Download Curso CYTED Pergamino 020910 miralles

Bases fisiológicas y genéticas de la generación
del rendimiento y la calidad en trigo pan y
cebada cervecera. Implicancias para el manejo
agronomico y el mejoramiento genetico
Factores ambientales que determinan la fenología y la
adaptación a distintos ambientes y su cuantificación.
Daniel J. Miralles, Fernanda González, Gabriela Abeledo,
Ignacio Alzueta
Curso CYTED-INTA Pergamino
Septiembre 2010
Daniel J. Miralles
Facultad de Agronomía
Univ. de Buenos Aires
Generacion del rendimiento
S
Em
Componentes
del Rendimiento
Fases
Iniciación de hojas
IF
DL
Esp
ET
Iniciación espiguillas
Muerte flores
Iniciación floral
Fase
vegetativa
Plantas por m2
MP
At
Crecimiento espiga
Cuaje
Co
Tiempo
Llenado de granos
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase Reproductiva
Llenado de grano
Espiguillas por espiga
Espigas por planta
Vastagos por planta
(supervivencia)
Granos por espiga
Granos por m2
Peso granos
RENDIMIENTO
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
Numero de vastagos y hojas
Crecimiento de tallo, espiga y granos
Tallo
MF
PS Granos
Hojas
Macollos
Espiga
Agua (%)
Agua (g)
Tiempo térmico desde siembra
Grano
lechoso
Grano
Pastoso
Espiga
2do nudo
1e r nudo
1
Siembraemergencia
Premacollaje
Germinación
Siembra
Emergencia
Macollaje
Encañazón
Llenado de granos
Espigaz ón
Un nudo
Cuaje
Floración
Secado
Llenado efectivo
MF
MC
Distribución de biomasa a lo largo del ciclo
Total
Materia seca Total (g/m2)
1600
Floración
1400
1200
Grano
1000
800
Espiga
600
400
Tallo
200
Hoja
Raices
0
0
20
40
60
80
100
Días desde la siembra
120
140
Cambios en el desarrollo mediante Fecha de siembra
S
IF
Em
DL
Esp
ET
MP
At
Co
Tiempo
F1
F2
F3
F4
F5
F6
Vegetativa
Rep.Temp
Rep.Tardia
Llenado
10 dias
30-40 dias
Periodo critico
TRIGO
primavera
DR
TS
Hay and Kirby, 1991
Primaveral
Primaveral
Invernal
Ciclo-estación de crecimiento
Arroz
La fenología (la influencia del ambiente
sobre la ontogenia) es el factor particular
más importante en determinar la
adaptación genotípica (Lawn e Imrie,
1994)
Optimizar la productividad implica ajustar la
ontogenia (secuencia de estadíos de
desarrollo) de forma que el cultivo explore
durante su ciclo de crecimiento las mejores
condiciones ambientales (ej.: temperaturas
favorables o buena disponibilidad de agua)
y, cuando las condiciones desfavorables son
inevitables, minimizar la coincidencia de
estas con los estadíos mas vulnerables del
cultivo (Lawn e Imrie, 1994)
ARROZ
Numero de granos
(% respecto del testigo sin sombra)
50% Floración
Días respecto del 50% floración
TRIGO
Fischer 1984
Periodo Critico Cebada
50% Espigazón
2H
Granos/m2
(relativo al control)
1.0
0.8
6H
LSD (α = 0.05)
0.6
0.4
I.Encañ
0.2
HB
2-hileras
2-hileras
6-hileras
6-hileras
0.0
-60
-40
-20
0
20
Días respecto de Espigazón
Arisnabarreta& Miralles (2007)
Ontogenia de un cultivo anual
Modo de determinación
Observación
Estadio Fenológico
Germinación
Observación
Emergencia
Fase
Establecimiento
Fase Juvenil
Experimento
Disección
Fin Fase Juvenil
Comienzo
diferenciación foral
Fase inducible
Fase diferenciación floral
Disección
Observación
Fin diferenciación floral
Antesis
Fase determinación de
sitios potenciales de Rto
Fase Cuaje de granos
Experimento
Comienzo llenado de granos
Fase llenado granos
Exp/Observ.
Fin llenado granos
Fase secado o Maduración
Exp/Observ.
Madurez cosecha
Control ambiental del desarrollo
TEMPERATURA
FOTOPERIODO
VERNALIZACION
El control del desarrollo depende fuertemente de los
efectos de la temperatura el cual es universal actuando a
lo largo del ciclo del cultivo.
El fotoperíodo y la vernalizacion puede afectar el
desarrollo en algunas etapas del desarrollo especies y/o
cultivares.
Otros Factores: Agua, nutrientes, etc ??????
Temperatura
40
Días a espiguilla terminal
Sunset
Condor
30
50 dias Vernalizacion
18 h Fotoperiodo
Rosella
Cap Dep
20
10
0
0
10
20
Temperatura ºC
30
Slafer and Rawson, 1994.
Field Crops Res. 39
Temperatura
Modelo de tiempo térmico
1/Días
Días
Efecto de la temperatura sobre la duración del crecimiento del
embrión en girasol (Chimenti et al. , 2001)
Temperatura
Tasa de desarrollo (1/d)
Longitud del periodo (d)
Modelo de tiempo térmico
Máxima tasa
de desarrollo
1/(0C d)=1/TT
Base
0_
Óptima
Critica
0
Base
Óptima
Critica
+
Rango de uso
modelo TT
Temperatura (0 C)
Temperaturas
supra-óptimas
+
Cálculo del tiempo térmico
Para valores de temperatura entre Tbase y Toptima
dia= n
Tiempo térmico (TT) :
Σ (T
( diaria -Tbase)
dia= i
Donde Tdiaria es temperatura media diaria.
Se requieren tratamientos más complejos para situaciones en que
T °> Topt ó T° < Tb durante todo o parte del día.
CONSECUENCIA: El uso del TT permite comparar el desarrollo de
cultivos que crecen bajo regímenes térmicos diferentes, superando las
debilidades inherentes en el uso de tiempo calendario, que no contempla los
efectos fisiológicos de la temperatura.
Daniel J. Miralles
Facultad de Agronomía
Univ. de Buenos Aires
Modelo de tiempo térmico
Temp. baja
Temp. alta
Tasa de aparición
de hojas
Temp. alta
Temp. media
Temp. baja
Tiempo desde la emergencia (d)
Tasa de aparición de hojas (hojas/día)
Temperatura
Número de hoja emergida
Temp. media
y=a+bx
b=(hojas/día)/ 0 C
b=hojas/ 0 C d
1/b= 0 C d/hoja
1/b= Filocrono
Temperatura
Base
Temperatura ( 0 C)
Temperatura
Siembra-emergencia
Espiguilla terminal-Antesis
Emergencia-espiguilla terminal
Antesis-Mad fisiologica
Slafer & Savin
J. Exp. Bot 1991
Temperatura
J Exp Bot, 1991, 42
Temperatura
Temperatura
Plant, cell & Environ. 18
Temperatura
Uso del Modelo de TT
Estimación de Tb y Top, (distintas etapas y cultivares)
Calculo de Tmed
Respuesta lineal de la Tasa de desarrollo
Modelos alternativos
soja
Tasa (1/d)
tasa de desarrollo relativa
1
Temp (C)
Angus et al. 1981 FCR
Rawson 1993 FCR
Rawson y Zajac 1993 AJPP
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
tem peratura (°C)
R5-R7
R1-R5
Boote et al. 1994
V eget
50
Temperatura
Atkinson & Porter 1996.
Trends in Plant Science 1 (4)
Em-An
Em-TS
Head-Ant
TS-Head
Fotoperiodo
S
IF
Em
Fases
Iniciación de hojas
DL
Esp
ET
Iniciación espiguillas
Muerte flores
Iniciación floral
Fase
vegetativa
Crecimiento espiga
MP
At
Cuaje
Co
Tiempo
Llenado de granos
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase Reproductiva
Sensibilidad al fotoperiodo
Llenado de grano
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
Photoperiod Sensitivity
19
19 to 13
9
Control
C to Long
Sowing-Terminal Spikelet
Terminal Spikelet-Heading
C to Short
19
13 to 13
9
Late reproductive
phase was sensitive
to photoperiod.
Terminal Spikelet-Heading
19
9 to 13
9
Sowing-Terminal Spikelet
Photoperiod (h)
WHEAT
0
25 50 75 100 125 150 175
Days from sowing
The direct response to photoperiod was
evaluated under field condition.
Miralles & Richards, 2000
(Ann. Bot. 85)
(Whitechurch & Slafer 2000, Euphytica 118
González, Slafer & Miralles 2002, Field Crops Res.
Fotoperíodo
Duracion
etapa
vegetativa
FIF
PDC
PDL
Fs (dias h-1)
Fase Juvenil
Fc
Fu
Fotoperíodo
Fs
FVB
Precocidad
intrinseca
Fc
Fu
Fotoperíodo
Fu = fotoperíodo umbral; Fc = fotoperíodo crítico
FS= sensibilidad al fotoperíodo; FVB = fase vegetativa básica
FIF = fase inducida por el fotoperíodo
Precocidad intrínseca
Slafer 1996
J. Agric. Sci. Cambridge
Fase juvenil
Sigue como si
estuviera en Fotop.
Largo
Sigue como si
estuviera en Fotop.
Cortos
Especie
Sorgo
Duración (d)
5-9
10-23
Referencia
Alagarswamy et al, 1998
Alagarswamy y Ritchie, 1991
Arroz
14-42
Collinson et al, 1992
Soja
3-11 (25°C)
Cero
Upadhyay et al., 1994
Wilkerson et al. 1989
Wang et al. 1998
Collinson et al. 1993
Roberts et al. 1988
Cebada
11-33 (25° C)
8-10 (15 °C) vernalizado
32 (15 °C) no vern
Maiz
12 (25 °C)
Kiniry et al., 1983
Girasol
Trigo
12-18 (25 °C)
¿0?
Villalobos et al. 1996
Slafer y Rawson, 1995
Fotoperíodo
Trigo
Sorgo
Canola
Soja
1200
Tijereta
1150
1100
1050
T. Termico a Floracion (Cd)
Cultivares con
sensibilidad al
fotoperiodo y SIN
requerimientos de
Vernalización
1000
1-15 Agosto
950
900
850
800
150
170
190
210
1200
230
250
270
Escorpion
1150
1100
1050
1-15 Agosto
1000
950
900
850
800
150
Spinedi et al (2005)
170
190
210
230
250
Fecha de siembra (Dia calendario)
270
T. Termico a floración (Cd)
Cultivares con
requerimientos de
Vernalización
1200
Baguette 10
1160
1120
15-20 Julio
1080
1040
1000
960
150
170
190
210
230
Fecha de siembra (Dia del año)
Spinedi et al (2005)
250
270
Fotoperíodo
Miralles &
Richards 2000
Ann Bot 85
Fotoperíodo
Miralles & Richards 2000, Ann. Bot. 85
Trigo
Fotoperíodo
Baker et al. 1980
Plant, Cell and Environ. 3
Tasa de cambio fotoperiodica
Slafer et al. 1994
Ann. Bot 74
Modelos de respuestas a temperatura y fotoperíodo
Slafer & Rawson 1995
FCR 44
PDL
Vernalizacion
Baja
Temperatura
per se, al disminuir la temperatura
disminuye la tasa de desarrollo del cultivo
Vernalización
Aceleración del desarrollo hacia floración dado por la exposición
a un período de bajas temperaturas
Requerimiento del cultivo de estar expuesto a un período determinado
de bajas temperaturas para acelerar o poder progresar en su desarrollo posterior
El aumento de la tasa de desarrollo luego de la exposición por un período
de tiempo a baja temperatura a partir de la imbibición de la semillas (Purvis, 1961)
Vernalización
S
IF
Em
Fases
Iniciación de hojas
Esp
ET
DL
Iniciación espiguillas
Muerte flores
Iniciación floral
Fase
vegetativa
Crecimiento espiga
MP
At
Cuaje
Co
Tiempo
Llenado de granos
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase Reproductiva
Vernalización
Llenado de grano
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
Vernalizacion
INVERNALES: suelen responder más a menores temperaturas que los primaverales
requieren períodos más largos para saturar su respuesta
MEDITERRÁNEOS o INTERMEDIOS
PRIMAVERALES
COLZA
TRIGO
Vernalizacion
Longitud del periodo (d)
Sensibilidad
Precocidad
intrinseca
Periodo
sub-óptimo
_
Periodo
óptimo
Periodo
sub-óptimo
Periodo
óptimo
_
+
Duración del período a baja temperatura (d)
200
Tiempo a Antesis (d)
Tasa de desarrollo (d )
Tasa máxima desarrollo
+
Vernalización
4 ºC, 8 h fotoperíodo
Post-vernalización
18 h fotpoperiodo
21/26 ºC
150
condor
robin
Rosella
Odin
100
50
0
0
Slafer, 1995
20
40
60
Días de Vernalización
80
+
Vernalizacion
Hodgson, 1978
Vernalizacion
25
V56
0.048
spikelets/ºCd
20
(0.042-0.055)
R2: 91%
15
Number of spikelets
PP
10
V0
5
0.019 spikelets/ºCd
(0.017-0.020)
R2: 95%
0
25
V56
0.042 spikelets/ºCd
20
PS
(0.036-0.048)
R2: 90 %
15
10
V0
0.018 spikelets/ ºCd
5
(0.017-0.019)
R2: 96 %
0
0
500
1000
1500
Thermal time from transplant (ºCd)
González et al. 2002 FCR 74
Figure 4: Dynamics of spikelet initiation in ProINTA
Puntal (PP) and ProINTA Super (PS) in vernalized (open
symbols) and unvernalized plants (closed symbols).
Different symbols inside each vernalization treatment
represent the photoperiod treatments: ( , ) NP+0, (
, ) NP+2, ( , ) NP+4, ( , ) NP+6. The spikelet
initiation rates with their 95% confidence intervals are
provided inset.
Vernalizacion
COLZA
Efectividad de la temperatura
Brooking 1996 Ann. Bot 78
Vernalizacion
Vernalizacion
Penrose et al. 2003 Aust. J. Agric. Res 54
Devernalización
La vernalización es un proceso reversible: los efectos se pueden
revertir si el período de bajas temperaturas es interrumpido.
Gregory y Purvis (1948)
Purvis y Gregory (1952)
Dubert et al. (1992)
> 30ºC
Ray -grass
> 20 ºC
Slafer (1995)
> 18ºC
Slafer, 1995
Devernalización
Slafer, 1995
Qué factores debemos tener en cuenta al analizar
la respuesta a la vernalización?
- Variabilidad genotípica
-Longitud del período de vernalización
Efectividad de vernalización
-Temperatura vernalizante
- Sensibilidad a la vernalización en c/u de las etapas del ciclo ontogénico
-Devernalización
-Interacción fotoperíodo
FxV
Davidson et al. 1985
Aust. J. Agric. Res 36
12 cultivares trigo
Vernalizado y no vernalizado
2 localidades = latitud
4 años
17 fechas de siembra
desde Otoño hasta primavera
FxV
Fotoperíodo en F lemma
Masle et al., 1989
Crop Sci. 29
Tiempo térmico E-F Lemma
Developmental rate
day-1
Time (days)
TT (ºCd)
Tb
Top
Tmax
SOYBEAN
MAIZE
SORGHUM
RICE
Days flowering
Monteith (1984)
Exp. Agric. 20
Vergara and Chang, 1976
Int. Rice Res. Inst. Tech. Bull. 8
Major, 1980
Can. J. Plant Sci. 60, 777-784
WHEAT
BARLEY
BRASSICA
Interaction
Days flowering
Vernalization
Temperature per se
Sensitivity
Days at low temperature
Slafer, 1995
Ph. D. Tesis
Flowering time
Short day
Sensitivity
Long day
WHEAT
BARLEY
BRASSICA
Intrinsic
Earliness
PIP
Juvenile phase
Photoperiod
WHEAT
Intrinsic earliness Eps
Vrn Vernalization
1
2
3
4
5
6
7
Genome
D
A
B
2AS 2BS 2DLS
Flowering time
Chromosome nº
Chromosome nº
Genome
A
B
D
1
2
3
4
5
6
7
A1
/A2
B1
D1
B4
Photoperiod Ppd
Snape et al.,2001
(Euphytica 119)
Chromosome nº
Genome
D
A
B
1
2
3
4
5
6
7
A1
B1
D1
Fernanda G. González
Facultad de Agronomía
Univ. de Buenos Aires
Intrinsic earliness Eps Future Challenges
1
2 2AS 2BS 2DLS 2HS/HL
3 3AL 3BL 3DL 3HL
4 2AL 4BL 4DL 4HL
5H
5 5A 5B
5D
6 6AL 6BL 6DL 6HL.1/.2
7
.1/.2 .1/.2
7AS 7BS
/AL /BL
Gene isolation
Flowering time
.1/.2
7DS 7HS/HL
/DL
Genome
Wheat
Barley
D
A
B
H
Chromosome nº
Chromosome nº
Genome
Wheat
Barley
A
B
D
H
Vrn Vernalization
1
2
3
4
5
6
7
A3
A1
/A2
B2
D2
Sh3 (-H3)
B2
D2
Sh (-H2)
B1
D1
Sh2
(-H1)
B4
Photoperiod Ppd
Snape et al.,2001
(Euphytica 119)
Chromosome nº
Genome
Wheat
Barley
D
A
B
H
1 A2
2 A1
3
4
5
6 A3
7
B2
B1
D2
D1
H1
B3
D3
ea7
H2
Fernanda G. González
Facultad de Agronomía
Univ. de Buenos Aires
Photoperiod
Flowering Time
insensitivity order
B1>A1>D1
Phase by phase effects?
VP
ERP
LRP
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
Scarth et al., 1985
(Ann. Bot., 55)
Whitechurch & Slafer, 2002
Yes
Yes
Yes
González et al., unpublished
No
Yes
Yes
2D Ciano 67, 2B Timstein
(Z. Pflanzenzüchtg, 92)
Yes
Yes
Yes
Worland, 1996 (MCRL)
No
Yes
Yes
?
?
?
Law et al., 1978 (SL)
D1
(Heredity, 41) CS
B1>D1>A1
Scarth & Law, 1984 (SL)
(Z. Pflanzenzüchtg, 92) CS
D1>B1>A1
D1>B1
Scarth & Law, 1984 (SL)
(Euphytica, 89)
A1>D1>B1
Stelmakh, 1998 (NIL)
B1
A1
(Euphytica, 100)
B1=D1
Whitechurch & Slafer,
2002 (SL) 2 CS 1Ci
(Field Crops Res., 73)
D1>A1>B1
Butterworth et al., 2002 (NIL)
(Jhon Innes Centre)
D1>B1
González et al., 2003 (NIL)
(unpublished)
Fernanda G. González
Facultad de Agronomía
Univ. de Buenos Aires
Thermal time from TR (ºC d)
Genes de
fotoperiodo y su
impacto sobre la
duración de las
etapas
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Background
Mercia
M
MPpd -B1
MPpd -D1
Cappelle
Desprez
C
CPpd -D1
Mercia
b
A
ppd -A1
ppd -A1
ppd -A1
ppd -D1
Ppd -D1
ppd -B1
ppd -B1
ppd -A
ppd -A1
1
Cappelle Desprez
a a
2 años
a
D
ppd -D1
ppd -D1
Ppd -D1
Genome
B
ppd -B1
Ppd -B1
ppd -B1
c c
d
M
Gonzalez, Slafer & Miralles (2004)
MPpd-B1
b
d
MPpd-D1
C
b
CPpd-D1
(b)
1.0
Genes de fotoperiodo y
su impacto sobre la
duración de las etapas
0.8
0.6
0.4
0.2
(a)
0.0
TR -DR phase
(c)
0.8
Relative duration
Relative duration
1.0
0.6
0.4
0.2
0.0
TR-AN phase
ppd-D1
ppd-B1
ppd-D1
Ppd-B1
Ppd-D1
ppd-B1
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
DR -TS phase
(d)
1.0
0.8
Los genes PpB1 y PpD1 tienen
distintos impacto en las etapas
ontogénicas.
Gonzalez, Slafer & Miralles (2004)
0.6
0.4
0.2
0.0
TS -AN phase
ppd -D1
ppd -B1
ppd -D1
Ppd -B1
Ppd -D1
ppd -B1
Respuesta al fotoperiodo y la vernalizacion de
los cultivares Argentinos de Trigo y Cebada
Photoperiod sensitivity (ºCd h-1)
Late Maturity
-200
-250
Miralles et al (2007)
Phase duration (ºCd)
-150
ESCUDO
BIOINTA 2001
BAG. 10
ACA 303
BIOINTA 3002
GUAPO
MARTILLO
ESCORPION
INIA TIJETERA
GUATIMOZIN
GAUCHO
D.ENRIQUE
BIGUA
ACA 801
FLECHA
CHAJA
ONIX
BAG.PREMIUN 13
BIOINTA 1000
PROTEO
RESULTS
Emergence-Anthesis Phase
Cultivars
0
-50
-74±10.7 ºCd h -1
-100
Early Maturity
-1
-165 ±17.8 ºCd h
Fotoperiodo (hs)
Intrinsic Earliness
RESULTS
SD
Intrinsic earliness (ºCd)
1000
900
Early Maturity
800
SD
Late Maturity
700
600
500
SD
400
300
200
100
0
Em-Anthesis
Miralles et al (2007)
Em-1st.Node
1st.Node-Anthesis
Phenological phases
Intrinsic earliness of the emergence-anthesis phase ranged between 760 and 1040 ºC d and
between 800 and 1160 ºC d, for early and late maturity group, respectively.
Optimum photoperiod
RESULTS
Early Maturity
Late Maturity
SD
Optimum photoperiod (hs)
13.4
13.2
Not significant differences were
found among cultivars for the
optimum photoperiod during the
pre-anthesis phases.
13.0
12.8
12.6
12.4
Phenological phase
Em -Anthesis
Miralles et al (2007)
General Model
Results
Optimum
Photoperiod
.9
17
2±
ºC
-1
ºC
h
±1
0.7
d
-74
.2
d h-
1
=
=
Intrinsic
Earliness
907 ºC d
Early Maturity
829 ºC d
13,4
Miralles et al (2007)
Late
Photoperiod
Sensitivity
.
65
-1
Emergence - Anthesis Phase (ºCd)
Late Maturity
Early
Photoperiod (hs)
Base Temp= 5 ºC
Elección de Fecha de siembra
Que ocurre en las fechas tardías?
MP 1109
a
c
a
bc
a
ab
a
ab
cd
ab
e
Fecha de siembra
26/9/05
S-Em
d
ab
bc
Em-PN
01/9/05
cd
ab
cd
04/8/05
c
CEBADA
PN-HB
a
HB-Esp
d
Esp-MF
21/7/05
a
a
a
a
a
a
c
b
c
30/6/05
b
b
ab
07/6/05
a
ab
a
20/5/05
0
500
1000
1500
2000
2500
Tiempo Térmico (ºCd)
a
d
e
a
a
c
f
a
a
b
e
a
b
b
26/9/05
S-Em
a
Em-PN
01/9/05
Fecha de siembra
Las cebadas
cerveceras
Argentinas actuales
no tienen
requerimientos de
vernalización
Q. Ayelén
a
a
PN-HB
04/8/05
d
a
HB-Esp
b
Esp-MF
21/7/05
a
b
a
a
a
a
c
a
a
30/6/05
b
a
a
07/6/05
a
a
a
20/5/05
Alzueta et al (2007)
0
500
1000
1500
Tiempo Térmico (ºCd)
2000
2500
Modelos de sensibilidad fotoperiodica
Emergencia-Espigazón
2000
TT Em-Esp (ºcd)
Q. Ayelen
Sens. Fotop. = -340 ºcd/hs
R2 = 0,84
1500
1000
PI = 880ºcd
500
Fotop. Umbral = 13.3 hs.
0
10
11
12
13
Fotoperiodo (hs)
14
Emergencia-Primer Nudo
Primer Nudo-Espigazon
2000
2000
Sens. Fotop. = -65 ºcd/hs
R² = 0,855
1500
TT PN-Esp (ºcd)
TT Em-PN (ºcd)
15
1000
500
0
Sens. Fotop = -230 ºcd/hs
R² = 0,944
1500
1000
500
0
10
11
12
13
Fotoperiodo (hs)
14
15
10
11
12
13
Fotoperiodo (hs)
14
15
Modelos de Termofotoperiodicos aplicados al manejo del cultivo:
Diferencias entre cultivares Europeos y Tradicionales
Localidad Tres Arroyos 2004
1450
Scarlett
B1215
Danuta
Auriga
Europeas
Tiempo Termico Espigazón (° C Días)
W27189 W23300
1350
1250
Ayelen
Paine
Kuyen
Y6323
(Carisma)
00/6110
Tradicionales
1150
1050
950
850
750
650
23-Abr
13-May 02-Jun
22-Jun
12-Jul
01-Ago
Fecha de Siembra
21-Ago 10-Sep
30-Sep
20-Oct
Nicolás Gear, 2005
380
Q. Ayelén
340
300
Em-PN
Cultivar
a
b ee
B1215
89.2 0.8 5.5
BRS 195 114.8 0.7 7.1
Danuta
84.0 0.8 5.1
Dayman
97.1 0.8 5.7
MP 1109
99.9 0.8 6.4
Q. Ayelén 83.1 0.8 5.4
Q. Painé
87.6 0.8 5.4
Em-Esp
a
b ee
181.8 0.5 3.1
181.4 0.6 3.8
189.1 0.5 2.4
187.5 0.5 2.4
207.8 0.4 3.1
203.1 0.4 3.0
194.4 0.5 2.8
y = 0,419x + 203,0
R² = 0,979
13/10
260
1/10
220
2/9
y = 0,810x + 83,06
R² = 0,983
8/8
180
19/6
PN
Esp
19/7
140
140
160
180
200
220
240
Momento de emergencia (día del año)
260
280
Heladas
Momento PN o Esp (día del año)
Modelos sencillos de
predicción fenologica
Modelo de Predicción Fenologica: CRONOCEBADA©
Convenio MINCyT-Cámara Cervecera Argentina-Fac. Agronomía UBA
Proyecto PID 123 MINCyT (2008-2011)
Próximas Zonas a Incorpora
Pigue
Daireaux
Cnel Suarez
Validación para dichas zona
Años:
‘98-’99-’00-’01-’02-’04-’05-’06-’07-’08
Duration simulate Sow - Hd (days)
Datos aportados por: Antonio
Aguinaga, RET CEBADA 2007 y
FAUBA
150
130
Años Secos
n=112
+4d
-4d
110
90
Barrow
70
70
90
110
130
150
Duration observed Sow - Hd (days)
Duration simulate Sow - Hd (days)
Tres Arroyos-Barrow
Bordenave
Buenos Aires
Duration simulate Sow - Hd (days)
Validación del modelo
150
n=222
+4d
130
-4d
110
Barrow
90
Bordenave
Bs. As.
70
70
90
110
130
150
Duration observed Sow - Hd (days)
150
Años Normales
n=110
+4d
130
-4d
110
90
Barrow
Bordenave
Bs. As.
70
70
90
110
130
150
Duration observed Sow - Hd (days)
Descripción de las respuestas combinadas a la temperatura, el
fotoperíodo y la vernalizacion
1. Si se conoce las respuestas de la duración de la fase (ej. Emergencia-espigazón en trigo)
en términos de a) TT mínimo de la fase o precocidad intrínseca, b) fotoperíodo umbral,
c) sensibilidad al fotoperíodo y d) sensibilidad a la vernalización se puede estimar la
duración en TT de la fase para el fotoperíodo, grado de vernalización y cultivar en cuestión.
2. Asumir respuestas lineales a temperatura y fotoperíodo y establecer mediante experimentos
efectuados en una gran variedad de regímenes térmicos y fotoperiódicos el requerimiento en
TT para la duración de la fase en cuestión. Funciona mejor para fotoperíodos menores (PDL)
o mayores (PDC) a los umbrales y es menos confiable para fotoperíodos en los cuales las
respuestas están saturadas. Ej. CRONOTRIGO
6 fechas de siembra
TT
E-A
-Asume un valor de Tb para la etapa en cuestión
-Datos térmicos históricos
Permite predecir fecha de espigazón
al variar la fs
Día juliano de emergencia
Fotoperíodo
Gelso, González & Miralles datos no publicados
Madurez fisiológica medida vs estimada
14/12
y = 0,8557x + 5527,9
9/12
R2 = 0,9419
4/12
29/11
24/11
19/11
14/11
9/11
4/11
30/10
30/10
9/11
19/11
18/1
8/1
M F Estimada
Antesis estimada
Antesis observada vs estimada
29/11
9/12
y = 0,78x + 8432,9
R2 = 0,6188
29/12
19/12
9/12
29/11
29/11
9/12
19/12
19/12
29/12
8/1
MF Medida
Antesis observada
3. Usar funciones curvilíneas para ponderar los efectos del fotoperíodo y la vernalización sobre
el TT. Ej. Ceres-Wheat, Ritchie 1991 Modeling Plant and Soil Systems-Agronomy Monograph 31
ASA-CSSA-SSSA, 677 S. Seogoe Rd. Madison WI53711, USA
Menor sensibilidad
Mayor sensibilidad
Relative vernalization effectiveness
Vernalización
0
Ritchie 1991
Ritchie 1991
1
-1 0
7
18
Temperatura (oC)
Considera el concepto de devernalización:
si el número de VD <10 y Tmax >30oC, entonces el número de VD disminuye 0,5d por oC
si el número de VD>10 considera que no puede ocurrir devernalización
Fotoperíodo
19
Ajusta el progreso diario hacia antesis en TT en función del factor menos favorable
4. Uso de descripciones que pueden manejar interacciones fotoperíodo x temperatura
Soja: Ej. Summerfield et al. 1993 (respuesta lineal a temperatura)
Trigo: AFRCWHEAT (Weir et al. 1984 J. Agric. Sci., Cambridge 102)
desde emergencia a Doble lomo el progreso a floración en TT es modificada en función
de un factor derivado de la multiplicación de efectos diarios de vernalización y fotoperíodo
Angus et al. 1981, FCR 4. Trigo primaveral
Respuesta no lineal a la tempratura
Tasa de desarrollo ( r) = f (T) x f (F)
Nutrientes
Otros factores que alteran el desarrollo
Salvagiotti & Miralles 2005
Antesis (día juliano)
Estrés hídrico
Magrin 1990
-1.0 -2.0 -3.0 -4.0
Potencial agua mínimo alcanzado el día previo al riego (Mpa)
Efectos de N
Arisnabarreta & Miralles 2004
Aust J Agric Res 55
Deficiencia Nitrogeno en cebada aumento el
Flocrono sin modificar el N final de hojas
Efecto de los nutrientes sobre la fenología en cebada:
Arisnabarreta & Miralles (2004)
Efecto de los nutrientes sobre la fenología en cebada: Analisis de la
tasa de aparición de hojas
Efecto de la disponibilidad hidrica sobre la fenología: Campaña 2007/08
secano
Regado
Desarrollo
Rendimiento
Cambios morfológicos y fisiológicos
que definen distintas etapas o
períodos durante el ciclo
Sensibilidad cultivar
Ambiente
Temperatura
per se
vernalización
Fotoperiodo
Duración de
periodos
Tasa de
generación
órganos
Disponibilidad
de recursos
Agua
Radiación
Nutrientes