Sensibilidad de trigo y cebada al anegamiento y su interacción con la disponibilidad de nitrógeno

El anegamiento impone una restricción importante al crecimiento y producción de los cultivos a nivel mundial, y su importancia está prevista que aumente dado el proyectado aumento a futuro en la frecuencia de eventos climáticos extremos. La mayoría de los trabajos que han evaluado el efecto del anegamiento en trigo y cebada se centraron en un momento particular del ciclo del cultivo y las aproximaciones son preferentemente a nivel de planta u órgano, pero son muy escasos los trabajos que evaluaron variables de crecimiento a nivel de cultivo y a lo largo del ciclo ontogénico. El objetivo de esta tesis fue evaluar la respuesta de los componentes ecofisiológicos que definen el rendimiento y la acumulación de biomasa de trigo y cebada sometidos a anegamiento prolongado en distintos momentos de su ciclo ontogénico y con dosis contrastantes de disponibilidad nitrogenada. Utilizando una aproximación a nivel de planta, se identificó que el período de mayor sensibilidad al anegamiento en lo que respecta a pérdidas de rendimiento, se centra previo a floración tanto en trigo como en cebada, y las pérdidas de rendimiento fueron de similar magnitud en ambas especies. También se detectó que la ocurrencia de anegamiento en estados tempranos del desarrollo produjo un alargamiento del período emergencia-floración, redujo la tasa de macollaje y prolongó el período de aparición de macollos, y este efecto fue más marcado en cebada que en trigo. Además, el anegamiento produjo una severa pérdida de la biomasa de raíces y longitud radical por planta en ambas especies, y afectó la acumulación y mantenimiento de la biomasa aérea, en donde los efectos del anegamiento se observaron más tardíamente. Utilizando una aproximación a nivel de microcultivo se observó que un incremento en la disponibilidad de nitrógeno al inicio del cultivo no mitigó de manera significativa la respuesta al anegamiento, o incluso magnificó los efectos negativos del anegamiento en el caso de cebada. Las pérdidas de biomasa por anegamiento se dieron tanto por caídas en la capacidad de captura de radiación (por pérdidas del área foliar)como por caídas en su eficiencia de uso en ambas especies. Para la Región Pampeana se determinó, utilizando el modelo de simulación CERES-Wheat, una probabilidad de ocurrencia de anegamiento durante el período crítico de hasta el 25 por ciento. En conclusión, el anegamiento afecta la producción de trigo y cebada en Argentina y provoca efectos inmediatos y a largo plazo sobre la producción de biomasa y rendimiento en ambos cultivos, cuya magnitud depende del estado ontogénico del cultivo durante la ocurrencia del estrés.

Sustentabilidad de la cañicultura en el NO Argentino : análisis de las dinámicas del agua y la energía

La caña de azúcar es un importante movilizador de la economía del NO argentino. Su cultivo presenta elevados requerimientos hídricos con potenciales impactos ambientales. La crisis energética incrementa la demanda de biocombustibles derivados del azúcar, con posibles aumentos del área cultivada y de sus impactos. Los antecedentes sobre el uso del agua y de la radiación en caña de azúcar involucran el efecto de unos pocos factores y son localmente escasos. El objetivo de esta tesis fue estudiar los controles de la transpiración y de la eficiencia en el uso del agua (EUA) y de la radiación (EUR) en los agroecosistemas de caña de azúcar del NO argentino, e inferir sobre la sustentabilidad ecológica y productiva. Para ello, ambas eficiencias se calcularon como el cociente entre el rendimiento de caña y la cantidad de recursos (agua o radiación) insumidos. El consumo de agua se estimó con el modelo propuesto por la FAO complementado con información satelital (índice verde normalizado, IVN). La radiación absorbida se estimó a partir de su relación con el IVN. Ambas EUA y EUR presentaron una variabilidad que abarcó todo el rango citado en la bibliografía internacional. El genotipo y la edad del cañaveral fueron los factores con mayor influencia sobre dichas eficiencias. Los requerimientos hídricos estimados superaron hasta en un 100 por ciento a los de los de los ecosistemas prístinos (yungas)y a la precipitación, y representaron una pérdida de energía superficial de hasta 72,6 W m-2 (74,3 por ciento de la radiación de onda corta incidente). Los potenciales impactos identificados dependen de las estrategias de manejo, e incluyen: desequilibrios de la red trófica asociados al flujo de energía, alteraciones de los ríos (reducción del caudal, inundaciones luego de eventos lluviosos y contaminación), modificaciones cuali/cuantitativas de las napas, enfriamiento superficial, exportación regional de vapor de agua, entre otros. Los resultados de esta tesis permiten guiar el manejo del cultivo, minimizando la ocurrencia de dichos impactos.

Mecanismos asociados a la producción de granos en soja frente a cambios en el fotoperíodo en post - floración

La producción de granos en soja depende, al menos en parte, del fotoperíodo explorado durante post-floración. Este efecto fotoperiódico ha sido vinculado a los cambios en la duración de la oferta de recursos (efecto indirecto) ya que el fotoperíodo modifica la duración de la etapa post-floración. Sin embargo, los cambios en el fotoperíodo también alteran la morfología y el desarrollo de las plantas de soja pudiendo afectar directamente la producción de granos, además de los cambios mencionados en la oferta de recursos. Este tipo de efectos fotoperiódicos directos permitirían hacer un uso más eficiente de los recursos para producir granos. En este marco, el objetivo de esta tesis es estudiar los mecanismos asociados a la producción de granos en soja frente a cambios en el fotoperíodo en post-floración. Se realizaron dos experimentos a campo con tratamientos de extensión artificial del fotoperíodo para identificar los mecanismos fotoperiódicos involucrados en la producción de granos a nivel de cultivo y a nivel de nudo, en un genotipo comercial de soja. A su vez, se incluyeron tratamientos de sombreo (distintos niveles de radiación incidente) para discriminar cuáles de dichos mecanismos fotoperiódicos están mediados por cambios en la oferta de radiación (indirectos) y cuáles son efectos del fotoperíodo per se (directos). Además, se realizaron otros dos experimentos utilizando líneas casiisogénicas y genotipos comerciales con distinta sensibilidad fotoperiódica para analizar la variabilidad genotípica para los mecanismos fotoperiódicos involucrados en la producción de granos. La extensión del fotoperíodo aumentó la producción de granos a nivel de cultivo a través de cambios en la oferta de recursos (efectos indirectos). Sin embargo, también se observaron efectos directos del fotoperíodo sobre la producción de granos mediante la modificación de la producción de nudos. La extensión del fotoperíodo distribuyó espacialmente los destinos, lo cual permitiría hacer un uso más eficiente de los recursos al reducir la nterferencia entre vainas que crecen en un mismo nudo. Asimismo, se encontró variabilidad genotípica para este mecanismo fotoperiódico directo. A nivel de nudo, la extensión del fotoperíodo retrasó el inicio de la elongación de vainas dominantes y permitió que se extendiese la floración, abriesen más flores y estableciesen más vainas en posiciones normalmente dominadas del nudo. Este efecto fotoperiódico también distendió la interferencia entre vainas que crecen en un mismo nudo a través cambios en la distribución temporal de los destinos. Sin embargo, no se encontró variabilidad genotípica para este mecanismo fotoperiódico bajo condiciones de fotoperíodo natural. Los resultados obtenidos revelan mecanismos asociados a la producción de granos en soja frente a cambios en el fotoperíodo en post-floración que son independientes del aumento de la oferta de recursos. Dichos mecanismos involucran efectos fotoperiódicos directos sobre las relaciones intra-nodales entre vainas, mediados por el efecto del fotoperíodo sobre la producción de nudos y la tasa de desarrollo de las vainas.

Efectos de la temperatura sobre el peso seco, concentración de aceite y la proporción de ácidos grasos en el aceite de frutos de olivo (Olea europaea L. var Arauco)

Las respuestas de los componentes del rendimiento y de la calidad del aceite a la temperatura aún no han sido estudiadas en olivo ni en otras oleaginosas que acumulan aceite principalmente en mesocarpo (cerca de 95 por ciento del total en el caso de olivo). La información disponible en olivo se basa en correlaciones ligadas a variaciones en ubicación geográfica, altitud y años en los que pudieron covariar con la temperatura otros factores (radiación, disponibilidad hídrica, nutrición, etc). El objetivo de esta tesis fue evaluar el rol de la temperatura durante el crecimiento de frutos de olivo sobre el peso seco de los mismos, su contenido y concentración de aceite y las proporciones de ácidos grasos del aceite. Se realizaron experimentos manipulativos aplicados a ramas fructíferas creciendo a campo, utilizando cámaras transparentes con control y registro de temperatura. Los rangos de temperaturas medias alcanzados (entre 15-32 ºC) fueron mucho mayores a los rangos de 1 y 4 ºC logrados en estudios correlativos y permitieron generar relaciones funcionales para el peso seco del fruto, su concentración de aceite, y la proporción de ácidos grasos en el aceite. El contraste entre aplicaciones de temperaturas mayores o menores al ambiente durante períodos largos (114 días) y cortos (30 días) demostraron que tanto la proporción de aceite del fruto como la de ácido oleico en el aceite de fruto entero (mesocarpo + semilla) disminuye al aumentar la temperatura. Si bien en ambas estructuras del fruto la temperatura tuvo un efecto negativo sobre la concentración de aceite, las respuestas a la temperatura de la proporción de ácidos grasos de la semilla y el mesocarpo, medidos en forma separada, difirieron entre sí. Los patrones de respuesta de las proporciones de ácidos grasos en el aceite de semilla mostraron similitudes con las conocidas para especies oleaginosas de semilla como girasol. Por contraste, en el aceite de mesocarpo de olivo la proporción de ácido oleico disminuyó con el aumento de la temperatura, patrón opuesto a lo manifestado en semillas de olivo y en las de oleaginosas anuales. En esta tesis también se evaluó el efecto de la temperatura mínima nocturna sobre el crecimiento de los frutos y la calidad del aceite. Los resultados sugieren que la temperatura mínima nocturna y la amplitud térmica diarias son las dimensiones del régimen térmico diario con los que mejor se asociaron los cambios en el peso seco del fruto, la proporción de aceite y las proporciones de ácidos grasos en el mismo. Los resultados de esta tesis sirven para guiar la selección de sitios de plantación de nuevos olivares basados en los registros térmicos zonales, y para explicar los desajustes de la proporción de ácidos grasos del aceite de oliva producido en el NOA y la normativa del Consejo Oleícola Internacional (COI). Las relaciones funcionales entre las variables respuesta y la temperatura definidas podrán incorporarse en modelos de simulación del rendimiento y calidad que se desarrollen en el futuro. Tomados en conjunto con la tendencia al aumento de la temperatura, producto del calentamiento global, los resultados permitirán estimar la magnitud de los impactos negativos que podrían afectar el rendimiento del cultivo y la calidad del aceite.

Sensibilidad de trigo y cebada al anegamiento y su interacción con la disponibilidad de nitrógeno

El anegamiento impone una restricción importante al crecimiento y producción de los cultivos a nivel mundial, y su importancia está prevista que aumente dado el proyectado aumento a futuro en la frecuencia de eventos climáticos extremos. La mayoría de los trabajos que han evaluado el efecto del anegamiento en trigo y cebada se centraron en un momento particular del ciclo del cultivo y las aproximaciones son preferentemente a nivel de planta u órgano, pero son muy escasos los trabajos que evaluaron variables de crecimiento a nivel de cultivo y a lo largo del ciclo ontogénico. El objetivo de esta tesis fue evaluar la respuesta de los componentes ecofisiológicos que definen el rendimiento y la acumulación de biomasa de trigo y cebada sometidos a anegamiento prolongado en distintos momentos de su ciclo ontogénico y con dosis contrastantes de disponibilidad nitrogenada. Utilizando una aproximación a nivel de planta, se identificó que el período de mayor sensibilidad al anegamiento en lo que respecta a pérdidas de rendimiento, se centra previo a floración tanto en trigo como en cebada, y las pérdidas de rendimiento fueron de similar magnitud en ambas especies. También se detectó que la ocurrencia de anegamiento en estados tempranos del desarrollo produjo un alargamiento del período emergencia-floración, redujo la tasa de macollaje y prolongó el período de aparición de macollos, y este efecto fue más marcado en cebada que en trigo. Además, el anegamiento produjo una severa pérdida de la biomasa de raíces y longitud radical por planta en ambas especies, y afectó la acumulación y mantenimiento de la biomasa aérea, en donde los efectos del anegamiento se observaron más tardíamente. Utilizando una aproximación a nivel de microcultivo se observó que un incremento en la disponibilidad de nitrógeno al inicio del cultivo no mitigó de manera significativa la respuesta al anegamiento, o incluso magnificó los efectos negativos del anegamiento en el caso de cebada. Las pérdidas de biomasa por anegamiento se dieron tanto por caídas en la capacidad de captura de radiación (por pérdidas del área foliar)como por caídas en su eficiencia de uso en ambas especies. Para la Región Pampeana se determinó, utilizando el modelo de simulación CERES-Wheat, una probabilidad de ocurrencia de anegamiento durante el período crítico de hasta el 25 por ciento. En conclusión, el anegamiento afecta la producción de trigo y cebada en Argentina y provoca efectos inmediatos y a largo plazo sobre la producción de biomasa y rendimiento en ambos cultivos, cuya magnitud depende del estado ontogénico del cultivo durante la ocurrencia del estrés.

Sustentabilidad de la cañicultura en el NO Argentino : análisis de las dinámicas del agua y la energía

La caña de azúcar es un importante movilizador de la economía del NO argentino. Su cultivo presenta elevados requerimientos hídricos con potenciales impactos ambientales. La crisis energética incrementa la demanda de biocombustibles derivados del azúcar, con posibles aumentos del área cultivada y de sus impactos. Los antecedentes sobre el uso del agua y de la radiación en caña de azúcar involucran el efecto de unos pocos factores y son localmente escasos. El objetivo de esta tesis fue estudiar los controles de la transpiración y de la eficiencia en el uso del agua (EUA) y de la radiación (EUR) en los agroecosistemas de caña de azúcar del NO argentino, e inferir sobre la sustentabilidad ecológica y productiva. Para ello, ambas eficiencias se calcularon como el cociente entre el rendimiento de caña y la cantidad de recursos (agua o radiación) insumidos. El consumo de agua se estimó con el modelo propuesto por la FAO complementado con información satelital (índice verde normalizado, IVN). La radiación absorbida se estimó a partir de su relación con el IVN. Ambas EUA y EUR presentaron una variabilidad que abarcó todo el rango citado en la bibliografía internacional. El genotipo y la edad del cañaveral fueron los factores con mayor influencia sobre dichas eficiencias. Los requerimientos hídricos estimados superaron hasta en un 100 por ciento a los de los de los ecosistemas prístinos (yungas)y a la precipitación, y representaron una pérdida de energía superficial de hasta 72,6 W m-2 (74,3 por ciento de la radiación de onda corta incidente). Los potenciales impactos identificados dependen de las estrategias de manejo, e incluyen: desequilibrios de la red trófica asociados al flujo de energía, alteraciones de los ríos (reducción del caudal, inundaciones luego de eventos lluviosos y contaminación), modificaciones cuali/cuantitativas de las napas, enfriamiento superficial, exportación regional de vapor de agua, entre otros. Los resultados de esta tesis permiten guiar el manejo del cultivo, minimizando la ocurrencia de dichos impactos.