principales limitantes para el rendimiento de los...
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Principales lim itantesPrincipales lim itantespara el rendim iento depara el rendim iento delos cultivos…los cultivos…
Un enfoque ecofisiológico
CEREALES Y OLEAGINOSASCEREALES Y OLEAGINOSAS
FCA - UNCFCA - UNC
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Elección del lote
Período de crecimiento
Densidad
Fecha de siembra
Variedad
Estructura
Fertilización
Manejo del agua
Modifican la ofertaambiental
Control de insectos,
malezas y de semillas
Enfermedades
Cosecha
Regulan la pérdida de recursosdel ambiente
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Medidas de Proteccióndel rendimiento
Medidas deAumento delrendimiento
Factores reductores-Malezas-Enfermedades-Plagas-Granizo, etc.
Factores limitantes-Agua-Nutrientes Nitrógeno
Fósforo
Factores definitorios-CO2-Radiación-Temperatura-Genotipo
Alcanzable
Logrado
Potencial
Nivel de Producción del Cultivo(para una especie, sitio, año y fecha de siembra definida)
Ton.ha-1
Control de malezas y plagas
Cómo definimos al rendimiento?
Fertilización, Riego
Fuente: Mercau, Menéndez, Otegui 2002, en base a Rabbinge (1993)
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BR
EC
HA
POTEN
CIA
L
REAL RENDIMIENTOS
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AUMENTOSDE
RENDIMIENTO • MEJORA ENEL MANEJO
• MEJORAGENETICA•• MAYOR TOLERANCIA• MAYOR POTENCIAL• MAYOR ESTABILIDAD
•• MAYOR PRODUCCION• MAYOR EFICIENCIA
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•MAYORPRODUCCION
•MAYORESTABILIDAD
•MAYOREFICIENCIA
AUMENTO DEL NIVELTECNOLOGICO DE
PRODUCCION
FUNDAMENTOSECOFISIOLOGICOSPARA EL MANEJORACIONAL DE LOS
CULTIVOS
BRECHA
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RENDIMIENTOPOTENCIAL
USO EFICIENTE DEINSUMOS
•CON RIEGO
•SIN DEFICIENCIAS NUTRICIONALES
•SIN PROBLEMAS SANITARIOS
•OPTIMO MANEJO
TEMPERATURA
RADIACION SOLAR
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Marco conceptual
REND = RAD * ei * EUR * ICSegún componentes ecofisiológicos
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CRECIMIENTO(Rendimiento)
RADIACION INCIDENTE= Ei Ecxx
DURACION DEL CRECIMIENTO
TEMPERATURA
x IC
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Temperaturamedia
Siembra – emergencia
(°C) (días)15 1020 5
25 3,330 2,535 2
Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo
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0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40Temperatura (°C)
Día
s de
sde
siem
bra
a em
erge
ncia
Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo
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Temperaturamedia
Siembra –Emergencia
(°C) (días)15 1020 5
25 3,330 2,535 2
Velocidad dedesarrollo(1/días)
0,10,2
0,30,40,5
Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo
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0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 10 20 30 40Temperatura (°C)
Velo
cida
d de
des
arro
llo (d
-1)
f = -0,2 + 0,02 T
Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo
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Temperaturamedia
Siembra –Emergencia
(°C) (días)15 1020 5
25 3,330 2,535 2
Velocidad dedesarrollo(1/días)
0,10,2
0,30,40,5
Tiempo Térmico
(°Cd)5050
505050
TT = ∑ (Tas - Tb)
Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo
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Temperaturas base (Tb) más usualespara cálculos de tiempo térmico
Especie Tb (ºC)
Maní 11 - 13
Trigo 0 - 4.5
Maíz 8 - 10Girasol <5Soja 6 - 10
Sorgo 8 - 10
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Días desde siembra
S i
fS
f
i
Esp/pl Temp.
min
Días
s-f
680
52 22,0500
10,589
Un ejemplo: efecto de las temperaturasnocturnas sobre la duración del ciclo enmaíz. Las temperaturas diurnas sonsimilares. Fuente: Fischer y Palmer, 1984.
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CRECIMIENTO(Rendimiento)
RADIACION INCIDENTE= Ei Ecxx
DURACION DEL CRECIMIENTO
TEMPERATURA
x IC
DESARROLLO
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Radiación incidente
Latitud Latitud
Época del añoÉpoca del año
Longitud del cicloLongitud del ciclo
Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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RADIA
CION S
OLA
R
ESTACION DECRECIMIENTO
0
MAX
Mj/m2 día
TEMPERATURA
RADIACIONSOLAR
21 DIC
RADIACION SOLAR Y TEMPERATURA
meses
TEM
PERA
TURA
0
MAX
°C
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Eficiencia de intercepción (ei):Será máxima cuando se alcance
el IAF críticoDe qué depende:
• Especie y cultivar
• Desarrollo del cultivo (temperatura)
• Arquitectura del canopeo (densidad y arreglo espacial)
• Agua y nutrientes
Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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MaízSorgoSojaAvenaPta ha-1 2.500.000 380.000 150.000 60.000
IAF 3,56,74,2 4,2
Áre
a fo
liar p
or p
lant
a (d
m2 )
0
70
60
50
40
30
20
10
Gardner et al., 1985
Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC Especie
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Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
girasol
00
20
40
60
80
100
50 100 150Días desde emergencia
% d
e inte
rcep
ción maní
maíz
EspecieFuente: Cereales y Oleaginosas. 1997.
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CultivarRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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Fuente: (Minguez, 1993)Arquitectura del canopeoRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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70 cm 50 cm
Densidad y arreglo espacialRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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Fuente: Andrade et al., 2000
Qué efecto produce un estrés hídrico?
MaízGirasolSoja
0 -4Ex
pans
ión
folia
r (%
)Potencial agua de hoja
Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 25 50 75 100 125 150Días desde emergencia
Frac
ción
de
inte
rcep
ción
de
RFA
TRIGO
Riego
Secano
Fuente: Cantarero, 2000
Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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Días desde emergencia
0
4000
8000
12000
16000
20000
0 25 50 75 100 125 150 175
Bio
mas
a (k
g ha
-1)
Riego
TRIG
OSecano
Cantarero, 2000
Fuente: Cantarero, 2000
Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC
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Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC
Eficiencia de uso de la radiación (EUR):Es la cantidad de biomasa
producida por cada unidad deradiación interceptada
a- Especie (C3 vs C4, k, composición lipoproteica)b- Estado hídricoc- Estado nutricionald- Cultivar (k, tasa fotosintética, relaciónfuente/destino)
Factores que la afectan:
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Cultivo TCCg m-2 d-1
Maíz 36,5
Sorgo 32,1
Girasol 21,1
Maní 17,5
RFAiMj m-2
710
805
593
920
Soja 18,0
Ecg Mj-2
3,43
2,46
2,18
1,15
1,74
Fuente: Andrade (1993);Cereales y Oleaginosas (1997)
EspecieRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC
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Con 1 gramo de glucosa se obtienen:
0,83 g de almidón0,33 g de aceite0,41 g de proteínas
Requerimientos de glucosapara la prodcción de grano
(g glucosa / g grano)
Maíz: 1,4Girasol: 2,4
Soja: 2,0
Fuente: Andrade (1993)Calidad de la biomasa producidaRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC
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MaízGirasolSoja
0 -4Potencial agua de hoja
Foto
sínt
esis
(%)
Estado hídricoRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC
Fuente: Andrade et al., 2000
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Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC
Índice de cosecha (IC):Es la proporción de la biomasa
total producida por el cultivo queestá alojada en los granos
cosechados
a- Cantidad de granos en crecimiento, relaciónfuente-destinob- Duración del período de llenado: temperaturac- Estado sanitario del cultivo
Factores que la afectan:
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0
500
1000
1500
2000
2500Biomasa totalRendimiento
Maíz(0,45)
Sorgo(0,44)
Girasol(0,26)
Maní(0,47)
Ren
dim
ient
o (g
m-2
)Fuente: Cantarero et al., 1996
Rendimiento en grano y biomasa total Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC
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Fuente: Minguez, 1994Partición de asimilados Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC
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ACTIVOACTIVOCRECIMIENTOCRECIMIENTODURANTE ELDURANTE EL
LLENADOLLENADO
ACTIVOACTIVOCRECIMIENTOCRECIMIENTODURANTE LADURANTE LA
ETAPA CRITICAETAPA CRITICADE DEFINICION DEDE DEFINICION DE
GRANOSGRANOS
NUMERO DEGRANOS
PESO DELGRANO
INDICE DECOSECHA =
RENDIMIENTO EN GRANO
CRECIMIENTOTOTAL
Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC
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NU
ME
RO
DE
GR
AN
OS
CALIDAD DEL AMBIENTE
PESO
PO
R G
RA
NO
COMPONENTES DEL RENDIMIENTO
REND = NG x PG
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DETERMINACIÓN DEL N
G
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REN
DIM
IEN
TOR
END
IMIE
NTO
RADIACIONRADIACIONTEMPERATURATEMPERATURA
REN
DIM
IEN
TOR
END
IMIE
NTO
REN
DIM
IEN
TOR
END
IMIE
NTO
Q = Rad / (Tmed - Tb)
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Rend = Rinc x ei x ec x ep
Latitud Genotipo Fecha de siembra Exposición
Momento y duración del crecimiento(temp., fotoper.)
Rinc
IAF crítico: 95 % de intercepción - -máxima TCC Inciden sobre ei:
a- Especieb- Cultivar (Tb, DAF, k)c- Densidad poblacionald- Arreglo espacial
ei
Factores que la afectan:a- Especie (C3 vs C4, k, composición lipoproteica)b- Cultivar (k, tasa fotosintética, relación fuente/destino)c- Temperatura (fotosíntesis, respiración)
ic
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ic Qué es? Qué la determina?: cantidad y actividad de destinosQué determina la cantidad y actividad de destinos?: asimilados En qué momento?: períodos críticos
Factores que afectan la disponibilidad de asimilados y la partición
Ambientalesa- Radiación (mayor fotosíntesis)b- Temp.: mayor velocidad de desarrollo (menor Rint,menor duración período crítico)c- Disponibilidad hídrica y nutricional
Competencia intraplantaa- Vegetativa vs Reproductivab- Dominancia apical
Competencia entre plantas (densidad poblacional) Fecha de siembra Interacción fecha x densidad de siembra