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FISIOLOGIA VEGETAL Prof. Vanina Davidenco COMPONENTES DEL RENDIMIENTO TEÓRICO 6 2 1.- Desglosar al rendimiento en sus Componentes Numéricos y Fisiológicos. 2.- Integrar las variables estudiadas hasta aquí para comprender su influencia sobre la definición de los componentes del rendimiento, tanto Numéricos como Fisiológicos. 3.- Comprender la importancia del conocimiento del Período Crítico de los cultivos, para adecuar practicas de manejo cultural. 4- Reconocer el uso de los Pasos del Método Científico (MC) y la Comunicación Científica Escrita (CCE) como herramienta para difundir el conocimiento en la temática de estudio. OBJETIVOS 3 RENDIMIENTO FISIOLÓGICOS NUMÉRICOS RTO = Rinc * Ei * Ec * Part RTO = NG * PG Lo podemos DESGLOSAR EN COMPONENTES… Monteith, J.L., 1977; Miralles, D.J. et al., 2014. Manual de trigo y cebada para el cono sur. Procesos fisiológicos y bases de manejo. Orientación Gráfica Editora, Buenos Aires. RENDIMIENTO = C. FISIOLÓGICOS Análisis en base a eficiencias en el aprovechamiento del recurso, para generar órgano de cosecha AGUA MINERALES CARBONO EUA EUN E.Fot Agua Disponible * Ef. Captura o absorción * EUA * EP Nutrientes disponibles x Ef. absorción x EUN * EP Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP x TIEMPO (d) CRECIMIENTO (TCC) DESARROLLO RFA INCIDENTE x EF. INTERCEP. x EUR x EP RENDIMIENTO = BCE: FOTOSÍNTESIS - RESPIRACIÓN INTERCAMBIO NETO DE CARBONO (INC) Balances Parciales a lo largo de la ontogenia del cultivo RENDIMIENTO = BIOMASA ACUMULADA x INDICE DE PARTICIÓN EXPRESION DEL PROCESO DE DEFINICIÓN DE RENDIMIENTO o BIOMASA La biomasa acumulada por un cultivo en un periodo determinado, refleja la marcha o ritmo de crecimiento, durante dicho periodo Btot =TASA DE CRECIMIENTO * DURACIÓN (periodo o ciclo) INC Rto FORMAS SIMPLIFICADAS DE DEFINIR EL RENDIMIENTO Ambas usan C. FISIOLÓGICOS C. NUMÉRICOS RTO = NG * PG Esquema de los componentes numéricos del rendimiento de un cultivo de grano. Extraído de Cárcova et al., 2003, Cap. 6 C. NUMÉRICOS RTO = NG * PG Extraído de Nakayama, 1980. Rev. Facultad de Agronomía 1, 97-107. 9 Lo podemos DESGLOSAR EN COMPONENTES…RENDIMIENTO C. FISIOLÓGICOS C. NUMÉRICOS RTO = Rinc * Ei * Ec * Part RTO = NG * PG EXPLICAN A …. Interdependencia Metanálisis maíz Balcarce y Pergamino con riego (Bonelli 2017). 30 años, más de 50 genotipos, prácticas de manejo contrastantes (densidades extremas,, fechas de siembra, etc.) ¿En un cultivo de granos como maíz, ¿qué componente me define en mayor medida el rendimiento? RTO = NG * PG Relación del rendimiento con a) el número de granos y b) el peso de 1000 granos en el conjunto de datos obtenidos entre las campañas 2002/03 al 2017/18 Campo Escuela, FCA-UNC. (31º19’LS, 64º13’LW. Autoría. R. Toledo . https://toledoruben.wixsite.com/cultivodesoja ¿En un cultivo de granos como soja, ¿qué componente me define en mayor medida el rendimiento? ¿Hay diferencias entre maíz y soja en el rol que tiene el PG sobre el rendimiento? En ambos cultivos, y en general, en los cvos de grano el componente determinante en el rendimiento es el NG 13 Importancia del PG para la definición del rendimiento Relación entre número de granos por m2 y peso máximo de grano. Extraído de Anaya Tacuba, 2017. • La relación entre ambos componentes es inversa • Con ello, siempre existirá algún grado de compensación del rendimiento ante caídas en el NG Importancia en Cultivos hortícolas, o frutícolas, para mejorar el Tamaño de los frutos • La capacidad de compensación dependerá de la especie cultivada PLASTICIDAD REPRODUCTIVA RALEO 14 Diferencias entre cultivos en la definición de los principales componentes numéricos: NG y PG ESTRUCTURAS REPRODUCTIVAS PLASTICIDAD REPRODUCTIVA Adaptado de Vega et al., 2001 Tasa Crecimiento por planta (g/d) Nº Granos por planta • N° estructuras reproductivas por planta • Capacidad de crecimiento de e.reproductivas Mejoras en la TC impactan en mayor o menor medida según la especie sobre el Rendimiento final Adaptado de Cárcova et al., 2003b para Maíz, y Fisher (1985) para trigo relativo al máximo En Soja (S), Girasol (G), Trigo (T) y Maíz (M) 15 ¿Es importante lograr altas TCC? ¿Componente numérico asociado? NG A los fines de lograr altos rendimientos, ¿En qué momento del ciclo la TCC debiera ser máxima? Estadios Reproductivos Según spp Propio para cada especie o cultivo Estadios Vegetativos PERIODO CRITICO PARA LA “construcción” DEL RENDIMIENTO Estadíos fenologicos Días con estrés lumínico en Soja Extraído de Nakayama, 1980. Rev. Facultad de Agronomía 1, 97-107. ¿Es suficiente con que las condiciones de crecimiento sea óptimas sólo durante el Periodo Crítico? El rendimiento se define desde la siembra. PC, momento de mayor susceptibilidad a factores adversos, con escasas posibilidades de recuperación 17 ¿Factores que modifican la disponibilidad del recurso? •Latitud • Época del año • Orientación de parcelas, inclinación o pendiente (en pequeñas escalas de producción) RENDIMIENTO = Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP 18 RENDIMIENTO = Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP ¿Posibilidad de “mejorarla”? Practicas de manejo… FECHA DE SIEMBRA En base al conocimiento de la región de producción y sus características edafo-climáticas, podemos hacer coincidir el Periodo crítico del cultivo, con épocas mas benignas desde el punto de vista ambiental: Tº, Radiación, Precipitaciones Condiciones que contribuyan a lograr máximas TCC IA F Días desde emergencia Fig. 1. Índice de área foliar (IAF) en el tiempo en maíz para diferentes niveles de nitrógeno. N0: 1,97; N1: 4,85; N2: 24,22 g/maceta Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP N° de hojas emergidas Á re a f o lia r p o r p la n ta [ c m 2 ] Fig. 2. Relación entre el área foliar por planta y el número de hojas emergida. N0: 1,97; N1: 4,85; N2: 24,22 g/maceta Extraído y adaptado de Uhart y Andrade, 1995. Crop Sci 35, 1376-1383 ¿Variables Vinculadas? C. FISIOLÓGICOS Derivados AF, NH IAF RENDIMIENTO = Días desde emergencia R F A i n te rc e p ta d a [ % ] Fig. 3. Radiación fotosintéticamente activa (RFA) interceptada en función de los días desde emergencia. N0: 1,97; N1: 4,85; N2: 24,22 g/maceta RFA interceptada acumulada [MJ/m2] B io m a s a a é re a t o ta l [g /m 2 ] RENDIMIENTO = Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP C. FISIOLÓGICOS Extraído y adaptado de Uhart y Andrade, 1995. Crop Sci 35, 1376-1383 Fig. 4. Relación entre biomasa aérea total y RFA acumulada para los distintos niveles de nitrógeno, b=pendiente de la relación lineal. ∆y ∆x PENDIENTE ¿Forma de observar EFICIENCIAS? Biomasa Unidad de recurso N ° g ra n o s /m 2 TCC [g/m2.d] Tabla 1. Radiación fotosintéticamente activa (RFA) interceptada, eficiencia en el uso de la radiación (EUR), tasa de crecimiento del cultivo (TCC), tasa de crecimiento de la espiga (TCE) y rendimiento para los 3 niveles de nitrógeno. E.E: Error estándar RENDIMIENTO = Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP C. FISIOLÓGICOS Derivados C. FISIOLÓGICOS Figura 5. Relación entre el número de granos y la tasa de crecimiento del cultivo (TCC) en floración en maíz.E.Fot TAN T.Resp gs Re CCI AF etc. RENDIMIENTO = Radiación incidente * E. interc * E. conversión * EP Competencia por los asimilados disponibles Color negro indica presencia de C que llegó desde otra hoja. A medida que la hoja crece, exporta mas asimilados. IMPORTACION EXPORTACION FUENTE DESTINO • Órganos Reproductivos vs Órganos Vegetativos • Parte aérea vs parte subterránea • Órganos apicales vs Órganos Laterales (dominancia apical) • Flores y frutos pequeños: malos competidores frente a escasez de asimilados, • Partición de Biomasa • Distribución de Asimilados Cargade azúcares a Elementos Cribosos RELACIÓN FUENTE-DESTINO FUENTE Tejidos capaces de producir y/o exportar fotoasimilados: Hojas, Tallos, todo órgano fotosintetizante Descarga de azucares FLOEMA DESTINO Órganos donde los asimilados son consumidos o transformados y almacenados: Todos los órganos en crecimiento (pueden o no ser fotosintetizantes), y órganos de almacenamiento de reservas Apices de crecim y Hojas inmaduras Raíces Porción apical Porción basal Hoja/tallo de un fitomero Frutos del mismo fitómetro Eficiencia de Partición Tanto el número de frutos como el peso de los mismos depende de los niveles de fotoasimilados disponibles, en el PERIODO CRITICO de definición del rendimiento Manipulación de Destinos en Soja % F ru to s c u a ja d o s Influencia de la presencia de hojas en el porcentaje de flores y frutos que permanecen en el árbol. Valores para la mandarina Satsuma cv. ‘Clausellina’. Fuente: Mehouachi et al. 1995. RELACIÓN FUENTE-DESTINOEficiencia de Partición 25 BIOMASA GENERADA IC (partición) RENDIMIENTO RFA inc Ei Ecx xLatitud Época del año N° hojas Expansión IAF DAF TAN Metabolism. Fotos. Costo energético. TIEMPO (desarrollo) TCC (crecimiento) x NG PGx Fotop T° Vernaliz. PC BIBLIOGRAFÍA • Agustí, M., Martínez-Fuentes, A., Mesejo, C., Juan, M., Almela, V., 2003. Cuajado y desarrollo de los frutos cítricos. Generalitat Valenciana. Conselleria d'Agricultura, Pesca i Alimentació. • Anaya Tacuba, J.D., 2017. Cambios en el peso de grano afectados por la manipulación fuente-demanda en variedades de avena (avena sativa l.) Para valles altos. Universidad Autónoma del Estado de México. • Cárcova, J., Abeledo, G., López Pereira, M., Satorre, E., 2003a. Análisis de la generación del rendimiento: crecimiento, partición y componentes. En Producción de Granos. Bases funcionales para su manejo. 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