Principales lim itantesPrincipales lim itantespara el rendim iento depara el rendim iento delos cultivos…los cultivos…

Un enfoque ecofisiológico

CEREALES Y OLEAGINOSASCEREALES Y OLEAGINOSAS

FCA - UNCFCA - UNC

Elección del lote

Período de crecimiento

Densidad

Fecha de siembra

Variedad

Estructura

Fertilización

Manejo del agua

Modifican la ofertaambiental

Control de insectos,

malezas y de semillas

Enfermedades

Cosecha

Regulan la pérdida de recursosdel ambiente

Medidas de Proteccióndel rendimiento

Medidas deAumento delrendimiento

Factores reductores-Malezas-Enfermedades-Plagas-Granizo, etc.

Factores limitantes-Agua-Nutrientes Nitrógeno

Fósforo

Factores definitorios-CO2-Radiación-Temperatura-Genotipo

Alcanzable

Logrado

Potencial

Nivel de Producción del Cultivo(para una especie, sitio, año y fecha de siembra definida)

Ton.ha-1

Control de malezas y plagas

Cómo definimos al rendimiento?

Fertilización, Riego

Fuente: Mercau, Menéndez, Otegui 2002, en base a Rabbinge (1993)

BR

EC

HA

POTEN

CIA

L

REAL RENDIMIENTOS

AUMENTOSDE

RENDIMIENTO • MEJORA ENEL MANEJO

• MEJORAGENETICA•• MAYOR TOLERANCIA• MAYOR POTENCIAL• MAYOR ESTABILIDAD

•• MAYOR PRODUCCION• MAYOR EFICIENCIA

•MAYORPRODUCCION

•MAYORESTABILIDAD

•MAYOREFICIENCIA

AUMENTO DEL NIVELTECNOLOGICO DE

PRODUCCION

FUNDAMENTOSECOFISIOLOGICOSPARA EL MANEJORACIONAL DE LOS

CULTIVOS

BRECHA

RENDIMIENTOPOTENCIAL

USO EFICIENTE DEINSUMOS

•CON RIEGO

•SIN DEFICIENCIAS NUTRICIONALES

•SIN PROBLEMAS SANITARIOS

•OPTIMO MANEJO

TEMPERATURA

RADIACION SOLAR

Marco conceptual

REND = RAD * ei * EUR * ICSegún componentes ecofisiológicos

CRECIMIENTO(Rendimiento)

RADIACION INCIDENTE= Ei Ecxx

DURACION DEL CRECIMIENTO

TEMPERATURA

x IC

Temperaturamedia

Siembra – emergencia

(°C) (días)15 1020 5

25 3,330 2,535 2

Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40Temperatura (°C)

Día

s de

sde

siem

bra

a em

erge

ncia

Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo

Temperaturamedia

Siembra –Emergencia

(°C) (días)15 1020 5

25 3,330 2,535 2

Velocidad dedesarrollo(1/días)

0,10,2

0,30,40,5

Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 10 20 30 40Temperatura (°C)

Velo

cida

d de

des

arro

llo (d

-1)

f = -0,2 + 0,02 T

Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo

Temperaturamedia

Siembra –Emergencia

(°C) (días)15 1020 5

25 3,330 2,535 2

Velocidad dedesarrollo(1/días)

0,10,2

0,30,40,5

Tiempo Térmico

(°Cd)5050

505050

TT = ∑ (Tas - Tb)

Efecto de la temperatura sobre eldesarrollo

Temperaturas base (Tb) más usualespara cálculos de tiempo térmico

Especie Tb (ºC)

Maní 11 - 13

Trigo 0 - 4.5

Maíz 8 - 10Girasol <5Soja 6 - 10

Sorgo 8 - 10

Días desde siembra

S i

fS

f

i

Esp/pl Temp.

min

Días

s-f

680

52 22,0500

10,589

Un ejemplo: efecto de las temperaturasnocturnas sobre la duración del ciclo enmaíz. Las temperaturas diurnas sonsimilares. Fuente: Fischer y Palmer, 1984.

CRECIMIENTO(Rendimiento)

RADIACION INCIDENTE= Ei Ecxx

DURACION DEL CRECIMIENTO

TEMPERATURA

x IC

DESARROLLO

Radiación incidente

Latitud Latitud

Época del añoÉpoca del año

Longitud del cicloLongitud del ciclo

Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

RADIA

CION S

OLA

R

ESTACION DECRECIMIENTO

0

MAX

Mj/m2 día

TEMPERATURA

RADIACIONSOLAR

21 DIC

RADIACION SOLAR Y TEMPERATURA

meses

TEM

PERA

TURA

0

MAX

°C

Eficiencia de intercepción (ei):Será máxima cuando se alcance

el IAF críticoDe qué depende:

• Especie y cultivar

• Desarrollo del cultivo (temperatura)

• Arquitectura del canopeo (densidad y arreglo espacial)

• Agua y nutrientes

Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

MaízSorgoSojaAvenaPta ha-1 2.500.000 380.000 150.000 60.000

IAF 3,56,74,2 4,2

Áre

a fo

liar p

or p

lant

a (d

m2 )

0

70

60

50

40

30

20

10

Gardner et al., 1985

Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC Especie

Rendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

girasol

00

20

40

60

80

100

50 100 150Días desde emergencia

% d

e inte

rcep

ción maní

maíz

EspecieFuente: Cereales y Oleaginosas. 1997.

CultivarRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

Fuente: (Minguez, 1993)Arquitectura del canopeoRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

70 cm 50 cm

Densidad y arreglo espacialRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

Fuente: Andrade et al., 2000

Qué efecto produce un estrés hídrico?

MaízGirasolSoja

0 -4Ex

pans

ión

folia

r (%

)Potencial agua de hoja

Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 25 50 75 100 125 150Días desde emergencia

Frac

ción

de

inte

rcep

ción

de

RFA

TRIGO

Riego

Secano

Fuente: Cantarero, 2000

Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

Días desde emergencia

0

4000

8000

12000

16000

20000

0 25 50 75 100 125 150 175

Bio

mas

a (k

g ha

-1)

Riego

TRIG

OSecano

Cantarero, 2000

Fuente: Cantarero, 2000

Disponibilidad hídricaRendimiento = Rad. Inc. X ei X EUR X IC

Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC

Eficiencia de uso de la radiación (EUR):Es la cantidad de biomasa

producida por cada unidad deradiación interceptada

a- Especie (C3 vs C4, k, composición lipoproteica)b- Estado hídricoc- Estado nutricionald- Cultivar (k, tasa fotosintética, relaciónfuente/destino)

Factores que la afectan:

Cultivo TCCg m-2 d-1

Maíz 36,5

Sorgo 32,1

Girasol 21,1

Maní 17,5

RFAiMj m-2

710

805

593

920

Soja 18,0

Ecg Mj-2

3,43

2,46

2,18

1,15

1,74

Fuente: Andrade (1993);Cereales y Oleaginosas (1997)

EspecieRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC

Con 1 gramo de glucosa se obtienen:

0,83 g de almidón0,33 g de aceite0,41 g de proteínas

Requerimientos de glucosapara la prodcción de grano

(g glucosa / g grano)

Maíz: 1,4Girasol: 2,4

Soja: 2,0

Fuente: Andrade (1993)Calidad de la biomasa producidaRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC

MaízGirasolSoja

0 -4Potencial agua de hoja

Foto

sínt

esis

(%)

Estado hídricoRendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR X IC

Fuente: Andrade et al., 2000

Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC

Índice de cosecha (IC):Es la proporción de la biomasa

total producida por el cultivo queestá alojada en los granos

cosechados

a- Cantidad de granos en crecimiento, relaciónfuente-destinob- Duración del período de llenado: temperaturac- Estado sanitario del cultivo

Factores que la afectan:

0

500

1000

1500

2000

2500Biomasa totalRendimiento

Maíz(0,45)

Sorgo(0,44)

Girasol(0,26)

Maní(0,47)

Ren

dim

ient

o (g

m-2

)Fuente: Cantarero et al., 1996

Rendimiento en grano y biomasa total Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC

Fuente: Minguez, 1994Partición de asimilados Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC

ACTIVOACTIVOCRECIMIENTOCRECIMIENTODURANTE ELDURANTE EL

LLENADOLLENADO

ACTIVOACTIVOCRECIMIENTOCRECIMIENTODURANTE LADURANTE LA

ETAPA CRITICAETAPA CRITICADE DEFINICION DEDE DEFINICION DE

GRANOSGRANOS

NUMERO DEGRANOS

PESO DELGRANO

INDICE DECOSECHA =

RENDIMIENTO EN GRANO

CRECIMIENTOTOTAL

Rendimiento = Rad. Inc. X ei x EUR x IC

NU

ME

RO

DE

GR

AN

OS

CALIDAD DEL AMBIENTE

PESO

PO

R G

RA

NO

COMPONENTES DEL RENDIMIENTO

REND = NG x PG

DETERMINACIÓN DEL N

G

REN

DIM

IEN

TOR

END

IMIE

NTO

RADIACIONRADIACIONTEMPERATURATEMPERATURA

REN

DIM

IEN

TOR

END

IMIE

NTO

QQ

REN

DIM

IEN

TOR

END

IMIE

NTO

Q = Rad / (Tmed - Tb)

Rend = Rinc x ei x ec x ep

Latitud Genotipo Fecha de siembra Exposición

Momento y duración del crecimiento(temp., fotoper.)

Rinc

IAF crítico: 95 % de intercepción - -máxima TCC Inciden sobre ei:

a- Especieb- Cultivar (Tb, DAF, k)c- Densidad poblacionald- Arreglo espacial

ei

Factores que la afectan:a- Especie (C3 vs C4, k, composición lipoproteica)b- Cultivar (k, tasa fotosintética, relación fuente/destino)c- Temperatura (fotosíntesis, respiración)

ic

ic Qué es? Qué la determina?: cantidad y actividad de destinosQué determina la cantidad y actividad de destinos?: asimilados En qué momento?: períodos críticos

Factores que afectan la disponibilidad de asimilados y la partición

Ambientalesa- Radiación (mayor fotosíntesis)b- Temp.: mayor velocidad de desarrollo (menor Rint,menor duración período crítico)c- Disponibilidad hídrica y nutricional

Competencia intraplantaa- Vegetativa vs Reproductivab- Dominancia apical

Competencia entre plantas (densidad poblacional) Fecha de siembra Interacción fecha x densidad de siembra