

RHC NS

Temperatura p<0,0001

RHC x Temperatura p=0,0086

CST Calentamiento

En condiciones de calentamiento, la aplicación temprana de etefón (V11) redujo la pérdida de rendimiento

ETH V11 Calentamiento

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María E. Otegui

Resumen de procesos afectados por estrés térmico × RHCs

El golpe de calor entre V11 y panojamiento:

• retrasó la dinámica de floración, tanto masculina como femenina, pero principalmente incrementó el ASI. La aplicación de ethephon redujo estos efectos negativos

• provocó una disminución muy moderada (siempre menor al 21%) de la expansión de tejidos (altura y área foliar) pero muy fuerte de la capacidad fotosintética y consecuentemente la producción de biomasa. El ethephonincrementó la reducción en expansión, pero redujo sustancialmente la merma de biomasa.

• no afecta sustancialmente la partición de biomasa, ya que el efecto sobre el índice de cosecha es indirecto a través de la reducción en el cuaje de granos.

• La aplicación de ethephon redujo el aborto de granos, principalmente por atenuar los efectos negativos sobre la fotosíntesis y la producción de biomasa. Pero, además, por aumentar la partición de biomasa a espiga.

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María E. Otegui

Los autores agradecen el financiamiento recibido de:

• AgroFresh – Rohm & Haas• CONICET (PIP 00125)

• FONTAGRO 8031• UBA (UBACyT G008)• ANPCyT (PICT 00239)

Muchas gracias!

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