Una aproximación mecanística al problema de las enfermedades foliares en el cultivo de trigo

Las decisiones de manejo de enfermedades foliares en el cultivo de trigo se basan generalmente en el uso de umbrales construidos a partir de relaciones empíricas que relacionan el nivel de reducción del rendimiento con el nivel de enfermedad presente en el cultivo en un momento dado. Dichas relaciones no consideran aspectos ecofisiológicos que hacen a la generación del rendimiento limitando la extrapolación de dichos umbrales a situaciones agronómicas distintas de aquellas en las que se construyeron. Comprender como las enfermedades interfieren en los procesos fisiológicos que determina la producción de biomasa y el rendimiento es de relevancia para estimar con mayor precisión y para un mayor rango de condiciones las mermas de producción originadas por las mismas. En esta tesis se exploró el efecto de las principales enfermedades foliares sobre distintos procesos fisiológicos vinculados con la generación de biomasa a partir de la medición en parcelas a campo de variables: i. a nivel de canopeo: índice de área foliar y, eficiencias de intercepción, absorción y uso de radiación entre otras y; ii. a nivel de hoja: fotosíntesis y variables relacionadas. La fotosíntesis del área verde de hojas enfermas solo se redujo bajo condiciones de saturación lumínica pero no ante condiciones de baja irradiancia, no observándose diferencias para tales efectos entre los tratamientos de alta y baja disponibilidad de nitrógeno. Considerando que las hojas de un cultivo se encuentran expuestas a niveles cambiantes de radiación debido a cambios en la incidencia de los rayos solares y a la extinción de luz en el canopeo es esperable que la reducción observada a altas irradiancias se diluya a nivel de canopeo. De hecho, las reducciones de biomasa a nivel cultivo se debieron principalmente a reducciones en la intercepción y absorción de radiación sin efectos claros sobre la eficiencia de uso de la misma. Los resultados obtenidos demuestran que aspectos tales como el nivel de cobertura foliar, la posición vertical del canopeo afectada por las enfermedades y la arquitectura del cultivo, junto con la cuantificación del nivel de enfermedades deberían ser considerados a la hora de tomar decisiones de control químico y como base para generar modelos de tipo funcionales que apoyen la toma de tales decisiones.

Inferencia bayesiana sobre los parámetros de dispersión genéticos y ambientales en modelos animales con efectos maternos

Los modelos 'modelos animales con efectos maternos' (MAM) son modelos lineales mixtos que se utilizan para ajustar registros de caracteres bajo la influencia de efectos maternos. Uno de los desafíos más importantes en el marco de los MAM es la estimación de los parámetros de dispersión o 'componentes de (co) varianza' (CVC). En esta tesis se introducen desde una perspectiva bayesiana contribuciones teóricas y metodológicas con relación a la estimación de CVC para MAM sujetos a estructuras de covarianza novedosas. En primer lugar, se describe una implementación del análisis bayesiano jerárquico vía el algoritmo del muestreo de Gibbs. Luego, se considera una especificación conjugada diferente para la distribución a priori de la matriz de covarianza genética, basada en la distribución Wishart invertida generalizada, y se presenta una estrategia para determinar los correspondientes hiperparámetros. Esta estrategia fue comparada contra otras especificaciones a priori mediante un estudio de simulación estocástica, y produjo estimaciones precisas de los parámetros genéticos, con menores errores estándares y mejor tasa de convergencia. En segundo lugar, se presenta una formulación alternativa del MAM que incluye un parámetro de correlación ambiental entre pares de observaciones madre-progenie, y se desarrolla un procedimiento de estimación basado en un algoritmo de muestreo por grilla. El procedimiento fue programado y ejecutado exitosamente, y se obtuvo la primera estimación del parámetro de correlación con datos de campo para peso al destete en bovinos de carne. Por último, se considera el problema de la estimación de CVC en una población multirracial, donde en general es necesario especificar una estructura de covarianza heterogénea para los valores de cría. En particular, se demuestra que el modelo basado en la descomposición de la matriz de covarianza genética es equivalente al que deriva de la teoría genética cuantitativa. Además, se extiende el modelo para incluir efectos maternos y se describe la implementación de un análisis bayesiano jerárquico con el objetivo de estimar los CVC. El procedimiento fue implementado con éxito en datos experimentales de peso al destete y se obtuvieron por primera vez estimaciones para el conjunto completo de CVC.

Estimación remota del área de planta en un bosque seco : validación de un sistema autónomo de captura y almacenamiento de datos

El índice de área foliar es clave en el control de los procesos de los ecosistemas y como tal se busca estimarlo cada vez con mayor precisión y frecuencia para estudios locales, regionales y globales. Los métodos han evolucionado desde la medición directa hasta la utilización de instrumentos ópticos, logrando reducir los esfuerzos y los costos y permitiendo ampliar la frecuencia, la cobertura geográfica y la variedad de ambientes en la estimación de la variable. Una herramienta de estimación es el sistema PASTiS 57, desarrollado en el INRA, que permite registrar la transmitancia de la radiación en la porción del azul del espectro automáticamente cada 1 minuto, derivando de ella el índice de área de planta (PAI). El sistema se ha probado con éxito en bosques boreales y áreas agrícolas, pero no ha sido validado en bosques secos o en áreas semiáridas. El objetivo de este trabajo fue estimar la evolución de PAI con sensores autónomos en tres sitios en un bosque seco en la provincia de San Luis bajo diferentes coberturas a lo largo de un año y evaluar su desempeño en relación a estimaciones realizadas con fotografías hemisféricas, ampliamente validadas para la obtención de PAI. El PAI obtenido mostró una evolución temporal similar al estimado con el método convencional, presentándose hasta el momento como la única herramienta para realizar un monitoreo continuo de esta variable en tierra, en una escala de detalle mayor que la de los sensores remotos satelitales, y requiriendo un menor esfuerzo de muestreo que el habitual con fotografías hemisféricas y otros sensores ópticos manuales.

Comportamiento de la vegetación en planicies inundables : impacto del anegamiento y los cambios en el uso del suelo

En los ecosistemas de llanuras, como la Llanura Pampeana Argentina, los flujos en sentido vertical - transpiración y evaporación directa - son las principales vías evaporativas de salida de agua. La vegetación controla las salidas transpirativas, por ello la cobertura del suelo tiene una gran influencia en el funcionamiento ecosistémico. Aún no se conoce con certeza cómo el uso del suelo y sus modificaciones condicionan el régimen de inundaciones. Los objetivos de este trabajo son i) describir los eventos de anegamiento de un área representativa de la Pampa Interior para un período de 11 años; ii) analizar el impacto de la frecuencia de anegamiento sobre el funcionamiento de la vegetación a escala regional y iii) a escala local. Se evaluó de qué manera la frecuencia de anegamiento y el tipo de cobertura condicionan la respuesta de la vegetación frente a una inundación utilizando información satelital del período 2000-2010. Se utilizó el IVN obtenido del producto MODIS MOD13Q1 como indicador de transpiración y mapas de anegamiento. Los resultados muestran que a mayor frecuencia de anegamiento se registra un mayor descenso de la transpiración y mayor tiempo de recuperación con respecto a los sitios no anegados. El impacto negativo del anegamiento sobre cultivos anuales es mayor que sobre especies forrajeras, las cuales conservan las tasas de transpiración a pesar de estar anegadas. Esto sugiere que bajo el uso de la tierra actual de la región donde se reemplazan los esquemas de rotación por cultivos anuales, los futuros eventos de inundación pueden perdurar más tiempo debido a menores tasas de transpiración durante estos eventos. Para evitar este riesgo habría que mantener un mayor porcentaje de heterogeneidad del paisaje.

Estimación satelital de la productividad primaria neta aérea de la vegetación herbácea del Caldenal

En la Región del Caldenal es necesario generar cambios en la implementación de prácticas de manejo de la ganadería, desarrollar una actividad sustentable y, a su vez, evitar el mayor deterioro del ecosistema y sus servicios. Dichos cambios deberían incluir el uso racional del la vegetación herbácea, combinado con pasturas C4, actividad que en los últimos años se expandió en la región. Para lograr la complementariedad de dichos recursos y poder estructurar estrategias de manejo, debe conocerse su funcionamiento, estacionalidad y productividad. La información satelital provee la ventaja de otorgar gran cantidad y calidad de datos, en distintas escalas espaciales y temporales. El presente trabajo explora algunas posibilidades para la aplicación de dichas herramientas en la Región del Caldenal. La finalidad es proponer estrategias para conocer en forma sencilla la productividad primaria neta aérea del sistema, como determinante de la receptividad animal y el funcionamiento del ecosistema. Se utilizaron imágenes correspondientes a 60 potreros, distribuidos en seis localidades de la Región del Caldenal, Provincia de La Pampa, con bosque de caldén ("fachinal"), sabanas ("Caldenal"), pasturas de Eragrostis curvula y de Panicum coloratum. Con dichas imágenes se evaluó la variabilidad del Índice de Vegetación Normalizado (IVN) en el tiempo, relacionándolo con el funcionamiento ecosistémico (Capítulo 2), se propuso una metodología para discriminar el IVN de la vegetación herbácea y leñosa en los potreros de sabana (Capítulo 3) y se estimó la Productividad Primaria Neta Aérea de los distintos recursos, realizando comparaciones de estacionalidad y producción, y correlaciones con variables ambientales (Capítulo 4). El presente trabajo demuestra las potencialidades de uso de herramientas satelitales para estimar diferentes atributos de los recursos naturales y cultivados del Caldenal. El ajuste de dichas técnicas en la región resulta clave para el diseño de estrategias de manejo ganadero sustentables y conservación de los recursos.

Rehabilitación de suelos salino - sódicos : evaluación de enmiendas y de especies forrajeras

La salinización de los suelos es uno de los problemas más graves de degradación en el mundo. En la Argentina hay aproximadamente 85.000.000 ha afectadas por exceso de sales y sodio. La generación de productos orgánicos como residuo de procesos industriales es vista con interés para la recuperación de suelos salino-sódicos. Por otra parte, en producciones extensivas se generan productos orgánicos con potencial de bioremediación como los biosólidos de Feedlot (BF) y los Efluentes de Tambo (BT). El objetivo de esta tesis fue investigar posibles estrategias de rehabilitación de suelos salino-sódicos, a través de la evaluación de la aplicación de enmiendas biológicas (Biosólidos de feedlot y Efluentes de tambo) y químicas (Yeso) con el fin de modificar las propiedades químicas de suelos Natracuoles y mejorar la productividad primaria de gramíneas forrajeras perennes. Para esto, se llevaron a cabo dos ensayos, uno bajo condiciones de invernáculo y otro a campo. En los dos ensayos los tratamientos fueron: testigo (T), aplicación de 8 t de materia seca (MS) ha-1 de BT, aplicación de 8 t MS ha-1 de BF y aplicación de 12 t ha-1 de Y. En invernáculo se evaluó la respuesta en biomasa aérea y radical de Thinopyrum ponticum (agropiro alargado). En el ensayo de campo se evaluó el comportamiento de las enmiendas sobre las propiedades químicas del suelo, utilizándose cobertura vegetal de cebada (Hordeum vulgare L.) y sorgo para silaje (Sorghum sudanense). En invernáculo se comprobó que los BT, los BF y el Y incrementaron la MS aérea y radical de T. ponticum. En el ensayo a campo, se comprobó que los BT, los BF y el Y, no tuvieron efecto alguno sobre las propiedades químicas del suelo. La variabilidad observada en la materia seca (MS) de S. sudanense se explicó en un 49 por ciento por el Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI) del suelo y la profundidad del horizonte A. Se concluye que los BT, los BF y el Y incrementaron la MS aérea y radical de agropiro bajo condiciones de invernáculo, pero a campo, no fueron efectivos en la remediación de la salinidad y la sodicidad del suelo debido a la elevada variabilidad edáfica y a la sequía ocurrida durante el período experimental, condiciones que impidieron la lixiviación de sodio intercambiado por calcio y el exceso de sales solubles, y la consecuente remediación. La falta de respuesta observada a campo fue atribuida, además a la decobertura superficial del suelo por la labranza, particularmente en suelos con delgado horizonte A

Factores ambientales pre - dispersión y post - dispersión de semillas que modulan la germinación y emergencia de Digitaria sanguinalis (L.) Scop. en el cultivo de soja

El éxito de Digitaria sanguinalis en los cultivos estivales de la Argentina se debe en gran medida al establecimiento de varias cohortes a lo largo del ciclo del cultivo, lo que le permite escapar a los controles químicos. El establecimiento de las plántulas depende de factores ambientales pre-dispersión (competitivos y no competitivos), a través de los efectos maternos, y post-dispersión (no competitivos). A su vez, los efectos predispersión competitivos también afectan la fecundidad de las plantas. Por lo tanto, comprender los efectos de las interacciones dentro del sistema cultivo-maleza sería de utilidad para diseñar estrategias de manejo más efectivas de la maleza. Este trabajo tuvo como objetivo general i) determinar los efectos pre-dispersión que genera el cultivo de soja sobre el crecimiento, la estructura, la fecundidad y la dormición de semillas de biotipos locales de D. sanguinalis, y ii) los efectos post-dispersión que genera el ambiente en el que se encuentran las semillas condicionando el establecimiento de las plántulas en la campaña siguiente. Para cumplir con estos objetivos se realizaron experimentos i) en cámara evaluando los efectos de la temperatura, luz y humedad y el rol de las cubiertas en la imposición de la dormición, ii) en parcelas a campo combinando la presencia del cultivo con distintas distancias entre surcos, los grupos de madurez y los "gaps", iii) en macetas a campo evaluando los efectos del sombreo, la fertilidad edáfica y la luz roja y azul y iv) en parcelas a campo combinando la cobertura del suelo (rastrojo), el tiempo de permanencia de las semillas en el suelo, la presencia del cultivo de soja y el nivel de dormición de las semillas al momento de su dispersión. Temperaturas frescas (5ºC a 20ºC) y humedad, seguidas de temperaturas alternadas (20/30ºC) con luz fueron las mejores condiciones para la salida y la terminación de la dormición de las semillas, respectivamente. Dicha dormición está determinada por las cubiertas de las semillas, principalmente por la lemma y, aparentemente por el efecto de inhibidores presentes en ella. El cultivo de soja modificó el ambiente en el que crecen las plantas de la maleza al alterar la radiación incidente, la relación R-RL, la temperatura y la humedad relativa reduciendo la biomasa, la altura, el número de vástagos, la fecundidad de las plantas y el nivel de dormición de las semillas de D. sanguinalis. El nivel de dormición fue afectado por la temperatura máxima, la alternancia de temperatura y la radiación incidente en estadios reproductivos de la maleza, en cambio la fertilidad edáfica, la luz azul y rojo lejano no tuvieron ningún efecto. Por otra parte, el rastrojo de soja o de maíz, no modificó la salida de la dormición pero retrasó la terminación de la misma por la disminución en la alternancia de las temperaturas, retrasando la germinación y la emergencia de la maleza en la campaña siguiente. Semillas con distinto nivel de dormición en el momento de dispersión, tuvieron distintos valores de emergencia en la campaña siguiente cuando la temperatura no fue lo suficientemente baja como para reducir los niveles de dormición de toda la población. La presencia de un cultivo de soja junto con la presencia de rastrojo de soja o maíz, redujeron la emergencia de las plántulas a campo debido, en parte, al efecto de la menor alternancia de temperaturas. Los resultados de esta tesis permiten determinar cómo la estructura del cultivo de soja modifica el establecimiento de plántulas de D. sanguinalis en la campaña siguiente, a través de su efecto sobre el ambiente pre y postdispersión, afectando la salida y la terminación de la dormición y por lo tanto la emergencia de la maleza.