«EFECTO DE LAS ALTAS TEMPERATURAS EN LA PRODUCTIVIDAD DE MAÍZ»
Autores: L. I. Mayer, J. I. Rattalino, R. Navarrete Sánchez-Ardey, G. A. Maddonni* y M. E. OteguiDepartamento de Producción Vegetal (FA-UBA),
IFEVA-CONICET*Dr G. A. Maddonni
E-mail: [email protected]
FAUBAFAUBA
�Introducción.�Objetivos.�Aproximación metodológica.�Producción de biomasa y sus determinantes fisiológicos.�Rendimiento, componentes del rendimiento e índice de cosecha.�Composición y calidad industrial de los granos.�Conclusiones.
CONTENIDOS
Dr. G. A. Maddonni
POSICIÓN DE LA ARGENTINA COMO EXPORTADORA DE GRANOS
http://www.fao.org/statistics/
Dr. G. A. Maddonni
INTRODUCCIÓN
El balance anual de alimentos (exportación – importación) de Argentina excede en más de un 50% su consumo.
http://www.minagri.gob.ar/
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1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Año
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Soja
Maiz
Trigo
Girasol
Contribución de la Argentina en la superficie
anual mundial cultivada con cultivos de grano
(%)
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1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Año
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Contribución de la Argentina en la producción
anual mundial de granos (%)
INTRODUCCIÓN
Dr. G. A. Maddonni
POSICIÓN DE LA ARGENTINA COMOEXPORTADORA DE GRANOS
Argentina produce actualmente 17% de la producción mundial anual de soja, 11% de la de girasol y 3-4% de la cereales.
DESTINO DE LAS EXPORTACIONES DE MAIZ ARGENTINO
Dr. G. A. Maddonni
INTRODUCCIÓNPOSICIÓN DE LA ARGENTINA COMO EXPORTADORA DE GRANOS
La mayor proporción de la producción de maíz argentino es exportado a países de América, Asia, África y Europa.
RICE
WHEAT
MAIZE
(optimo 20-30°C)
MILLET
0 2000 40001000 3000LLuvias anuales (mm)Te
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Adaptado de: BUNTING ET AL. (1982)
Dr. G. A. Maddonni
INTRODUCCIÓNDISTRIBUCIÓN DE LOS CULTIVOS
La distribución geográfica de los cultivos pueden describirse a través de dos variables ambientales: la temperatura media de la estación de crecimiento y las lluvias anuales.
CAMBIO CLIMÁTICO MUNDIAL
Cambios de la temperatura superficial
proyectados para finales del siglo XXI (2090-
2099).
Variación observada del promedio mundial de
las temperaturas en superficie
IPCC, 2007.
En maíz, es un cultivo sensible a la ocurrencia de temperaturas por encima de un umbral de aproximadamente 35-40 ºC.
INTRODUCCIÓN
Dr. G. A. Maddonni
Lobell et al., 2011
IMPACTO DEL AUMENTO DE TEMPERATURA EN EL RINDE DE MAIZ
INTRODUCCIÓN
Dr. G. A. Maddonni
Temperatura media en la estación de crecimiento (°C)
Var
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%)
por
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oSin limitación de aguaCon limitación de agua
Con buena oferta de agua, por debajo de 25° aumentos de temperatura pueden tener efectos positivos sobre el rinde. Por encima de 25°C y/o con déficit hídrico, siempre un aumento de temperatura reduce el rinde de maíz.
Rattalino Edreira, J.I., Maddonni, G.A., Otegui, M.E., 2011
Probabilidad de ocurrencia de eventos deestrés por calor en Argentina (1970-2010)
INTRODUCCIÓN
Dr. G. A. Maddonni
En Argentina, durante la primavera y el verano, pueden ocurrir días con temperatura del aire mayores a 35°C. La cantidad de día se incrementa hacia ppios de Enero.
http://www.fas.usda.gov/remote/argentina/cropmaps/index.htm
Dr. G. A. Maddonni
INTRODUCCIÓNEn todas las regiones de producción de maízexiste la posibilidad de estrés por calor
Las frecuencias son mayores hacia el NOA, pero también se dan en la llanura pampeana.
Analizar la respuesta de la producción de biomasa, el rendimiento y su calidad en híbridos de maíz de distinto origen (tropicales, templados, tropical x templado) y destino final de la producción (flint, pisingallo, granífero), ante la incidencia de golpes de calor en distintas etapas del cultivo (previo al período crítico, durante el período crítico y en distintos momentos del llenado efectivo de los granos).
OBJETIVOS
Dr. G. A. Maddonni
Analizar la respuesta de la producción de biomasa, el rendimiento y su calidad en híbridos de maíz de distinto origen (tropicales, templados, tropical x templado) y destino final de la producción (flint, pisingallo, granífero), ante la incidencia de golpes de calor en distintas etapas del cultivo (previo al período crítico, durante el período crítico y en distintos momentos del llenado efectivo de los granos).
OBJETIVOS
Dr. G. A. Maddonni
� 4 Momentos de calentamiento de 15 días M1, M2, M3 y M4
� Experimentos a campo FA-UBA: 3 campañas (08-09, 09-10, 10-11)
� Diseño en parcelas sub-sub-divididas
� Híbridos comerciales:
ConvencionalesA120HX (temp x tropical)
Y 2M545 (templado)
Dow AgroSciences
� 2 Condiciones térmicas Control: temp. ambiente Estresante: temp. >35 °C a la altura de la espiga
PisingalloP-802, Alumni Seeds
9 pl m-2; sin limitaciones hídrico-nutricionales
FlintMill 522, Dow AgroSciences
APROXIMACIÓN METODOLÓGICA
Dr. G. A. Maddonni
Horas desde 7am 02 Feb 2009 Horas desde 7am 29 Ene 2010Rattalino et al. 2011
APROXIMACIÓN METODOLÓGICAInteracción temperatura x momento
M2
M1
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C
E
C
E
E
15 Oct
1 Nov
15 Nov
1 Dic
Fines. Ene Mddos. Feb
M4
C
E
C
Polen fresco
APROXIMACIÓN METODOLÓGICA
Dr. G. A. Maddonni
Interacción temperatura x momento
APROXIMACIÓN METODOLÓGICA
0
1
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Re
nd
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CML-444 / CML-312 SR
La Posta Seq C7-F64-2-6-2-2-B-B / CML-312 SR
Siembra temprana Siembra tardía
Con riego
Con riego
Sin riego
Sin riego
EXPERIMENTOS CONDUCIDOS POR CIMMYT
Interacción agua x temperatura
Dr. G. A. Maddonni
En las siembras tardías ocurren altas temperaturas que conjuntamente con la sequía afectan severamente el rendimiento de las plantas. Existen diferencias genotípicas.
-1
0
1
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0 2 4 6 8 10 12
Rin
de
(se
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Rinde (con riego)
Siembra temprana
Siembra tardía
Dr. G. A. Maddonni
Experimento a campo FAUBA bajo cubierta con paneles regulables (2011/2012).Genotipos: • LA POSTA SEQUIA C7-F64-2-6-2-2 BBBB X CML-312SR• CML-444 X CML-312 SR• LA POSTA SEQUIA C7-F64-2-6-2-2 BBBB• CML-312SR• CML-444Fecha de siembra: 29/12/2011Densidad: 9 pl/m2.Distancia entre hileras: 0.50mParcelas: 4 hileras, 5m de largo (10m2)
APROXIMACIÓN METODOLÓGICA
Interacción agua x temperatura
APROXIMACIÓN METODOLÓGICA
Dr. G. A. Maddonni
Interacción agua x temperatura
ESTRÉS TERMICO
SIN RIEGOET
SIN RIEGO
S
S
S
S
R1 R6
CON RIEGO TODO EL CICLO
CON RIEGO TODO EL CICLO
R1 R6
R1
R1
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R6
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V7
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V14
V14
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hora
Temperatura (°C)
CON RIEGO CON RIEGO RESTO DEL CICLO
CON RIEGO RESTO DEL CICLOCON RIEGO
PRODUCCION DE BIOMASA
Dr. G. A. Maddonni
Adaptado de Rattalino Edreira and Otegui (2012) FCR
EFICIENCIA USO RADIACIÓN
El impacto de breves episodios de golpes de calor, en distintos momentos del ciclo determinó una reducción similar de la producción de biomasa (entre 20-40% respecto al control), principalmente a través de una caída en la eficiencia en el uso de la radiación
Interacción temperatura x momento
Navarrete Sánchez (tesis doctoral)
PRODUCCION DE BIOMASAInteracción temperatura x agua
En etapas tempranas (V7 a V14), en ambos genotipos tropicales, la suspensión del riego repercutió en la producción de biomasa. Sin embargo, la ocurrencia simultánea del estrés térmico e hídrico, resultó de mayor impacto en CML-444 x CML-312 SR.
LA POSTA SEQUIA C7-F64-2-6-2-2 BBBB X CML-312SR
CML-444 X CML-312 SR
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DÍAS DESDE SIEMBRA (d)
CON ESTRÉS HÍDRICO
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BIO
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pl)
DÍAS DESDE SIEMBRA (d)
CON ESTRÉS TÉRMICO E HÍDRICO
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0 20 40 60 80BIO
MA
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(g/p
l)
DÍAS DESDE LA SIEMBRA (d)
CON ESTRÉS HÍDRICO
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BIO
MA
SA
(g/p
l)
DÍAS DESDE SIEMBRA (d)
CON ESTRÉS TÉRMICO E HÍDRICO
RENDIMIENTO EN GRANO ÍNDICE DE COSECHA
Adaptado de Rattalino Edreira and Otegui (2012) FCR
RENDIMIENTO Y COMPONENTES
Interacción temperatura x momento
El mayor impacto de los episodios de golpe de calor sobre el rendimiento se registró cuando los mismos ocurrieron en el período inmediato posterior a la floración femenina, determinando una menor fijación de granos y como consecuencia una caída en el índice de cosecha. El híbrido templado presentó mayor sensibilidad.
Dr. G. A. Maddonni
RENDIMIENTO Y COMPONENTESInteracción temperatura x momento
M1 M2 M3 M4-15d +15d +30d +45d0d
Templado
Temp x tropical
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Dr. G. A. Maddonni
Elaborado a partir de J. Rattalino y L. Mayer (tesi s doctorales).
NUMERO DE GRANOS
RENDIMIENTO Y COMPONENTESInteracción temperatura x momento
M1 M2 M3 M4-15d +15d +30d +45d0d
Templado
Temp x tropical
-
Dr. G. A. Maddonni
Elaborado a partir de J. Rattalino y L. Mayer (tesi s doctorales).
PESO DE GRANOS
-100%
-80%
-60%
-40%
-20%
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-20%
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> Conc. proteica< Conc. oleica
>> Conc. proteica> Conc. proteica < Conc. oleica
Peso Proteína
Peso Almidón
Peso Aceite
Peso seco grano
CONTROL
↑10%
↑15%
↑10%
↓10%
↓10%
COMPOSICION Y CALIDAD INDUSTRIALMayer, L. (tesis doctoral)
Dr. G. A. Maddonni
Los resultados preliminares de los impactos de los golpes de calor durante el llenado efectivo de los granos sobre los parámetros de calidad industrial, permitieron detectar caídas en la cantidad relativa de α zeínas (relacionadas positivamente con la dureza de los granos, característica deseable para en los genotipos flint), e incrementos en la concentración de almidón, en todos los genotipos independientemente del momento de ocurrencia.
Mayer, L. (tesis doctoral)
COMPOSICION Y CALIDAD INDUSTRIAL
La ocurrencia de golpes de calor en distintos momentos afectaron la producción de biomasa, a través de caídas enla eficiencia en el uso de la radiación. En etapas tempranas no pudo atenuarse con el riego, pero sí existieron diferencias genotípicas en la posibilidad de revertirlo post-estrés térmico. El mayor impacto sobre el rendimiento resultó cuando el estrés térmico tuvo lugar en el período inmediato posterior a la floración femenina, afectando el cuaje de los granos. El híbrido de origen templado presentó una mayor sensibilidad en este rasgo que el híbrido tropical. Durante el llenado de los granos, los golpes de calor interrumpieron el crecimiento de los granos. Como consecuencia, los granos presentaron menor peso, y menor concentración de aceite, mayor concentración de proteína y cambios en los tipos de zeínas.
Dr. G. A. Maddonni
CONCLUSIONES
Dr. G. A. Maddonni
CONCLUSIONES
TAMBIEN PARTICIPAN DE ESTE PROYECTO:Dr. Gustavo Slafer (Univ. Lleida, España)Dra. Roxana Savín (Univ. Lleida, España)Ing. Agr. Raziel A. Ordoñez (Univ. Lleida, España)Dra Jill Cairns (Cimmyt)Dr Samuel Trachsel (Cimmyt)Dr. José Luis Araus (ex.Cimmyt-Univ. Barcelona, España)Dra. Claudia Bedoya (Cimmyt)Ing. Agr. Ciro Sánchez (Cimmyt)Ing. Agr. Félix San Vicente (Cimmyt)