ecofisiología maíz 2004

Cereales y Oleaginosas 1

Bases ecofisiológicas parala producción del cultivode maíz

Bases ecofisiológicas parala producción del cultivode maíz


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.


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


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).


ESTADO R1 “SILKING”

Importancia ??


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


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


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


FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN ELDESARROLLO

Temperatura

Fotoperíodo


Velocidad de desarrollo vs. Temperatura:UMBRALES

Temperatura

Velo

cida

d de

des

arro

llo

8

32-35

40-42

Tollenaar et al., 1979


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.


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


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=


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


FACTORES AMBIENTALES QUE REGULAN ELCRECIMIENTO


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


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


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


Producción de Materia SecaAndrade, 1993

MAÍZ

SOJA

Días desde emergencia

Mat

eria s

eca

(g m

-2)


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


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


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=


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


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



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


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


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


Días desde R1

Peso

por

gra

no

Fase lag Crecimiento lineal

Duración efectivade llenado

Tasa de llenado


Días desde antesis

Peso

del

gra

no

Fuente: Nicolás, 1985.

Sin limitación

Alta temperatura

Déficit hídrico


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


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


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



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


AGUA


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


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


MaízGirasolSoja

0 -4Potencial agua de hoja

Foto

sínt

esis

(%)


Qué efecto produce unestrés hídrico?

0 -4

Expa

nsió

n fo

liar (

%)

Potencial agua de hoja


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


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


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


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.

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