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Altas temperaturas en maíz: respuestas
fisiológicas y manejo del cultivo
María E. Otegui
Facultad de Agronomía UBA
IFEVA-CONICET
[email protected]
Juan I. Rattalino Edreira (CONICET) y Mariano Cicchino (INTA)
JORNADA DE EXTENSIÓN – UNR CONICET
Rosario – 3 y 4 de julio de 2013
1
Contenidos de la presentación
• Qué entendemos por altas temperaturas? marco
conceptual general.
• Temperaturas supra-óptimas: efectos sobre el
rendimiento del maíz a través de sus determinantes
fisiológicos y numéricos. Diferencias genotípicas.
• Manejo del cultivo para ambientes proclives a
temperaturas supra-óptimas: prevención y
mitigación del estrés.
• Conclusiones
María E. Otegui
FAUBA
IFEVA-CONICET
Qué entendemos por ‘alta temperatura’?
Sus efectos sobre el cultivo
Fecha de Siembra
Híbrido: MR110
ETAPA
Tardía
20 Nov
Vegetativa (pre R1)
20 Oct
Llenado del grano
20 Sep
Temprana
20 Ago
0
50
100
150
200
Días desde emergencia
Híbrido: MR123
20 Nov
20 Oct
20 Sep
20 Ago
0
Otegui et al. (Agr.J. 1995).
50
100
150
Días desde emergencia
200
María E. Otegui
FAUBA
IFEVA-CONICET
Qué entendemos por ‘alta temperatura’?
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Interpretemos su efecto final sobre el rendimiento del cultivo (RG) a
través de un modelo ecofisiológico simple basado en la disponibilidad
de recursos (Rd), la eficiencia de captura de recursos (Ec), la eficiencia
de uso de recursos para producir biomasa (Eu) y la partición de esa
biomasa hacia estructuras reproductivas (P)
María E. Otegui
FAUBA
IFEVA-CONICET
Qué entendemos por ‘alta temperatura’?
Sus efectos sobre el cultivo
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
María E. Otegui
Otegui y López Pereira (2003, Prod.Granos FAUBA)
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Respuesta general a la temperatura
María E. Otegui
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Oct
Sep
Ago
1
bO bS bA
Y
Floración del cultivo
Temperatura media
0
Tiempo desde la emergencia (d)
XO
XS
XA
Respuesta general a la temperatura
Tasa de desarrollo a
iniciación floral
B73 × Mo17
Tasa de desarrollo
1/día
0.06
Esquema general de
respuesta
1/días
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
10
20
30
TDÓPT
40
Temperatura media (°C )
TB
TO TM
Temperatura media (°C )
María E. Otegui
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Ellis et al. (Crop Sci. 1992).
Temperaturas supra
-óptimas
supra-óptimas
Generación del estrés
Rattalino Edreira et al. (FCR 2011), Rattalino Edreira y Otegui (FCR 2012 y 2013)
Etapas e h
íbridos analizados
híbridos
Tres momentos, con siembras escalonadas para que coincidan en el tiempo
Tres híbridos (templado, templado × tropical, y tropical):
Efecto relativo al control
sin calentar (%)
Determinantes fisiológicos:
Producción de Biomasa
Radiación incidente
diaria
Duración del
período V15-R6
Eficiencia de
captura de luz
Eficiencia de uso
de la radiación
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Efecto relativo al control
sin calentar (%)
Determinantes fisiológicos:
Producción de Biomasa
Producción de
biomasa
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
Recurso × Eu
capturado
Biomasa
Indice de estrés térmico para el período vegetativo
tardío (V11-VT) y respuesta del cultivo al estrés
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
EUR (g MJ-1)
5.0
r2= 0.75 (P < 0.001)
r2= 0.739 (P < 0.001)
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0
500
1000
1500
2000
TTs (TO= 30 ºC)
TTs:  ºC > 30 ºC (base horaria)
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Cicchino (2010, tesis MSc) y Cicchino et al. (Crop Sci. 2013)
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Determinantes fisiológicos:
Biomasa y Partición
Efecto relativo al control
sin calentar (%)
Biomasa final
Rendimiento en
grano
Índice de
cosecha
Se afecta
fuertemente
la partición?
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
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Tasa de crecimiento
de espiga (g/espiga)
Determinantes fisiológicos:
Partición
Templado
Te × Tr
Control: negro
Calentado: blanco
Tasa de crecimiento de planta (g/planta)
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P
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Tropical
No se
afecta
Determinantes numéricos
Efecto relativo al control
sin calentar (%)
Número de granos
Rendimiento en
grano
Peso de granos
RG= ∫Rd × Ec × Eu × P= NG × PG
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Causas de pérdida de granos
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Resumen sobre los efectos del golpe de calor
en la productividad del maíz
7-10 d en un periodo de 15 d (TTS: 250-2000 ºCh)
 15-90%
 10-42%
Rendimiento
en grano
Biomasa a
madurez
=
RFA
interceptada x
NS
RFA
incidente
(ciclo)
 0-25%
EUR
 8-85%
x
Índice de
cosecha
Número de
granos
x
Peso del
grano
 10-50%  25-85%  0-40%
x
Eficiencia de
intercepción
TCPPC
NS
 25-74%
Cicchino (2010, tesis MSc) y Rattalino Edreira (2013, tesis Dr).
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ALGUNAS CONCLUSIONES
Hipótesis 1
La magnitud de las pérdidas de rendimiento
debidas a golpes de calor depende del
momento de incidencia del estrés.
Mayores pérdidas de rendimiento alrededor
de floración que durante la primera mitad del
llenado efectivo de grano.
Hipótesis 2
Por haber sido mejorados en ambientes con
elevadas temperaturas, los híbridos con
germoplasma tropical presentan un mejor
comportamiento al estrés por golpe de calor
que el híbrido templado.
Mayores caídas de rendimiento en el híbrido
templado que en el resto de los genotipos
Manejo para ambientes con golpe de calor
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APROXIMACIÓN EXPERIMENTAL
Sitio
INTA EEA Pergamino (33° 56´S, 60° 34´W)
Duración
2 años (2006/07 y 2007/08)
Fecha siembra
12 de diciembre
Híbrido
Nidera AX 842 MG CL
Densidad
9 pl m-2
Fertilización
200 Kg N ha-1
Combinación factorial de dos regímenes térmicos con:
Año 1 (2006/07)
Año 2 (2007/08)
Control
Control
Etefón en V11 (ETEPE)
Etefón en V11
1-MCP en V16 (1-MCPDE)
1-MCP en V11
ETEPE + 1-MCPDE
Etefón en V16
1-MCP en V16
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RENDIMIENTO Y COMPONENTES
Calentamiento
Año
Temperatura
RGP (g pl-1 )
06/07
sin calentamiento
103 a
calentamiento
72,8 b
p=0,0022
Temperatura ambiente
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RENDIMIENTO Y COMPONENTES
Año
07/08
RGP (g
RHC
pl-1
CST
Calentamiento
ETH V11
Calentamiento
)
sin calent
calent
Control
139 a
49 c
ETH V11
114 b
85 b
1-MCP V11
134 a
35 c
ETH V16
118 b
53 c
1-MCP V16
127 a
66 c
RHC
NS
Temperatura
p<0,0001
RHC x Temperatura
p=0,0086
En condiciones de calentamiento, la aplicación temprana de etefón (V11) redujo la
pérdida de rendimiento
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Resumen de procesos afectados por estrés térmico × RHCs
El golpe de calor entre V11 y panojamiento:
• retrasó la dinámica de floración, tanto masculina como femenina, pero
principalmente incrementó el ASI. La aplicación de ethephon redujo estos
efectos negativos
• provocó una disminución muy moderada (siempre menor al 21%) de la
expansión de tejidos (altura y área foliar) pero muy fuerte de la capacidad
fotosintética y consecuentemente la producción de biomasa. El ethephon
incrementó la reducción en expansión, pero redujo sustancialmente la
merma de biomasa.
• no afecta sustancialmente la partición de biomasa, ya que el efecto sobre el
índice de cosecha es indirecto a través de la reducción en el cuaje de
granos.
• La aplicación de ethephon redujo el aborto de granos, principalmente por
atenuar los efectos negativos sobre la fotosíntesis y la producción de
biomasa. Pero, además, por aumentar la partición de biomasa a espiga.
María E. Otegui
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Muchas gracias!
Los autores agradecen el financiamiento recibido de:
• AgroFresh – Rohm & Haas
• CONICET (PIP 00125)
• FONTAGRO 8031
• UBA (UBACyT G008)
• ANPCyT (PICT 00239)