Crecimiento-Desarrollo-Generación de Rendimiento de cereales y oleaginosas

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Clase sobre algunos aspectos teoricos-practicos del crecimiento y desarrollo de los cultivos. Cereales y Oleaginosas. FCA-UNC 2017

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Crecimiento-Desarrollo-Generación de Rendimiento de cereales y oleaginosas

  1. 1. Ing. Agr. (Esp) Rubén Toledo Profesor Asistente Dpto. Producción Vegetal F. C. A. – U. N. C. MP: 2818 rtoledoagro.unc.edu.ar Cereales y Oleaginosas
  2. 2. Concepto de crecimiento. Ecuación ecofisiológica de crecimiento. Concepto de desarrollo. Factores Etapas fenológicas. Ecuación ecofisiológica de rendimiento. Ecuación numérica de rendimiento. Periodos críticos. Temario 2Cereales y Oleaginosas
  3. 3. Cereales y Oleaginosas
  4. 4. AMBIENTE GENOTIPO CRECIMIENTO Partición RENDIMIENTO 4Cereales y Oleaginosas
  5. 5. ¿Qué es Crecimiento? • Expansión celular • División celular • Células de mayor tamaño y mayor cantidad de células 5Cereales y Oleaginosas Aumento en el número y/o tamaño de las células que constituyen los tejidos vegetales diferenciados
  6. 6. Ecuación ecofisiológica del crecimiento Eficiencia de uso de radiación Radiación incidente Eficiencia de Intercepción Biomasa 6 X X Cereales y Oleaginosas
  7. 7. Crecimiento= RI X Ei X EUR • época del año • latitud • heliofanía •FS y ciclo de cultivo X XBIOMASA = Radiación Incidente Eficiencia Intercepción Eficiencia de uso de radiación Cereales y Oleaginosas
  8. 8. Usada para la fijación bruta del CO2 (±14%) Reflejado por las hojas (5%) Transmitida por las hojas (5%) Absorción inefectiva debido a saturación de la luz (20 - 40%) Longitud de onda no absorbida por pigmentos fotosintéticos (50 - 55%) UV/IR RFA No interceptada debido al crecimiento temprano o incompleta cobertura (60 - 70%) Las plantas absorben longitudes de onda entre 400 – 700 nm Crecimiento= RI X Ei X EUR Adaptado de Gifford et al., 1984 8Cereales y Oleaginosas
  9. 9. • Densidad • EES • Foliosidad y estructura de planta • Estructura del canopeo • Duración del cultivo • Dinámica de intercepción (IAF) 9Cereales y Oleaginosas X XBIOMASA = Radiación Incidente Eficiencia Intercepción Eficiencia de uso de radiación Crecimiento= RI X Ei X EUR
  10. 10. Tasadecrecimiento delcultivo(gm-2d-1) TCC Materiaseca acumulada(gm-2d-1)Índicedeáreafoliar Gardner et al., 1985 %deintercepción deradiación 95 % IAF crítico Días desde emergencia 10Cereales y Oleaginosas
  11. 11. Radiación interceptada (Mj m-2) Materiaseca(gm-2) Maíz Soja Andrade, 1993 11Cereales y Oleaginosas X XBIOMASA = Radiación Incidente Eficiencia Intercepción Eficiencia de uso de radiación Crecimiento= RI X Ei X EUR • Arquitectura canopia • Tipo de metabolismo • Composición química de los compuestos almacenados •Estado fenológico • Estado hídrico y nutricional
  12. 12. Curva sigmoidea de Crecimiento Días después de Siembra ProduccióndeBiomasa(kgMS/ha) Cereales y Oleaginosas
  13. 13. Cereales y Oleaginosas
  14. 14. Qué es Desarrollo? Sucesión de eventos órgano genéticos a través del ciclo ontogénico del cultivo La fenología agrícola establece las distintas fases del desarrollo por las que atraviesa el cultivo, tomando en consideración variaciones de aspecto que informan sobre cambios fundamentales en la morfología y fisiología de las plantas, a medida que transcurre el tiempo. 14Cereales y Oleaginosas
  15. 15. AMBIENTE GENOTIPO DESARROLLO Duración 15 CRECIMIENTO Partición Cereales y Oleaginosas RENDIMIENTO
  16. 16. Factores ambientales que influyen sobre el desarrollo Temperatura Fotoperíodo Vernalización Agua y nutrientes 16Cereales y Oleaginosas
  17. 17. PLANTAS DE DIAS LARGOS Fotoperíodo Tiempo hasta floración Velocidad de Desarrollo 17 PLANTAS DE DIAS CORTOS Tiempo hasta floración Velocidad de Desarrollo Cereales y Oleaginosas Horas de luz
  18. 18. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 -1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Temperatura en el ápice Efectividadrelativade Vernalización Vernalización 18Cereales y Oleaginosas
  19. 19. 15 20 25 30 35 10 5 3,3 2,5 2 0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 Temperatura (°C) Díasdesdesiembraaemergencia Temperatura 19Cereales y Oleaginosas Siembra – Emergencia (días) Temperatura Media(Cº)
  20. 20. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 10 20 30 40 Temperatura (°C) Velocidaddedesarrollo(d-1) Temperatura Media(Cº) Siembra – Emergencia (días) 15 20 25 30 35 10 5 3,3 2,5 2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 20 Temperatura Velocidad de Desarrollo (1/dias) Cereales y Oleaginosas
  21. 21. Tiempo Térmico (°Cd) 50 50 50 50 50 Tiempo térmico =  (Tas - Tb) x nº días Temperatura Media(Cº) Siembra – Emergencia (dias) 15 20 25 30 35 10 5 3,3 2,5 2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Velocidad de Desarrollo (1/dias) Tb: 10ºC Filocrono: Plastocrono: 21 Temperatura Tiempo térmico entre la aparición de dos hojas consecutivas. Tiempo térmico entre la diferenciación de dos hojas consecutivas. Cereales y Oleaginosas
  22. 22. Temperatura Velocidaddedesarrollo Tollenaar et al., 1979 8 32-35 40-42Tº Base Tº Optima Tº Máxima 0 1 22 Temperatura Cereales y Oleaginosas
  23. 23. X X Duración de las etapas TEMPERATURA Marco conceptual: Según componentes ecofisiológicos BIOMASA = Radiación Incidente Eficiencia Intercepción Eficiencia de uso de radiación 23Cereales y Oleaginosas
  24. 24. Cereales y Oleaginosas
  25. 25. 0 GERMINACION 1 CRECIMIENTO DE PLANTULA * 2 MACOLLAJE ** 3 ELONGACION DE TALLO 4 ESTADO DE BOTA 5 EMERGENCIA DE INFLORESCENCIA 6 ANTESIS 7 GRANO EN ESTADO LECHOSO 8 GRANO EN ESTADO PASTOSO 9 MADUREZ Estados de desarrollo de cereales de siembra otoñal Escala Zadock et al., 1974 *11 a 19 refleja el número de hojas expandidas en el vástago principal **21 al 19 refleja el número de macollos visibles en la plana 25Cereales y Oleaginosas
  26. 26. R1 emergencia de estigmas (silking) R6 madurez fisiológica R5 grano dentado R4 grano pastoso R3 grano lechoso R2 ampolla (blister) VE emergencia V1 primera hoja V2 segunda hoja V3 tercera hoja V(n) “n” ésima hoja VT panojamiento Estados de desarrollo de MAIZ Escala Ritchie y Hanway, 1982 26Cereales y Oleaginosas Estados Vegetativos Estados Reproductivos
  27. 27. Estados de desarrollo de SOJA Escala Fehr y Caviness, 1971 VE: Emergencia de los cotiledones VC: Cotiledones expandidos V1: 1er Nudo V2: 2do Nudo V3: 3er Nudo Vn: n No de nudos R1: Comienzo floración R2: Fin floración R3: Inicio formación vainas R4: Fin formación de Vainas R5: Inicio formación de semillas R6: Fin formación de semillas R7: Inicio madurez R8: Fin de madurez 27Cereales y Oleaginosas Estados Vegetativos Estados Reproductivos
  28. 28. R1: Inflorescencia rodeada de brácteas inmaduras. R2: El botón floral inmaduro se elonga 0,5-2 cm encima de la hoja más cercana. R3: El botón floral se elonga más de 2 cm de la hoja más cercana. R4: La Inflorescencia comienza a abrirse. R5: 1-9: Floración. R6: Se completó floración y se marchitan las flores liguladas. R7: El revés del capítulo comienza a colorearse amarillo pálido. R8: El revés del capítulo es amarillo pero las brácteas permanecen verdes . R9: Las brácteas se tornan amarillas y marrones. Se alcanza la madurez fisiológica. VE: Emergencia y la primera hoja verdadera tiene una longitud menor a 4 cm. V(número): n número de hojas verdaderas de longitud superior a 4 cm….ej.: V1, V2, V3, etc. Estados Reproductivos Estados Vegetativos Estados de desarrollo de GIRASOL Escala Schneiter y Miller, 1981 28Cereales y Oleaginosas
  29. 29. 0 Emergencia. Coleoptile visible sobre la superficie del suelo 1 3ra hoja completamente expandida. 2 5ta hoja completamente expandida. 3 Diferenciación del ápice de crecimiento. 4 Hoja bandera visible en el cogollo. 5 Estado de bota. La panoja se extiende dentro de la vaina de la hoja bandera 6 50 % de plantas en floración. 7 Grano lechoso. Se acumulo aproximadamente el 50% de materia seca del grano 8 Grano pastoso. Se acumulo aproximadamente el 75% de materia seca del grano 9 Madurez fisiológica. Se alcanza el máximo peso seco del grano. Estados de desarrollo de SORGO Escala Vanderlip, 1993 29Cereales y Oleaginosas
  30. 30. VE: emergencia V1: primera hoja tetrafoliada Vn: n-nudos sobre el tallo principal R1: Comienzo floración R2: Comienzo de enclavado R3: Comienzo formación de cajas R4: Caja completa R5: Comienzo de llenado de semillas R6: Semilla completa R7: Comienzo de madurez R8: Madurez de cosecha Estados de desarrollo de MANI Escala Boote, 1980 30Cereales y Oleaginosas Estados Vegetativos Estados Reproductivos
  31. 31. VE - 2do nudo -visible debajo del suelo- (Emergencia de plántulas sobre el suelo) V1 - 1er nudo -visible sobre el suelo- V2- 2do nudo -visible sobre el suelo- Vn - “n” nudos -visibles sobre el suelo- donde se insertan “n” hojas multifoliadas desarrolladas. R1 - Se inicia la floración y se observa una flor abierta en cualquier parte de la planta. R2 - La mayoría de las flores están abiertas. R3 - Inicio de formación de vainas. R4 - Las vainas han alcanzado su tamaño máximo. R5 - Se inicia la formación de grano. R6 - Todos los granos ocupan la cavidad de la vaina. R7 - Las hojas comienzan a virar de color. R8 - El 90 % de las vainas de la planta son de color amarillo-marrón. Estados de desarrollo de Garbanzo Cereales y Oleaginosas Estados Reproductivos Estados Vegetativos
  32. 32. Cereales y Oleaginosas
  33. 33. Ecuación ecofisiológica del rendimiento Partición Eficiencia de uso de radiación Radiación incidente Eficiencia de Intercepción IC Rendimiento = Biomasa x Índice de Cosecha Biomasa 33 X X X Cereales y Oleaginosas
  34. 34. Factores que lo afectan: 1. Ambientales a. Radiación (mayor fotosíntesis) b. Temperatura: mayor velocidad de desarrollo c. Disponibilidad hídrica y nutricional 2. Competencia intraplanta a. Vegetativa vs reproductiva b. Dominancia apical 3. Competencia entre plantas (densidad poblacional) 4. Fecha de siembra 5. Interacción fecha de siembra y densidad de siembra Rendimiento= RI X Ei X EUR X IC 34Cereales y Oleaginosas
  35. 35. FASE REPRODUCTIVAFASE VEGETATIVA Pl m-2 Estructuras Reproductivas pl-1 Granos Estructuras reproductivas-1 Granos m-2 Peso medio granos RENDIMIENTO 35 Ecuación numérica del rendimiento Número de granos por unidad de superficie x peso promedio unitario de los granos Cereales y Oleaginosas
  36. 36. y = 2,7514x + 49,791 R² = 0,0479 0 50 100 150 200 250 300 350 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Rendimiento(gm-2) Peso de 100 semillas (mg) Componentes del rendimiento Toledo, 2016 36 y = 0,1398x - 1,4132 R² = 0,8293 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 1000 2000 3000 4000 5000 Rendimiento(gm-2) Nº de granos m-2 y = 2,1344x - 5,8259 R² = 0,1957 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 50 100 150 200 250 Rendimiento(gm-2) Peso de 1000 granos (g) Ensayo Soja 2002-2016 Ensayo Garbanzo 2011-2016 y = 0,4601x - 1,6084 R² = 0,8065 0 50 100 150 200 250 300 350 0 100 200 300 400 500 600 Rendimiento(gm-2) Nº de granos m-2 Cereales y Oleaginosas
  37. 37. Cereales y Oleaginosas
  38. 38. Rendimiento Radiación Incidente en el período crítico Radiación interceptada en el período crítico Crecimiento en el período crítico Eficiencia de Intercepción o captura Cantidad y disposición del área foliar EUR Partición IC Kantolic, 2006 38 Generación de rendimiento Cereales y Oleaginosas
  39. 39. 20 días antes y 10 días después de antesis!!! TRIGO Z6: Antesis 39Cereales y Oleaginosas
  40. 40. Periodo crítico -15 a +20 de aparición estigmas MAIZ 40 R1: Aparición de estigmas Cereales y Oleaginosas
  41. 41. - 10 a 20 días de la floración SORGO ESTADO 6 (inicio en panoja embuchada) 41Cereales y Oleaginosas
  42. 42. SOJA R4: Fin formación de vainas R6: Fin formación de semillas R4,5 – R5,5 R4 R6 R5 42Cereales y Oleaginosas
  43. 43. PERIODO CRITICO: R1-R6 43Cereales y Oleaginosas
  44. 44. PERIODO CRITICO: R3 – R6 MANI 44Cereales y Oleaginosas
  45. 45. GARBANZO Cereales y Oleaginosas PERIODO CRITICO: R1 Siembra VE … V4 … Vn … R1 … R3 … R5 … R8 Toledo, 2016 800 ºCd +- R1 centrados 100 ºCd después de R1 60 Días
  46. 46. RENDIMIENTO RADIACIONTEMPERATURA RENDIMIENTO Rendimiento vs. ambiente Q RENDIMIENTO Cociente fototérmico Q = Rad / (Tmed - Tb) 46Cereales y Oleaginosas
  47. 47.  PMP = 0.115 cm3/cm3  Densidad Aparente = 1,20 t/m3  Eficiencia de las precipitaciones = 50%  Fecha media de ocurrencia de última helada: 25/9  Requerimientos térmicos del cv: Siembra – Antesis: 850 ºC día Antesis – Madurez: 600 ºC día  Eficiencia en el Uso del Agua: 10 kg de grano/mm de agua  Requerimientos de Nitrógeno del cultivo de trigo: 30 Kg / tn de grano. Ejercicio ejemplo para un cultivar de trigo Fecha de siembra Fecha de Antesis Fecha de madurez Rendimiento
  48. 48. mes PP (mm) T. Media(ºC) mes PP (mm) T. Media(ºC) enero 123 23,4 julio 10 9,5 febrero 113 21,3 agosto 8 10,7 marzo 83 19,5 setiembre 29 13,6 abril 52 16,9 octubre 56 17,4 mayo 17 13,1 noviembre 89 20,4 junio 8 10,1 diciembre 98 22,4 Datos climáticos campo escuela - 2002/2017 - Prof. pH CE dS/m MO % N-NO3 (ppm) P (ppm) 0-20 cm 6,61 0,11 1,78 14,6 13,0 20-40 cm - - - 4,5 - 40-60 cm - - - 1,2 - Análisis químico del suelo

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