Download disertaciones por sesiones - II Workshop Internacional de

DISERTACIONES POR SESIONES
Sesión I:
Identificación de atributos
ecofisiológicos para aumentar el
rendimiento potencial
AUMENTOS EN EL NÚMERO GRANOS EN SOJA ALTERANDO
EL DESARROLLO FENOLÓGICO
Adriana Kantolic 1., M. Nico1, P. Giménez1, D. Miralles12 y G. Slafer3
1
Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Argentina, 2 CONICET,
Argentina, 3ICREA-Universidad de Lleida, España.
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El rendimiento de soja está principalmente asociado con el número de vainas y
granos y al crecimiento del cultivo durante el período en el que estos órganos se
producen y se fijan en las plantas. Puesto que la soja presenta respuesta fotoperiódica
incluso después de floración, nuestro grupo ha explorado la posibilidad de alterar el
desarrollo para incrementar el número de granos. En efecto, la exposición a días
largos aumentó la duración de las fases posteriores a floración y el número de granos
logrados por unidad de superficie. Una mayor duración de estas fases permitió que el
crecimiento acumulado fuese mayor, logrando efectos finales equivalentes a los que
se logran cuando se incrementa el flujo diario de asimilados durante un período más
breve. Fotoperíodos largos promovieron la formación de más nudos y extendieron los
períodos de aparición de flores y formación de vainas, aumentando la producción de
granos potenciales. Simultáneamente, retrasaron el inicio de la partición hacia órganos
reproductivos, al demorar los comienzos de elongación de vainas y de crecimiento
activo de granos. Estas respuestas parecen estar asociadas a una menor interferencia
entre los órganos formados que facilitó su supervivencia. Los efectos promotores del
número de granos no fueron contrabalanceados por disminuciones en el peso, por lo
que el rendimiento se incrementó. Si bien estos últimos resultados fueron más
consistentes en fechas tempranas, la duración de post-floración fue un carácter
positivamente relacionado con el rendimiento en siembras tardías; más aún, cultivares
simulados con una mayor sensibilidad fotoperiódica durante post-floración resultaron
ventajosos en escenarios ambientales contrastantes. Mediante la utilización de líneas
casi-isogénicas para los genes de madurez, se han identificado combinaciones
alélicas asociadas a una mayor sensibilidad fotoperiódica en post-floración, lo que
permite investigar el control genético de estas respuestas.
FERTILIDAD DE LA ESPIGA: SU IMPORTANCIA EN LA DETERMINACIÓN DEL
RENDIMIENTO DE TRIGO
Abbate P.E.1
1
Unidad Integrada Balcarce (Facultad de Ciencias Agrarias, UNMDP - EEA INTA
Balcarce), Balcarce, Argentina; 2 CONICET.
[email protected]
Las diferencias de rendimiento entre cultivares (cvs) pueden analizarse como el
producto entre el número de granos m-2 (NG) y el peso seco por grano (PG). Fischer
(1984) propuso considerar al NG como el producto entre (1) el peso seco de las
espigas (descontado el peso del grano) al inicio del llenado de los granos (PSE), i.e.
un índice de la disponibilidad de hidratos de carbono para generar granos, y (2) el
número de granos por unidad de PSE, i.e. un índice de fertilidad de las espigas (FE). A
su vez, el PSE puede considerarse como el producto entre: (3) la tasa de crecimiento
del cultivo (TCC) durante el período en el cual crecen las espigas (PCE), (4) la
partición del peso seco a espigas durante el PCE (PE), y (5) la duración del PCE
(DPCE). Simbólicamente NG = FE x DPCE x PE x TCC. Un aumento en cualquiera de
esos componentes permitiría lograr cvs con mayor NG. Se ha demostrado que es
posible medir la FE con una pequeña muestras de espigas a madurez. Varios trabajo
han encontrado variación en la FE entre cvs. Por otra parte, a través de 15
experimentos conducidos en Azul, Balcarce, Bordenave, Córdoba, Miramar,
Pergamino, Reconquista y Grignon (Francia), con 3-4 cvs en común, se encontró que
la FE presentó baja interacción cultivar x ambiente. Al analizar 17 experimentos en los
que se comparó (en promedio) 15 cvs, se encontró que el coeficiente de correlación
(R2), entre el NG y la FE a través de cvs fue 0.42 (promedio a través de
experimentos), mientras que el R2 entre el NG y la PSE fue solamente 0.11. Si bien en
varios experimentos hubo una relación negativa entre el FE y PG, no se encontró
ninguna situación en la que el rendimiento decaiga al aumentar la FE. Dado que la FE
(a) puede medirse en un gran volumen de cvs, (b) presenta una importante variabilidad
entre cvs, (c) el ordenamiento de los cultivares es estable entre ambientes y (d) está
asociada con el NG, es actualmente el componente más promisorio para continuar
aumentando el NG de los cvs de trigo.
DETERMINACIÓN DEL PESO DE GRANO EN MAÍZ.
Lucas Borrás
Facultad de Ciencias Agrarias, UNR y CONICET. Provincia de Santa Fe, Argentina.
[email protected]
Existen diversos aspectos que resultan importantes para entender la
determinación del peso de grano en maíz. En el seminario se discutirán avances
recientes en el entendimiento de la determinación del peso de grano potencial y final a
madurez fisiológica en el cultivo. Es crítico entender que el peso de grano potencial se
define alrededor de floración, momento durante el cual el número de granos se está
determinando también. La respuesta particular del peso de grano de maíz a cambios
en la cantidad de asimilados durante el llenado es también importante reconocerla. Se
discutirán algunos avances en cuestiones relacionadas a marcadores moleculares
para la búsqueda de genotipos con un patrón de llenado específico, y se harán
comparaciones con otros cultivos extensivos relevantes.
Sesión II:
Estrategias de mejoramiento para
restricciones bióticas y abióticas.
CARACTERES ECOFISIOLÓGICOS ASOCIADOS A LA TOLERANCIA
DE ALUMINIO EN TRIGO
Susana R. Valle, Dante Pinochet y Daniel F. Calderini
Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile
[email protected]
Los suelos ácidos (pH<5.5) representan aproximadamente la mitad de la
superficie arable del mundo limitando la productividad de los cultivos principalmente a
través de la toxicidad por aluminio y la baja disponibilidad de fósforo. En Chile, los
suelos ácidos de origen volcánico constituyen el 43% de la superficie arable donde la
toxicidad por aluminio se presenta principalmente en el horizonte superficial. El efecto
primario de dicha toxicidad es la restricción del crecimiento radical. Muchos trabajos
han evaluado el efecto del aluminio a nivel celular y molecular durante breves períodos
de tiempo pero muy pocos trabajos han estudiado los efectos del aluminio sobre la
fisiología de los cultivos en condiciones de campo. Por ello, el objetivo de este estudio
fue analizar las respuestas del rendimiento y sus bases fisiológicas en dos cultivares
de trigo contrastantes en su sensibilidad al aluminio (cv. Domo INIA: sensible y cv.
Dalcahue INIA: tolerante). Ambos cultivares fueron evaluados en un amplio rango de
concentraciones de aluminio en condiciones de campo. El rendimiento fue
significativamente (p<0,001) afectado por el aluminio en ambos cultivares pero con
menor sensibilidad en el caso del tolerante. A pesar de esas diferencias, una única
asociación (R2= 0,98; p<0,0001) se encontró entre el rendimiento y la biomasa aérea,
mientras que el índice de cosecha fue menos afectado. Las diferencias en la
producción de biomasa fueron explicadas por la intercepción de radiación (R 2= 0,93;
p<0,001). Por otra parte, la eficiencia en el uso de radiación fue menos sensible al
aluminio. La captura de nutrientes (N, P, K y Ca) por parte del cultivo también se vio
sensiblemente modificada por la presencia de aluminio pero con escasas variaciones
en sus concentraciones en los tejidos. La eficiencia de utilización de nutrientes y en
especial la eficiencia de absorción de nutrientes mostró claras diferencias entre los
cultivares. Al igual que la biomasa aérea, la biomasa de raíces fue afectada en ambos
cultivares por el aluminio aunque diferencialmente. A bajas concentraciones de
aluminio el cultivar tolerante mostró valores de biomasa de raíces similares al testigo.
Tanto la biomasa aérea (R2= 0,78; p<0,001) como el N (R2= 0,80; p<0,001), P (R2=
0,81; p<0,001), K (R2= 0,67; p<0,001) y Ca (R2= 0,66; p<0,001) absorbidos en los
órganos aéreos mostraron asociación positiva con la biomasa de raíces y también con
la densidad del largo de raíces.
CONTROL GENÉTICO DE ENFERMEDADES EN CEREALES DE INVIERNO
Ariel Julio Castro
Facultad de Agronomía, Universidad de la República, Paysandú, Uruguay.
[email protected]
Las enfermedades constituyen una de las limitantes en los cereales de
invierno, causando importantes pérdidas en rendimiento y calidad. El desarrollo de
cultivares con buen comportamiento sanitario es el mecanismo más económico y
apropiado desde el punto de vista ambiental para su control no solo por su efecto
directo sino por el aumento de la eficiencia en el uso de otras medidas
complementarias como el control químico. La planta puede reducir los daños por
enfermedad por tres mecanismos, todos con base genética: escape, tolerancia y
resistencia. En este trabajo nos concentraremos en el último. Los cultivos de invierno
en nuestra región son atacados por un conjunto de enfermedades de diferente tipo y
complejidad. Los fenotipos resistentes a su ataque constituyen un continuo, desde las
respuestas hipersensitivas propias de los sistemas con patógenos biótrofos, hasta
mecanismos que implican una modesta reducción en la tasa de desarrollo de la
enfermedad. Existen casos de resistencias de tipo cualitativo (una respuesta descrita
en términos de resistente vs. susceptible) generalmente asociadas a relaciones gen a
gen y más comunes en los biótrofos (p.e. royas y oidios), y casos de resistencias de
tipo cuantitativo (descrita en base al porcentaje de severidad) donde el alelo resistente
permite cierto desarrollo de síntomas bajo condiciones favorables para el desarrollo de
la enfermedad. Este último tipo de resistencia, de más difícil detección, se da en todos
los tipos de enfermedades y presenta la ventaja teórica de su mayor probabilidad de
ser durable. En la presente contribución analizamos los principales mecanismo
genéticos involucrados y discutimos las estrategias de detección y utilización de los
distintos factores de resistencia genética, utilizando ejemplos de enfermedades de
trigo y cebada de importancia en la región.
MEJORAMIENTO DE LA EFICIENCIA EN EL USO DEL NITROGENO EN MAIZ.
PLASTICIDAD FENOTÍPICA Y RELACIONES PADRE-PROGENIE.
D’Andrea, K.E.1*; Otegui, M.E1, 2; Cirilo, A.3 y Eyhérabide, G.H.3
1
FAUBA- CONICET, Av. San Martín 4453, (C1417DSE) CABA. 2IFEVA; 3INTA
Pergamino, Pergamino, Buenos Aires, Argentina.
[email protected].
La mayoría de la investigación en maíz (Zea mays L.) se centró en el
entendimiento de las diferencias en la determinación del rendimiento en grano (RG)
entre grupos genotípicos (i.e., líneas endocriadas y sus híbridos derivados) con énfasis
en el cálculo de la heterosis (i.e., efecto genético no aditivo) en una amplia gama de
condiciones ambientales. Al contrario, el avance en nuestra comprensión de la
heredabilidad en las relaciones padre-progenie (i.e., efecto genético aditivo) para los
determinantes fisiológicos y numéricos del RG ha sido pobre. Los objetivos de este
trabajo fueron analizar: (i) la distribución de frecuencias y la plasticidad fenotípica de
29 rasgos eco-fisiológicos en diferentes grupos genotípicos (6 líneas endocriadas y 12
híbridos) y ambientes (i.e., 3 años y 2 niveles de N), (ii) las relaciones padre-progenie
de estos rasgos, y las variaciones causadas por ambientes contrastantes, y (iii) los
efectos directos e indirectos de rasgos medidos en líneas sobre el RG de los híbridos.
El rango en la plasticidad fenotípica fue (i) similar para líneas e híbridos, (ii) mayor
para rasgos como RG y eficiencia en el uso del N (EUN), y (ii) menor para el tiempo a
floración y el peso de los granos. En general, el fenotipo de las líneas (26 rasgos) fue
un buen predictor del fenotipo de los híbridos, pero el análisis de los datos
normalizados demostró que (i) para 9 de los 26 rasgos (e.g., RG, número de los
granos) dicha predicción estuvo exclusivamente determinada por efectos ambientales,
y (ii) para el resto de los rasgos hubo un control genético verdadero. Se identificaron
12 atributos entre las líneas que permitirían el mejoramiento del RG de los híbridos
independientemente del ambiente considerado (r>0.26; P 0.02). Dos de estos rasgos
fueron particularmente importantes (tasa de crecimiento de la espiga y EUN), ya que
mostraron tanto un efecto directo positivo alto sobre el RG de los híbridos, así como
una correlación alta con otros rasgos que tenían un efecto indirecto alto sobre el RG
de los híbridos (e.g., índice de cosecha, partición a espiga). Curiosamente, las
relaciones padre-progenie verdaderas fueron altas (b> 0.5) para todos estos rasgos.
RESPUESTAS FISIOLÓGICAS Y BASES GENÉTICAS DE
LA TOLERANCIA A SEQUIA
Luis A. N. Aguirrezabal1,2
1
Laboratorio de Fisiología Vegetal, Unidad Integrada Balcarce (Facultad de Ciencias
Agrarias, Universidad Nacional de Mar del Plata- EEA INTA Balcarce) 2Consejo
Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina.
[email protected], [email protected]
La sequía es la mayor limitante del rendimiento de los cultivos. Los escenarios
más probables de cambio climático global sugieren un incremento en la frecuencia e
intensidad de sequías en numerosas zonas del planeta. La obtención de variedades
de los cultivos con mayor tolerancia a sequía es, por lo tanto, de gran importancia. Sin
embargo, la historia de la mejora racional de los cultivos por tolerancia a sequía
muestra escasos casos exitosos. Esto ha sido atribuido a diferentes causas, entre
otras a que la tolerancia a sequía es un carácter complejo gobernado por numerosos
genes, a que los cultivos pueden estar expuestos a numerosos y diferentes escenarios
de sequía, a la dificultad que presenta imponer escenarios de sequía repetibles y
medir las respuestas fisiológicas de los mismos en numerosos genotipos, etc. En esta
conferencia se presentan las estrategias principales actualmente aplicadas en el
mejoramiento genético para obtener mayor tolerancia de las plantas al déficit hídrico y
en la búsqueda de germoplasma mejor adaptado a sequía. Presentando resultados
propios y de la bibliografía se expone cómo herramientas y conocimientos
ecofisiológicos podrían colaborar con estas diferentes estrategias de mejoramiento, así
como en la obtención más rápida de variedades mejoradas, considerando en cada
caso las ventajas y limitaciones de los mismos.
Sesión III:
Aplicación de nuevas herramientas
para el mejoramiento de los cultivos.
El “fenotipado automático a alto caudal".
TECNOLOGÍAS DE FENOTIPIFICACIÓN AUTOMÁTICA EN ARGENTINA
Gustavo Pereyra Irujo
INTA-CONICET. Unidad Integrada Balcarce, Balcarce, Argentina.
[email protected]
A fin de garantizar una suficiente provisión de alimentos a la creciente
población mundial se requiere no sólo mantener sino aumentar la tasa a la cual el
mejoramiento genético ha venido incrementando el rendimiento potencial y la
tolerancia a estrés. El desarrollo de tecnologías de genotipado de alto rendimiento
(e.g., secuenciación automática de ADN) ha reducido drásticamente el costo por
genotipo, por lo que la medición de las características físicas de las plantas (el
fenotipo) se ha convertido en el cuello de botella para el avance en el mejoramiento de
los cultivos. Las plataformas de fenotipado de plantas son dispositivos diseñados
especialmente para automatizar la medición del fenotipo y en ciertos casos también
para cultivo de las plantas bajo ciertas condiciones (e.g., bajo estrés abiótico). Los
modelos disponibles en el mercado en la actualidad son producidos en países
desarrollados, con precios que son excesivos para muchos institutos de investigación
o empresas de semillas. El alto costo de estos dispositivos limita en la práctica la
aplicación de estas herramientas en el país y la región para el mejoramiento de
cultivos y la investigación agronómica. En este marco, es estratégico para el país
desarrollar y transferir tecnologías de fenotipificación de costo accesible. Estas
deberán ser aplicables a distintos caracteres, especies y ambientes, tanto controlados
(cámara de crecimiento, invernadero) como naturales (campo). La disponibilidad de
estas herramientas en los lugares donde estas son requeridas permitirá hacer más
eficiente el proceso de mejoramiento de los cultivos de interés para el país, así como
en otros países en vías de desarrollo. En la presentación se mostrarán los avances en
el desarrollo de tecnologías accesibles para el fenotipado automático o semiautomático de plantas en la Unidad Integrada Balcarce.
Sesión IV:
Eficiencia del uso de los recursos
COMPETENCIA SIMETRICA Y ASIMETRICA POR RECURSOS
EN EL CULTIVO DE MAIZ
Maddonni, G.A.1; Rossini, M.A.1,2; Razquín, C.J.3; Laserna1,4, M.P.; Wies, G.1;
Pagano, E.1; Vega, C.3; López, C.G.5; Otegui, M.E.1
1
FA-UBA/IFEVA-CONICET, Buenos Aires, Argentina; 2UNNOBA, Junín, Argentina;
3
UNCba-EEAINTAManfredi, Manfredi, Argentina; 4EEA-INTA Balcarce, Balcarce;
5
FCA-UNLZ, Lomas de Zamora, Argentina. Argentina;
[email protected]
Las plantas de un canopeo de maíz pueden presentar desde etapas tempranas
(estados vegetativos) diferencias en su crecimiento que repercuten en la habilidad
competitiva de las mismas por la captura de recursos aéreos (radiación) y edáficos
(agua, nutrientes) durante el período reproductivo temprano (encañazón) y tardío
(alrededor de floración femenina). En canopeos con plantas homogéneas en su
crecimiento inicial, hemos también evidenciado incrementos de variabilidad
poblacional, los cuales se asociaron a la calidad de luz (relación rojo/rojo lejano)
percibida por las plantas. Tanto los experimentos con plantas aisladas frente a filtros
de calidad de luz, como aquellos conducidos con líneas mutantes de los fitocromos B
en situación de cultivo, nos permitieron identificar el rol de estos foto-receptores en el
establecimiento de la variabilidad poblacional y su respuesta ante restricciones de la
cantidad de luz. Los estudios realizados con diferentes híbridos simples de maíz en
combinaciones de densidades de siembra, raleos, sombreos, fertilización y riego, nos
han permitido detectar la naturaleza asimétrica de la competencia por luz, N (i.e. ante
deficiencias de estos recursos las plantas más chicas presentaron un menor
crecimiento relativo que las más grandes) y agua (ante una disminución en la oferta de
agua, las plantas más grandes en las etapas vegetativa ven reducida durante la
encañazón su tasa de crecimiento relativa respecto a las más chicas). Sin embargo
existieron diferencias genotípicas en estos patrones. En alta densidad de siembra con
alta oferta de N, algunos híbridos muy foliosos presentaron plantas con altas biomasas
al final del período reproductivo temprano pero bajo crecimiento durante el tardío
(asimetría), incrementando la proporción de plantas estériles. Otros híbridos
presentaron en las etapas reproductivas simetría en la competencia por luz (i.e.
tamaño dependencia de sus tasas) independientemente de la densidad y la oferta N.
Estudios de la variabilidad genética con marcadores SNP bialélicos a lo largo del
genoma, permiten detectar diferencias genotípicas entre plantas de un híbrido que
podrían asociarse a diferencias de la variabilidad fenotípica poblacional.
RESOURCE USE EFFICIENCY OF WHEAT AND BARLEY UNDER A WIDE RANGE
OF NITROGEN AND WATER AVAILABILITIES
IN MEDITERRANEAN ENVIRONMENTS
C. Mariano Cossania, Gustavo A. Slaferbc and Roxana Savinb
a
International Maize and Wheat Improvement Center, CIMMYT, INT, Global Wheat
Program, DF, Mexico. b Department of Crop and Forest Sciences, University of Lleida, ,
Spain. cICREA (Catalonian Institution for Research and Advanced Studies), Spain
[email protected]
Wheat and barley are the main crops in Mediterranean environments, and their
yields are variable in response to the erratic rainfall patterns. The degree of variability
influences farmers’ decision about crops choice and input levels, producing barley
monoculture in the most limiting environments. The comparison of wheat and barley
performance in terms of productivity and resource use efficiency, under contrasting
water and N availabilities, is relevant to provide evidences to support/reject the
generalized assumption of barleys’ superiority over wheat in Mediterranean areas.
Data reviewed from the literature and collected in specific experiments were analyzed
to provide such evidences. The experimental site was in Agramunt, Catalonia, NorthEastern Spain. Experiments were set combining the most commonly cultivated wheat
and barley in the area, with a wide range of water and N availabilities in farmers’ fields.
Experimental data consisted in yield, main yield components, resource capture and the
resource use efficiency for all species. Yield ranged from 0.8 to 10 Mg ha-1. At the
lowest-yielding environments, wheat (bread or durum) and barley did not differ
significantly. Yield decreased with the magnitude of water or N stress. Water use
explained approximately 50% of the variability observed in yield. Moreover,
disregarding the source of variation (experiment, N levels and species), yield was
related to N uptake (R2 = 0.67, P < 0.001). Water (WUE) and N use efficiencies (NUE)
varied widely across years for wheat and barley depending on the N and water
availabilities. Across all experiments, there was no clear advantage of barley over
bread or durum wheat under the most stressful conditions. For the case of N uptake,
and NUE, differences between wheat and barley were even less clear than for WUE.
In conclusion, the preference of barley over wheat under severe stress
conditions characteristics of the Mediterranean region does not seem empirically
justified. The data from both the experimental conditions explored and from the metaanalysis done do not support the supposedly universal better performance of barley
under low yielding conditions in terms of yield, resource capture or resource use
efficiency.
ANALISIS DE LA BRECHA ENTRE EL RENDIMIENTO ALCANZABLE
Y EL POTENCIAL EN MAÍZ
Juan Pablo Monzon1, F. Aramburu1, F. Andrade1, P. Grassini2, J. Mercau3, E.
Jobbagy3, M. Taboada45, A. Hall5. 1Universidad de Mar del Plata/INTA/CONICET),2
Universidad de Nebraska, Estados Unidos, 3Grupo de Estudios Ambientales
(CONICET/UNSL), 4INTA, 5Universidad de Buenos Aires.
[email protected]
La aproximación usada en el proyecto consiste en la selección de un determinado
número de localidades, para las cuales se estima el rendimiento potencial utilizando
modelos de simulación de cultivo. Las simulaciones están basadas en datos locales de
clima, suelo y manejo de cultivo. La brecha de rendimiento se calcula como la
diferencia entre el rendimiento potencial simulado y el rendimiento logrado por los
productores. La estimación de rendimiento potencial y brecha se realiza primero a
nivel de localidad y luego se extrapola a nivel de región y país. Para la región central,
se estimaron rendimientos altos y estables (alrededor de 12.5 t ha-1 con coeficientes
de variación del orden del 15-20%), mientras que los rendimientos más bajos y
variables correspondieron al sudeste de la provincia de Buenos Aires (7.7 t ha-1 con
coeficiente de variación de 36%). La magnitud de la brecha de rendimiento fue mayor
en las regiones productoras del norte argentino donde el rendimiento logrado
representa menos de la mitad del rendimiento potencial. A nivel país, el rendimiento
potencial que se simuló para maíz en secano fue de 12 t ha-1. Basado en el
rendimiento logrado de 6.5 t ha-1 de las últimas 7 campañas, la brecha de rendimiento
es de 5.5 t ha-1. Esto equivale a decir que el rendimiento promedio de maíz logrado por
productores argentinos equivale a 55% del valor potencial. Asumiendo que se lograse
el 80% del rendimiento potencial, se puede inferir que Argentina podría aumentar su
producción en 9 millones de toneladas, sin expandir el área sembrada con maíz.
MANEJO DEL NITRÓGENO PARA AUMENTAR EL RENDIMIENTO Y LA CALIDAD
EN BRASIL
Christian Bredemeier
Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto
Alegre – RS, Brasil.
[email protected].
En muchos sistemas de producción, la disponibilidad de nitrógeno es casi
siempre un factor limitante influenciando el crecimiento de la planta más que otro
nutriente cualquiera. Con esa importancia y la gran movilidad en el suelo, el nitrógeno
ha sido intensamente estudiado, con el objetivo de maximizar la eficiencia de su
utilización. Para tanto, se ha buscado disminuir las pérdidas del nitrógeno en el suelo,
así como mejorar la absorción y la metabolización de N en el interior de la planta. La
eficiencia de la utilización del nitrógeno añadido al suelo se refiere al grado de
recuperación de ese elemento por las plantas, considerando las pérdidas que
generalmente ocurren. Normalmente, menos del 50% del nitrógeno aplicado bajo la
forma de fertilizante es utilizado por las culturas. Las pérdidas en el suelo son debido a
los incontables procesos a los cuales el nitrógeno está sujeto. El nitrógeno es perdido
principalmente por la lixiviación de nitrato, volatilización de amonio y emisión de N 2,
N2O y otros óxidos de nitrógeno. En la región sur de Brasil, la media de productividad
en la cultura de trigo es de aproximadamente 2.200 kg ha -1, cuando considerados los
datos de los años de 2000 hasta 2010. En áreas experimentales, sin embargo, han
sido verificadas productividades de trigo superiores a 6.000 kg ha-1. En la cultura de
maíz, la media de productividad es de aproximadamente 4.000 kg/ha, mientras han
sido observadas productividades superiores a 17.000 kg ha -1 en áreas de
investigación. Por lo tanto, hay una gran diferencia entre el potencial de rendimiento de
maíz y trigo y el rendimiento obtenido en cultivos comerciales. Una serie de factores,
como la mejoría del manejo de la cultura en el que se refiere a la aplicación de la
fertilización nitrogenada, ha contribuido para el aumento de las productividades
registradas en los experimentos. La productividad media obtenida actualmente en
campos comerciales de cereales de estación fría y cereales de verano en la región sur
de Brasil está muy por debajo de su potencial, una vez que no es técnicamente
posible, ni económicamente viable, remover todos los factores limitantes al desarrollo
de estas culturas, tales como el suministro de dosis óptimas de fertilizantes,
competición con plantas dañinas y daños causados por la ocurrencia de plagas y
molestias. Consecuentemente, la interacción entre condiciones meteorológicas y
manejo resulta en variaciones, de año para año, en el potencial de productividad de
granos y en la necesidad de nitrógeno por los cultivos. El nitrógeno constituye en el
macroelemento más limitante en la productividad de las culturas de trigo y cebada,
visto que ejerce fuerte influencia en el número de macollos emitidos por la planta y, en
consecuencia, el número de espigas producidas por planta y por unidad de área. En la
cultura de maíz, el nitrógeno ejerce influencia en el número de granos producidos por
espiga y en el peso de granos. En trigo, cebada y maíz, la definición del potencial
productivo es dependiente del empleo correcto de las prácticas culturales. Entre estas,
se destacan la dosis y la época de aplicación de nitrógeno. En el sur de Brasil, trabajos
de investigación en trigo, avena e cebada definieron el momento de emisión de la
sexta hoja del tallo principal (planta con cinco hojas completamente expandidas) cómo
siendo el momento ideal para aplicación de nitrógeno en cobertura en estas culturas.
El N aplicado en este momento posibilita mayor sincronismo de desarrollo entre el tallo
principal y los macollos, reduciendo la mortalidad de estos y consolidando mayor
número de tallos y, consecuentemente, mayor número de espigas por área y mayor
número de granos por espiga en el momento de la cosecha. En este momento, el
nitrógeno es utilizado para mantenimiento de la sincronía de desarrollo entre macollos
y tallo principal, hecho este que es fundamental para la supervivencia de los macollos
formados y para aumentar la cantidad de espigas producidas por área. Al término del
período de macollaje y inicio de la elongación de los entrenudos, prójimo al estadio de
ocho hojas expandidas, el N aplicado irá a contribuir para la supervivencia de los
macollos, para el aumento de los niveles de clorofila en las hojas y para desarrollo de
los órganos vegetativos (biomasa de la parte aérea). En el estadio de 5-6 hojas
expandidas, los componentes del rendimiento de granos de la cultura del trigo aún no
fueron definidos. Así, el número de espigas por unidad de área y el número de granos
por espiga pueden ser fuertemente influenciados por la aplicación de N en cobertura
en el estadio de 5-6 hojas, con miras a que, en este momento, las plantas aún están
emitiendo macollos y empezando la diferenciación de las estructuras reproductivas en
la inflorescencia. Con la aplicación de dosis conducentes con las reales necesidades
de la cultura, se puede permitir que haya mayor supervivencia de estos macollos, así
como mayor número de granos en la espiga, definido a través de la diferenciación de
las espiguillas a partir de este periodo.
Las recomendaciones de dosis de fertilización nitrogenada son
tradicionalmente realizadas en la presiembra de la cultura, donde se consideran
criterios como el contenido de materia orgánica del suelo y el rendimiento de granos
esperado, no llevándose en consideración otros factores que influencian la
disponibilidad de nitrógeno en el suelo, ni las condiciones meteorológicas ocurridas
durante el periodo inicial de desarrollo de las plantas. Esta situación es aún más
dramática en regiones subtropicales de producción caracterizadas por la ocurrencia de
grandes volúmenes de precipitación durante la estación de crecimiento de los cereales
de estación fría, a ejemplo de la región sur de Brasil. La elevada precipitación
incrementa la pérdida de N del sistema suelo-planta, haciendo lo manejo de este
nutriente todavía más complicado.
Para los cereales de estación fría y para la cultura de maíz en la región sur de
Brasil, la recomendación de la cantidad de fertilizante nitrogenado a ser aplicado es
basada en el contenido de materia orgánica del suelo, en la cultura antecesora y en la
expectativa de rendimiento de granos de la cultura (potencial productivo). Estos
indicadores son poco precisos, sin embargo vienen siendo utilizados al largo de los
años en las más diversas culturas, debido a la facilidad de la recomendación por estos
parámetros y a la amplia difusión entre los profesionales del área de asistencia técnica
y extensión rural. A pesar de existir otras formas de determinarse las cantidades de N
a ser aplicadas, por el análisis de variables de suelo y planta, estas muchas veces no
son adoptadas, debido a otros factores que son limitantes a su empleo para subsidiar
la recomendación de fertilización nitrogenada en cobertura.
La forma como se recomienda la fertilización nitrogenada es simple y de fácil
determinación, sin embargo incompleta, ya que la disponibilidad de N mineral en el
suelo (nitrato y amonio) es función de factores edafoclimáticos y del contenido medio
de materia orgánica del suelo en cada área. Otro factor que es variable y no se puede
controlar en el manejo de la cultura es la presencia de residuos de la cultura
antecesora, los cuales, en muchas situaciones, están distribuidos no uniformemente al
largo de un área. Estos irán a afectar directamente la cantidad de N disponible y el
desarrollo inicial de las plantas de la cultura en sucesión, en el caso los cereales de
estación fría, y, consecuentemente, las dosis de nitrógeno necesarias para obtención
de elevadas productividades.
Las recomendaciones de fertilización nitrogenada, basadas en el contenido de
materia orgánica, tuvieron inicio en Brasil a la mitad de la década de los 60, con base
en resultados de investigación obtenidos con las culturas de mayor interés, como
arroz, trigo y maíz. Sin embargo, la utilización del contenido de materia orgánica como
índice único de disponibilidad de nitrógeno para las culturas no es recomendada, pues,
a pesar de ser la materia orgánica una importante fuente de N para las plantas, es
necesario que este elemento sea liberado bajo formas minerales para que pueda ser
absorbido por las plantas. La recomendación de la fertilización nitrogenada que no
tenga base precisa de las necesidades de la planta y del suministro de N por el suelo
lleva a problemas relacionados a la sobre o subfertilización.
Estudios de variables de planta y de suelo que indiquen la necesidad de N por
la planta y posibiliten la predicción de las dosis a ser aplicadas han sido conducidos en
Brasil en las culturas de trigo, cebada y maíz. Las variables de planta utilizadas fueron
contenido de nitrógeno foliar, rendimiento de masa seca de la parte aérea y patrón de
macollaje (desarrollo foliar de la comunidad de plantas y número de macollos por
área). El potencial de mineralización de N y los contenidos de amonio y nitrato del
suelo han sido las principales variables de suelo evaluadas.
Además de la productividad, la fertilización de nitrógeno se considera el
principal factor que influye en la acumulación y composición de proteínas de
almacenamiento, así como la calidad tecnológica de granos de trigo, o que afecta la
destinación de trigo como materia prima para ciertos productos y su calidad para la
producción de pan y otros productos alimenticios. Por lo tanto, se están realizando
estudios para determinar el efecto de diferentes dosis de N y diferentes tiempos de
aplicación de este nutriente en la cobertura como una práctica que permite la mejora
de la calidad del grano de trigo para panificación, siendo que los parámetros
evaluados son fuerza panadera, tenacidad y extensibilidad de la masa, índice de caída
y contenido de proteína.
Sesión V:
Factores ambientales y de manejo que
determinan la calidad de los granos
¿QUE DETERMINA LA CALIDAD EN LOS DISTINTOS CULTIVOS DE GRANOS?
Roxana Savin1, Deborah P. Rondanini2
1
Department of Crop and Forest Sciences and AGROTECNIO (Center for Research in
Agrotechnology), University of Lleida, España. 2Facultad de Agronomía, Universidad
de Buenos Aires y CONICET, Argentina,
[email protected]
La calidad de granos comprende un grupo de características que determinan
colectivamente la aptitud de los granos cosechados para un uso final en particular. Es
un concepto dinámico que varía de acuerdo a nuevos usos, normas o procesos de
industrialización que se van desarrollando. Los tres factores que determinan la
composición final de los granos, y por ende su uso, son el genotipo, el ambiente y su
interacción. Algunos atributos de calidad se encuentran influenciados en menor
medida por el ambiente que por el genotipo y por ende tienen alta heredabilidad. Por
ejemplo, el perfil de ácidos grasos, perfil de proteínas, contenido de beta-glucanos. El
avance en el conocimiento adquirido en los últimos años ha sido extraordinario con
respecto a las herramientas moleculares desarrolladas para un número de genes y
QTLs que se encuentran involucrados en atributos cualitativos y poligénicos de los
granos que han sido identificados y mapeados en diversos cultivos. En cuanto al
ambiente durante el llenado de los granos, importantes avances en el conocimiento se
han realizado en relación al efecto de las altas temperaturas sobre la estructura y
tamaño de los granos, la síntesis y deposición de almidón, proteínas y lípidos, y en
menor medida estudios en relación al estrés hídrico y la disponibilidad de nitrógeno.
Pocos trabajos han examinado las interacciones entre estos factores y los diferentes
atributos de calidad de los granos. Como los atributos de calidad son complejos,
contar con modelos funcionales que permitan predecir el efecto de una determinada
práctica de manejo (en un contexto climático/edáfico determinado) sobre la calidad
sería muy valioso. Para poder construir estos modelos funcionales es imprescindible
aumentar los conocimientos sobre la fisiología de la síntesis de los distintos
componentes de los granos. En esta presentación discutiremos los avances sobre los
efectos de temperatura, agua y nitrógeno sobre la síntesis de lípidos, almidón y
proteínas.
CAMBIOS EN EL CONTENIDO Y COMPOSICIÓN DEL ACEITE EN COLZA
(Brassica napus L.) EN RESPUESTA A LA TEMPERATURA Y LA RADIACIÓN
POST-FLORACIÓN
Rondanini DP1,2, Vilariño MP1, Gómez NV1 y Miralles DJ1,2. 1Facultad de Agronomía,
UBA. 2CONICET. Buenos Aires, Argentina.
[email protected]
Colza es la tercera oleaginosa mundial con excelente calidad de grano para
uso alimenticio e industrial por su concentración de aceite, proteína y perfil de ácidos
grasos. Genotipos invernales y primaverales en diferentes fechas de siembra exponen
al cultivo a ambientes diversos, especialmente durante el periodo crítico post-floración,
donde se determina el rendimiento y calidad del grano. Variaciones en radiación y
temperatura, breves o crónicas, solas o combinadas, en post-floración podrían explicar
la inestabilidad del rinde y la calidad lograda. Se realizaron 6 ensayos en parcelas
experimentales entre 2008-2012 en FAUBA para estudiar: i) los efectos de la
temperatura media post floración, ii) el estrés lumínico (sombreo) y térmico (máxima
diaria>30ºC), iii) sub-períodos de mayor sensibilidad y iv) la naturaleza de la
combinación de estreses, en genotipos comerciales de colza. La temperatura media
redujo el rinde en aceite, afectando el número y peso de granos y la relación
aceite/proteína. Sombreos tempranos y tardíos tuvieron similar sensibilidad,
prolongando el período crítico hasta 45 días post-floración (730ºCd con tbase=0) para
colza primaveral. Estreses combinados mostraron naturaleza aditiva sobre el
rendimiento en aceite. En contraste, el perfil de ácidos grasos fue muy poco afectado
por la temperatura media (14-22ºC), la radiación interceptada acumulada (200-900
MJm-2) y la temperatura máxima (>30ºC). Para el conjunto de datos hubo una relación
curvilínea positiva entre rinde y concentración de aceite. Concluimos que es posible
obtener alto rinde en aceite evitando ciclos largos que ubican el período post-floración
en alta temperatura. La calidad del aceite es remarcablemente estable ante
variaciones ambientales. Primaveras nubladas, solas o combinadas con breves
períodos de estrés térmico, esperable en escenarios de cambio climático,
exacerbarían la inestabilidad del rinde en aceite, requiriendo genotipos y estrategias
de manejo para mitigar el estrés.
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA CALIDAD DE ACEITE DE GIRASOL
Izquierdo, N.G
Unidad Integrada Balcarce (Universidad Nacional de Mar del Plata, Facultad de
Ciencias Agrarias - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria), Balcarce,
Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
Balcarce, Buenos Aires, Argentina.
[email protected]
La genética y la temperatura durante el llenado de granos son los principales
factores que regulan la síntesis de los constituyentes del aceite de girasol y por ende
su calidad. Existen genotipos con distinta composición acídica potencial como los
tradicionales, alto oleico, medio oleico, alto esteárico-alto oleico, entre otros, pudiendo
producir así aceites con distintas propiedades para la industria. La temperatura
nocturna aumenta la relación oleico/linoleico y no modifica o reduce levemente la
concentración de ácidos grasos saturados. La magnitud del cambio depende del
genotipo, siendo los tradicionales los más variables. Los alto oleico con la mutación
Pervenets poseen mayor estabilidad que los anteriores, y ésta es conservada en
genotipos con otras mutaciones como los alto esteárico-alto oleico. Esa estabilidad se
observa también en otros ácidos grasos. Así, los genotipos alto esteárico-alto oleico
reducen menos su concentración de ácido esteárico al aumentar la temperatura que
genotipos alto esteárico sin la mutación Pervenets. Recientemente se ha reportado
una nueva mutación alto oleico con una estabilidad en composición acídica aún mayor
que la Pervenets. Genotipos tan estables podrían ser sembrados en un amplio rango
de ambientes sin la incertidumbre de la composición acídica y sin efectos negativos
sobre el rendimiento del cultivo. El efecto de la temperatura es aditivo al efecto de la
radiación solar interceptada, por lo que altas temperaturas y altos niveles de
intercepción maximizan la concentración de ácido oleico. Otro parámetro de calidad es
la cantidad de antioxidantes. Una alta relación tocoferoles/linoleico es indicativa de
aceites estables con alta capacidad antioxidante. La temperatura podrá afectar esta
relación por dos vías: aumentando la concentración de tocoferoles (indirectamente al
reducir la cantidad de aceite por grano) y/o disminuyendo la concentración de ácido
linoleico (por efecto sobre la relación oleico/linoleico). Conociendo estos efectos es
posible actualmente estimar con bastante precisión la calidad del aceite de acuerdo al
ambiente del cultivo y el genotipo. Deberíamos avanzar en el estudio del efecto de la
temperatura sobre otros determinantes de la calidad y su interacción con otros factores
como por ejemplo la disponibilidad hídrica.
LA ADQUISICION DE LA CAPACIDAD GERMINATIVA Y EL MANTENIMIENTO DE
LA VIABILIDAD DURANTE EL ALMACENAJE EN CEBADA PARA MALTA:
ASPECTOS ECOFISIOLOGICOS E IMPLICANCIAS PARA EL MANEJO
EN PRE- Y POST-COSECHA
Roberto L. Benech-Arnold
IFEVA-Cátedra de Cultivos Industriales. Facultad de Agronomía. CONICET/UBA
[email protected]
La capacidad germinativa es uno de los atributos de calidad del grano de
cebada considerando que su industrialización (malteado) requiere de la germinación.
Como otros aspectos de la calidad, la dinámica de salida de la dormición y, en
consecuencia, la adquisición en el tiempo de la capacidad germinativa, se determina
en un momento preciso durante el llenado de los granos y es propia de cada genotipo.
Sin embargo, el ambiente prevaleciente en el momento de su determinación tiene
peso en su modulación. Así, la temperatura durante una ventana precisamente
ubicada en el período de llenado, explica la velocidad de salida de la dormición de los
granos después de MF; la cuantificación de este efecto ha permitido generar modelos
que predicen el comportamiento germinativo de los granos antes y después de la
cosecha, lo que facilita la toma de decisiones de manejo. De esta manera, si se
predice que los granos habrán perdido la dormición antes de la cosecha, se puede
decidir, en caso de existir un pronóstico de lluvias, la cosecha anticipada del cultivo
para no exponerlo a sufrir daño por pre-germinado/brotado. El mantenimiento de la
viabilidad de los granos durante el almacenaje es de suma importancia para la
maltería ya que, por razones operativas, algunos lotes son industrializados varios
meses después de la cosecha. La ecuación de viabilidad propuesta por Ellis y Roberts
describe con fidelidad los cambios en la viabilidad en función del tiempo considerando
como datos la temperatura y humedad de almacenamiento. La dificultad para utilizar
esta ecuación a escala industrial reside en que uno de sus parámetros, la longevidad
potencial (Ki), es de difícil obtención. El hallazgo de una relación lineal y positiva entre
este parámetro y el rutinariamente determinado por la industria maltera, Falling
Number, permite la extensión del uso de la ecuación de viabilidad para el diseño de
programas de manejo post-cosecha que apunten a maximizar la longevidad de los
lotes de cebada.
FUSARIUM GRAMINEARUM Y DEOXINIVALENOL EN ESPIGAS DE TRIGO,
GRANOS Y SUBPRODUCTOS: EFECTO SOBRE LA CALIDAD E INOCUIDAD
Juan M. Palazzini1, V. Fumero1, G. Barros1, M. Cuniberti2, S. N. Chulze1
1
Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto, Argentina-CONICET.
Nacional de Tecnología Agropecuaria, Marcos Juárez, Argentina
[email protected]
2
Instituto
Fusarium graminearum sensu stricto es el principal agente causal de la
fusariosis de la espiga de trigo (FET) en Argentina. Durante la campaña 2012/13
ocurrió una epidemia de fusariosis en trigo. Los objetivos del presente estudio fueron: correlacionar los niveles de ADN de F. graminearum con la severidad observada en
las espigas a nivel de campo; - evaluar el potencial inóculo de F. graminearum en
rastrojos de trigo en un año normal y en un año de fusariosis por qPCR; - determinar
los niveles de deoxinivalenol (DON) en muestras de grano y harina recolectadas en
dos zonas trigueras de Argentina; - correlacionar los niveles de F. graminearum y los
niveles de la micotoxina; - evaluar el efecto de la FET sobre la calidad del trigo y los
subproductos. En espigas se observó una buena correlación entre la severidad y los
niveles de ADN de F. graminearum. Se observó un alto potencial inoculo en rastrojos
de trigo mediante qPCR durante un año epidémico en comparación con un año no
epidémico. De un total de 69 muestras de trigo analizadas, 56 (81 %) mostraron
niveles de DON entre 0,4 y 8,5 ppm, con una media de 2,4 ppm. Las muestras de
grano contaminadas fueron separadas en grupos y de cada grupo se seleccionaron
muestras de harina para evaluar el contenido de DON. En algunas muestras de harina
se observó una reducción de aproximadamente el 50 % en los niveles de DON en
comparación con la misma muestra de grano. Los parámetros de calidad del trigo y
harina también fueron afectados.