Factores ambientales que determinan la fenología y la adaptación a distintos ambientes y su cuantificación.
Daniel J. Miralles, Fernanda González, Gabriela Abeledo, Ignacio Alzueta
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
Curso CYTED-INTA Pergamino
Septiembre 2010
Iniciación floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas
Crecimiento espiga
Fas
es
Llenado de granosIniciación espiguillas
Llenado de grano
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase ReproductivaFase
vegetativa
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
Com
pone
ntes
de
l Ren
dim
ient
o Plantas por m 2 Espiguillas por espigaEspigas por planta
Granos por espiga
Peso granosGranos por m 2
RENDIMIENTO
Vastagos por planta (supervivencia)
DLS Em At MPEsp Co TiempoIF ET
Generacion del rendimientoDaniel J. MirallesFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Num
ero
de
vast
ago
s y
hoja
sC
reci
mie
nto
de ta
llo, e
spig
a y
gra
nos
Macollos
Hojas
Tallo
Espiga
PS Granos
Macollaje
Tiempo térmico desde siembra
Encañazón Llenado de granos
FloraciónEmergencia
Germinación
1er nudo
2do nudo
Espiga
1
MF
Secado
MF
Agua (%)
Agua (g)
MC
Granolechoso
GranoPastoso
Pre-macollaje
Siembra-emergencia
SiembraUn nudo
Espigazón Cuaje Llenado efectivo
0 20 40 60 140120100800
200
1600
1400
1200
600
800
1000
400
Floración
Días desde la siembra
Mat
eria
sec
a T
ota
l (g/
m2 )Total
Grano
Espiga
Tallo
HojaRaices
0 20 40 60 140120100800
200
1600
1400
1200
600
800
1000
400
Floración
Días desde la siembra
Mat
eria
sec
a T
ota
l (g/
m2 )Total
Grano
Espiga
Tallo
HojaRaices
Distribución de biomasa a lo largo del ciclo
S Em At MPEsp Co TiempoDLIF ET
Cambios en el desarrollo mediante Fecha de siembra
F1
F2
F3
F4
F5F6
30-40 dias10 dias
Vegetativa Rep.Temp Rep.Tardia Llenado
Periodo critico
primavera
Hay and Kirby, 1991
DR
TS
TRIGO
Invernal
Primaveral Primaveral
Arroz
Ciclo-estación de crecimiento
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)
50% Floración
Días respecto del 50% floración
Num
ero
de g
ran
os(%
res
pect
o d
el te
stig
o si
n so
mbr
a)Fischer 1984
ARROZ
TRIGO
LSD (α = 0.05)
Días respecto de Espigazón
Gra
nos/
m2
(rel
ativ
oal
con
trol
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
-60 -40 -20 0 20
2-hileras
6-hileras
50% Espigazón
I.Encañ HB
6-hileras
2-hileras
Periodo Critico Cebada
Arisnabarreta& Miralles (2007)
2 H 6 H
Ontogenia de un cultivo anual
Modo de determinación Estadio Fenológico Fase Germinación
Emergencia
Fin Fase Juvenil
Comienzo diferenciación foral
Fin diferenciación floral
Antesis
Comienzo llenado de granos
Fin llenado granos
Madurez cosecha
Establecimiento
Fase Juvenil
Fase inducible
Fase diferenciación floral
Fase determinación de sitios potenciales de Rto
Fase Cuaje de granos
Fase llenado granos
Fase secado o Maduración
Observación
Observación
Experimento
Disección
Disección
Observación
Experimento
Exp/Observ.
Exp/Observ.
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 fotoperíodoy la vernalizacionpuede afectar el desarrollo en algunas etapas del desarrollo especies y/o
cultivares.
TEMPERATURAFOTOPERIODO
VERNALIZACION
Control ambiental del desarrollo
Otros Factores: Agua, nutrientes, etc ??????
0
10
20
30
40
0 10 20 30
Sunset
Condor
Rosella
Cap Dep
Temperatura ºC
Día
s a
espi
guill
a te
rmin
al
Slafer and Rawson, 1994.Field Crops Res. 39
50 dias Vernalizacion18 h Fotoperiodo
Temperatura
Efecto de la temperatura sobre la duración del crecimiento delembrión en girasol (Chimenti et al. , 2001)
Modelo de tiempo térmico Temperatura
Días
1/Días
Modelo de tiempo térmico Temperatura
Temperatura (0 C)
_+
Long
itud
del p
erio
do (
d)
+
Tasa
de
desa
rrol
lo (
1/d)
Base Óptima Critica
Base Óptima Critica
00
Máxima tasade desarrollo
1/(0C d)=1/TT
Rango de uso modelo TT
Temperaturas supra-óptimas
Para valores de temperatura entre Tbase y Toptima
dia= n
Tiempo térmico (TT) : Σ (Σ (Σ (Σ (Tdiaria -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.
Cálculo del tiempo térmico
Daniel J. MirallesFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Tiempo desde la emergencia (d)
Núm
ero
de h
oja
emer
gida
Temp. baja
Temp. media
Temp. alta
Temp. alta Temp. media Temp. baja
Tasa de aparición de hojas
Tas
a de
apa
rició
n de
hoj
as (
hoja
s/dí
a)
Temperatura ( 0C)
TemperaturaBase
y=a+bx
b=(hojas/día)/ 0Cb=hojas/ 0C d1/b= 0C d/hoja1/b= Filocrono
Modelo de tiempo térmico
Temperatura
Siembra-emergencia Emergencia-espiguilla terminal
Espiguilla terminal-Antesis Antesis-Mad fisiologica
Slafer & SavinJ. Exp. Bot 1991
Temperatura
J Exp Bot, 1991, 42
Temperatura
Temperatura
TemperaturaPlant, cell & Environ. 18Plant, cell & Environ. 18
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
Temp (C)
Tas
a (1
/d)
Angus et al. 1981 FCRRawson 1993 FCRRawson y Zajac 1993 AJPP
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 10 20 30 40 50
temperatura (°C)
tas
a d
e d
es
arr
ollo
re
lati
va
R5-R7 R1-R5 V eget
Boote et al. 1994
soja
Temperatura
Temperatura
Atkinson & Porter 1996. Trends in Plant Science 1 (4) Em-TS
TS-HeadHead-Ant
Em-An
Iniciación floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas
Crecimiento espiga
Fas
es
Llenado de granosIniciación espiguillas
Llenado de grano
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase ReproductivaFase
vegetativa
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
DLS Em At MPEsp Co TiempoIF ET
Sensibilidad al fotoperiodo
Fotoperiodo
Sowing-Terminal Spikelet
25 50 75 100 125 150 175Days from sowing
Pho
tope
riod
(h)
0
99 to 13
19
913 to 13
19
919 to 13
19
Ter
min
al S
pike
let-H
eadi
ng
Sow
ing-
Ter
min
al S
pike
let
Terminal Spikelet-Heading
Miralles & Richards, 2000(Ann. Bot. 85)
WHEAT Photoperiod Sensitivity
The direct response to photoperiod was evaluated under field condition.(Whitechurch & Slafer 2000, Euphytica 118González, Slafer & Miralles 2002, Field Crops Res.
Late reproductive phase was sensitive
to photoperiod.
ControlC to Long
C to Short
PDL PDCDuracionetapa
Fc Fu Fu Fc
Fs (dias h-1)Fs
Fotoperíodo Fotoperíodo
FIF
Fu = fotoperíodo umbral; Fc = fotoperíodo críticoFS= sensibilidad al fotoperíodo; FVB = fase vegetativa básicaFIF = fase inducida por el fotoperíodo
Fotoperíodo
FVBFase Juvenil
Precocidad intrinseca
vegetativa
Precocidad intrínseca
Slafer 1996J. Agric. Sci. Cambridge
Fase juvenil
Slafer y Rawson, 1995¿0?TrigoVillalobos et al. 199612-18 (25 °C)Girasol
Kiniry et al., 198312 (25 °C) Maiz
Roberts et al. 19888-10 (15 °C) vernalizado
32 (15 °C) no vern
Cebada
Upadhyay et al., 1994
Wilkerson et al. 1989
Wang et al. 1998
Collinson et al. 1993
3-11 (25°C)
Cero
11-33 (25° C)
Soja
Collinson et al, 199214-42Arroz
Alagarswamy et al, 1998
Alagarswamy y Ritchie, 1991
5-9
10-23
SorgoReferenciaDuración (d)Especie
Sigue como si estuviera en Fotop. Cortos
Sigue como si estuviera en Fotop. Largo
FotoperíodoTrigo Canola
Sorgo Soja
Escorpion
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
150 170 190 210 230 250 270
Fecha de siembra (Dia calendario)
T. T
erm
ico
a F
lora
cion
(Cd)
1-15 Agosto
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
150 170 190 210 230 250 270
Tijereta
1-15 Agosto
Cultivares con sensibilidad al
fotoperiodo y SIN requerimientos de
Vernalización
Spinedi et al (2005)
Baguette 10
960
1000
1040
1080
1120
1160
1200
150 170 190 210 230 250 270
T. T
erm
ico
a flo
raci
ón (
Cd)
Fecha de siembra (Dia del año)
15-20 Julio
Cultivares con requerimientos de
Vernalización
Spinedi et al (2005)
Fotoperíodo
Miralles & Richards 2000 Ann Bot 85
Miralles & Richards 2000, Ann. Bot. 85
Fotoperíodo
Trigo
Fotoperíodo
Baker et al. 1980 Plant, Cell and Environ. 3
Slafer et al. 1994 Ann. Bot 74
Tasa de cambio fotoperiodica
Modelos de respuestas a temperatura y fotoperíodo
PDLSlafer & Rawson 1995
FCR 44
BajaTemperatura
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 períodode tiempo a baja temperatura a partir de la imbibición de la semillas (Purvis, 1961)
Vernalizacion
Iniciación floral
Muerte flores CuajeIniciación de hojas
Crecimiento espiga
Fas
es
Llenado de granosIniciación espiguillas
Llenado de grano
Iniciación de hojas
Crecimiento de tallo
Fase ReproductivaFase
vegetativa
Adaptado de Slafer and Rawson (1994)
DLS Em At MPEsp Co TiempoIF ET
Vernalización
Vernalización
TRIGOCOLZA
INVERNALES : suelen responder más a menores temperaturas que los primaverales requieren períodos más largos para saturar su respuesta
PRIMAVERALES
MEDITERRÁNEOS o INTERMEDIOS
Vernalizacion
Precocidad intrinseca
Periodosub-óptimo
Periodoóptimo
_ +
Lon
gitu
d d
el p
erio
do
(d
)+
Periodosub-óptimo
Periodoóptimo
_ +
Tas
a d
e d
esa
rro
llo (
d
)
Sensibilidad
Tasa máxima desarrollo
Duración del período a baja temperatura (d)
0
50
100
150
200
0 20 40 60 80
condor
robin
Rosella
Odin
Tie
mp
o a
An
tesi
s(d
)
Días de Vernalización
Vernalización4 ºC, 8 h fotoperíodoPost-vernalización18 h fotpoperiodo21/26 ºC
Slafer, 1995
Vernalizacion
Hodgson, 1978
Vernalizacion
González et al. 2002 FCR 74
Vernalizacion
0
5
10
15
20
25
0
5
10
15
20
25
0 500 1000 1500
Thermal time from transplant (ºCd)
Num
ber
ofsp
ikel
ets
PP
PS
0.018 spikelets/ ºCd(0.017-0.019) R2: 96 %
V0
V56
0.019 spikelets/ºCd(0.017-0.020)R2: 95%
V0
0.048 spikelets/ºCd(0.042-0.055)R2: 91%
V56
0.042 spikelets/ºCd(0.036-0.048)R2: 90 %
Figure 4: Dynamics of spikelet initiation in ProINTAPuntal (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 spikeletinitiation rates with their 95% confidence intervals are provided inset.
COLZA
Vernalizacion
Efectividad de la temperatura
Brooking 1996 Ann. Bot 78
Vernalizacion
Vernalizacion
Penrose et al. 2003 Aust. J. Agric. Res 54
Devernalización
Slafer, 1995
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)
> 30ºCRay -grass
Dubert et al. (1992) > 20 ºC
Slafer (1995) > 18ºC
Devernalización
Slafer, 1995
Qué factores debemos tener en cuenta al analizar la respuesta a la vernalización?
- Variabilidad genotípica
-Longitud del período de vernalización
-Temperatura vernalizante
- Sensibilidad a la vernalización en c/u de las etapas del ciclo ontogénico
-Devernalización
-Interacción fotoperíodo
Efectividad de vernalización
Davidson et al. 1985Aust. J. Agric. Res 36
F x V
12 cultivares trigoVernalizado y no vernalizado2 localidades = latitud
Tiempo térmico E-F Lemma
Fot
ope
ríod
o e
n F
lem
ma
Masle et al., 1989Crop Sci. 29
F x V4 años17 fechas de siembradesde Otoño hasta primavera
WHEATBARLEYBRASSICA
Vernalization
Days at low temperature
Day
sflo
wer
ing
Sensitivity
Slafer, 1995Ph. D. Tesis
Vergara and Chang, 1976Int. Rice Res. Inst. Tech. Bull. 8Major, 1980Can. J. Plant Sci. 60, 777-784
Photoperiod
Short day
Day
s fl
ower
ing Long day
Juvenile phasePIP
WHEATBARLEYBRASSICA
SOYBEANMAIZESORGHUMRICE
Sensitivity
Flowering time
TT (ºCd)
Temperature per seTime (days)
Developmental rate
day-1
Tb Top TmaxMonteith (1984)Exp. Agric. 20
Interaction
IntrinsicEarliness
WHEAT
Flowering time
VernalizationVrnIntrinsic earliness Eps
Photoperiod Ppd
Snape et al.,2001(Euphytica 119)
GenomeDA B
1234567
2AS 2BS 2DLS
Chr
omos
ome
nº
GenomeDA B
12345
67
A1/A2
B1 D1
B4
Chr
omos
ome
nº
A B1234567
D
A1 B1 D1
Genome
Chr
omos
ome
nº
Fernanda G. GonzálezFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Flowering time
VernalizationVrn
DA B12345
67
A1/A2
B1 D1
B4
Intrinsic earliness Eps
2AS 2BS 2DLS
DA B1234567
Photoperiod Ppd
A1 B1 D1
Snape et al.,2001(Euphytica 119)
A B123456
7
D
A2 B2 D2
A3 B3 D3
D2B2
D2B2A3
3AL 3BL 3DL2AL 4BL 4DL5A 5B 5D6AL.1/.2
6BL.1/.2
6DL.1/.2
7AS/AL
7BS/BL
7DS/DL
Chr
omos
ome
nº
Wheat Genome
Wheat Genome
Chr
omos
ome
nº
Wheat
H
2HS/HL3HL4HL5H
6HL.1/.2
7HS/HL
BarleyH
Sh3 (-H3)
Sh (-H2)
Sh2 (-H1)
Barley
HH2H1
ea7
BarleyGenome
Chr
omos
ome
nº
Future ChallengesGene isolation
Fernanda G. GonzálezFacultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Flowering Timeinsensitivity order
D1>B1>A1
A1>D1>B1 Stelmakh, 1998 (NIL)(Euphytica, 100)
D1>A1>B1 Butterworth et al., 2002 (NIL)(Jhon Innes Centre)
B1=D1 Whitechurch & Slafer, 2002 (SL) 2 CS 1Ci(Field Crops Res., 73)
B1>A1>D1 Law et al., 1978 (SL)(Heredity, 41) CS
B1>D1>A1 Scarth & Law, 1984 (SL)(Z. Pflanzenzüchtg, 92) CS
D1>B1 Worland, 1996 (MCRL)(Euphytica, 89)
Scarth & Law, 1984 (SL)2D Ciano 67, 2B Timstein
(Z. Pflanzenzüchtg, 92)
D1>B1 González et al., 2003 (NIL)(unpublished)
Yes Yes Yes Whitechurch & Slafer, 2002
Yes Yes Yes
González et al., unpublishedYes Yes Yes
No Yes Yes
? ? ?
Scarth et al., 1985(Ann. Bot., 55)
Phase by phase effects?
VP ERP LRP
D1 No Yes Yes
B1 No Yes Yes
A1
Photoperiod
Fernanda G. González Facultad de AgronomíaUniv. de Buenos Aires
Background GenomeMercia D B AM ppd-D1 ppd-B1 ppd-A1MPpd-B1 ppd-D1 Ppd-B1 ppd-A1MPpd-D1 Ppd-D1 ppd-B1 ppd-A1CappelleDesprezC ppd-D1 ppd-B1 ppd-A
1CPpd-D1 Ppd-D1 ppd-B1 ppd-A1
0200400600800
10001200140016001800
M MPpd-B1 MPpd-D1 C CPpd-D1
The
rmal
time
from
TR
(ºC
d)
b ac c
d d
a a
b b
Mercia Cappelle Desprez2 años
Gonzalez, Slafer & Miralles (2004)
Genes de fotoperiodo y su impacto sobre la duración de las
etapas
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
TR -DR phase
(b)
DR -TS phase
(c)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
ppd -D1 ppd -D1 Ppd -D1ppd -B1 Ppd -B1 ppd -B1
TS -AN phase
(d)
Rel
ativ
edu
ratio
n
TR-AN phase
(a)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
ppd-D1 ppd-D1 Ppd-D1ppd-B1 Ppd-B1 ppd-B1
Rel
ativ
edu
ratio
n
Gonzalez, Slafer & Miralles (2004)
Genes de fotoperiodo y su impacto sobre la
duración de las etapas
Los genes PpB1 y PpD1 tienen distintos impacto en las etapas ontogénicas.
Respuesta al fotoperiodo y la vernalizacion de los cultivares Argentinos de Trigo y Cebada
-250
-200
-150
-100
-50
0
PR
OT
EO
BIO
INT
A 1
000
BA
G.P
RE
MIU
N13
ON
IX
CH
AJA
FLE
CH
A
AC
A 8
01
BIG
UA
D.E
NR
IQU
E
GA
UC
HO
GU
AT
IMO
ZIN
INIA
TIJ
ET
ER
A
ES
CO
RP
ION
MA
RT
ILLO
GU
AP
O
BIO
INT
A 3
002
AC
A 3
03
BA
G. 1
0
BIO
INT
A 2
001
ES
CU
DO
-165 ±17.8 ºCd h-1
-74±10.7ºCd h-1
Emergence-Anthesis Phase
Pho
tope
riod
sens
itivi
ty(º
Cd
h-1
)Cultivars
Late Maturity
EarlyMaturity
Late Maturity
EarlyMaturity
RESULTS
Fotoperiodo (hs)
Pha
se d
urat
ion
(ºC
d)
Miralles et al (2007)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000In
trin
sic
earli
ness
(ºC
d)
Em-Anthesis Em-1st.Node 1st.Node-Anthesis
Phenological phases
SD
SD
SD
Late Maturity
EarlyMaturity
Late Maturity
EarlyMaturity
RESULTS Intrinsic Earliness
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.
Miralles et al (2007)
Opt
imum
phot
oper
iod
(hs)
Phenological phase
RESULTS Optimum photoperiod
SD
Not significant differences were found among cultivars for the optimum photoperiod during the pre-anthesis phases.
Late Maturity
EarlyMaturity
Late Maturity
EarlyMaturity
12.4
12.6
12.8
13.0
13.2
13.4
Em -Anthesis
Miralles et al (2007)
Early Late
PhotoperiodSensitivity
OptimumPhotoperiod
Intrinsic Earliness
Photoperiod (hs)
Em
erge
nce
-A
nthe
sis
Pha
se(º
Cd)
-74.2±10.7 ºC d h -1
13,4
Early Maturity
Late Maturity
829 ºC d
907 ºC d
Results General Model
= =
-165.2±17.9ºC d h -1
Base Temp= 5 ºCMiralles et al (2007)
0 500 1000 1500 2000 2500
20/5/05
07/6/05
30/6/05
21/7/05
04/8/05
01/9/05
26/9/05Fe
cha
de s
iem
bra
Tiempo Térmico (ºCd)
S-Em
Em-PN
PN-HB
HB-Esp
Esp-MF
a c cd ab e
a bc d ab bc
a ab cd ab cd
a ab c a d
a a a ab a
a a c b c
a a b b ab
0 500 1000 1500 2000 2500
20/5/05
07/6/05
30/6/05
21/7/05
04/8/05
01/9/05
26/9/05Fe
cha
de s
iem
bra
Tiempo Térmico (ºCd)
S-Em
Em-PN
PN-HB
HB-Esp
Esp-MF
a c cd ab e
a bc d ab bc
a ab cd ab cd
a ab c a d
a a a ab a
a a c b c
ab
MP 1109
0 500 1000 1500 2000 2500
20/5/05
07/6/05
30/6/05
21/7/05
04/8/05
01/9/05
26/9/05
Fec
ha d
e si
embr
a
Tiempo Térmico (ºCd)
S-Em
Em-PN
PN-HB
HB-Esp
Esp-MF
a d e a b
a c f a a
a b e a a
a b d a b
a a a a a
a b c a a
a a b a a
0 500 1000 1500 2000 2500
20/5/05
07/6/05
30/6/05
21/7/05
04/8/05
01/9/05
26/9/05
Fec
ha d
e si
embr
a
Tiempo Térmico (ºCd)
S-Em
Em-PN
PN-HB
HB-Esp
Esp-MF
a a a a a
a
Q. Ayelén
Elección de Fecha de siembraQue ocurre en las fechas tardías?
Alzueta et al (2007)
Las cebadas cerveceras Argentinas actuales no tienen requerimientos de vernalización
CEBADA
0
500
1000
1500
2000
10 11 12 13 14 15
TT
Em
-Esp
(ºc
d)
Fotoperiodo (hs)
Sens. Fotop. = -340 ºcd/hs
R2 = 0,84
Fotop. Umbral = 13.3 hs.
PI = 880ºcd
Modelos de sensibilidad fotoperiodica
Q. AyelenEmergencia-Espigazón
Sens. Fotop. = -65 ºcd/hs
R² = 0,855
0
500
1000
1500
2000
10 11 12 13 14 15
TT
Em
-PN
(ºc
d)
Fotoperiodo (hs)
Sens. Fotop = -230 ºcd/hs
R² = 0,944
0
500
1000
1500
2000
10 11 12 13 14 15
TT
PN
-Esp
(ºc
d)
Fotoperiodo (hs)
Emergencia-Primer Nudo Primer Nudo-Espigazon
Fecha de Siembra
Tie
mp
o T
erm
ico
Esp
igaz
ón(
°C
Día
s)
Localidad Tres Arroyos 2004
Nicolás Gear, 2005
650
750
850
950
1050
1150
1250
1350
1450
23-Abr 13-May 02-Jun 22-Jun 12-Jul 01-Ago 21-Ago 10-Sep 30-Sep 20-Oct
Scarlett B1215
Danuta Auriga
W27189 W23300
Ayelen Paine
Kuyen Y6323 (Carisma)
00/6110
Europeas
Tradicionales
Modelos de Termofotoperiodicos aplicados al manejo del cultivo: Diferencias entre cultivares Europeos y Tradicionales
CultivarB1215BRS 195DanutaDaymanMP 1109Q. AyelénQ. Painé
a b ee181.8 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
Em-Espa b ee
89.2 0.8 5.5
114.8 0.7 7.1
84.0 0.8 5.1
97.1 0.8 5.7
99.9 0.8 6.4
83.1 0.8 5.4
87.6 0.8 5.4
Em-PN
y = 0,810x + 83,06
R² = 0,983
y = 0,419x + 203,0
R² = 0,979
140
180
220
260
300
340
380
140 160 180 200 220 240 260 280
Mo
me
nto
PN
o E
sp (
día
de
l añ
o)
Momento de emergencia (día del año)
Q. Ayelén
PN
Esp19/7
2/9
13/10
19/6
8/8
1/10
Hel
adas
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 Incorporar:
PigueDaireauxCnel Suarez
Validación para dichas zonas
Validación del modelo
70 90 110 130 15070
90
110
130
150n=222 +4d
-4d
Barrow
Bordenave
Bs. As.
Duration observed Sow - Hd (days)
Dur
atio
n si
mul
ate
Sow
- H
d (d
ays)
Tres Arroyos-BarrowBordenaveBuenos Aires
Años:‘98-’99-’00-’01-’02-’04-’05-’06-’07-’08
Datos aportados por : Antonio Aguinaga, RET CEBADA 2007 y FAUBA
70 90 110 130 15070
90
110
130
150n=112 +4d
-4d
Barrow
Duration observed Sow - Hd (days)
Dur
atio
n si
mul
ate
Sow
- H
d (d
ays)
Años Secos
70 90 110 130 15070
90
110
130
150n=110
+4d
-4d
Barrow
Bordenave
Bs. As.
Duration observed Sow - Hd (days)
Dur
atio
n si
mul
ate
Sow
- H
d (d
ays)
Años Normales
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
TTE-A
Día juliano de emergenciaFotoperíodo
-Asume un valor de Tb para la etapa en cuestión
-Datos térmicos históricos
6 fechas de siembra
Permite predecir fecha de espigazónal variar la fs
Antesis observada vs estimada
y = 0,8557x + 5527,9R2 = 0,9419
30/10
4/119/11
14/1119/11
24/1129/11
4/129/12
14/12
30/10 9/11 19/11 29/11 9/12 19/12
Antesis observada
Ante
sis
est
imad
a
Madurez fisiológica medida vs estimada
y = 0,78x + 8432,9R2 = 0,6188
29/11
9/12
19/12
29/12
8/1
18/1
29/11 9/12 19/12 29/12 8/1
MF Medida
MF
Est
imad
a
Gelso, González & Miralles datos no publicados
3. Usar funciones curvilíneas para ponderar los efectos del fotoperíodo y la vernalización sobreel TT. Ej. Ceres-Wheat, Ritchie 1991 Modeling Plant and Soil Systems-Agronomy Monograph 31ASA-CSSA-SSSA, 677 S. Seogoe Rd. Madison WI53711, USA
Rel
ativ
eve
rnal
izat
ion
eff
ect
iven
ess
0
1
-1 0 7 18Temperatura (oC)
Ritchie 1991
Mayor sensibilidad
Menor sensibilidad
Ritchie 1991
Vernalización
Considera el concepto de devernalización: si el número de VD <10 y Tmax >30oC, entonces el número de VD disminuye 0,5d por oCsi el número de VD>10 considera que no puede ocurrir devernalización
19
Ajusta el progreso diario hacia antesis en TT en función del factor menos favorable
Fotoperíodo
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 funciónde un factor derivado de la multiplicación de efectos diarios de vernalización y fotoperíodo
Angus et al. 1981, FCR 4. Trigo primaveralRespuesta no lineal a la tempraturaTasa de desarrollo ( r) = f (T) x f (F)
Otros factores que alteran el desarrollo Nutrientes
Salvagiotti & Miralles 2005
Estrés hídrico
-1.0 -2.0 -3.0 -4.0
Potencial agua mínimo alcanzado el día previo al riego (Mpa)
Ant
esis
(día
julia
no) Magrin 1990
Efectos de NArisnabarreta & Miralles 2004Aust J Agric Res 55Deficiencia Nitrogeno en cebada aumento elFlocrono 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
Regado secano
Efecto de la disponibilidad hidrica sobre la fenología: Campaña 2007/08
Desarrollo Rendimiento
Cambios morfológicos y fisiológicos que definen distintas etapas o
períodos durante el ciclo
Duración de periodos
Tasa de generación
órganos
Disponibilidadde recursos
AguaRadiación Nutrientes
Ambiente
Temperaturaper se
vernalización
Fotoperiodo
Sensibilidad cultivar