Efecto de la concentración de N-NO3- en la solución nutritiva sobre la cantidad y calidad de flores de un cultivo sin suelo de gerbera

En los sistemas de cultivo sin suelo la producción tiene lugar sobre un sustrato compuesto por un material o mezcla de materiales no edáficos, generalmente con baja o casi nula disponibilidad natural de nutrientes minerales, por lo que los mismos son agregados junto con el agua de riego. El manejo nutricional debe asegurar tanto la concentración individual como un balance adecuado entre ellos, en orden de obtener alta productividad y calidad, a la vez que un ajuste fino de la fertilización contribuye a reducir el impacto ambiental. Los objetivos de esta tesis fueron: 1º) evaluar los efectos de diferentes concentraciones de N-NO3- en la solución nutritiva sobre el rendimiento de un cultivo de Gerbera jamesonii Bolus para flor de corte, 2º) analizar si el índice de área foliar (IAF) y el contenido de clorofila están asociados con tales efectos, 3º) determinar si distintas dosis de N afectan la absorción y/o acumulación de otros nutrientes. Para ello se realizaron mediciones de producción (varas florales por unidad de superficie) y calidad de flor (longitud de vara, diámetro de capítulo y vida en florero), área foliar, contenido de clorofila y de nutrientes en hoja. Se determinó consumo de agua y nutrientes a través del seguimiento del agua de riego y de drenaje. Se realizaron mediciones con un radiómetro multiespectral para determinar correlaciones entre las variables ecofisiológicas medidas y el patrón de reflectancia del cultivo. Luego de un año de cultivo, se verificaron variaciones de IAF y clorofila y se encontraron diferencias significativas en cantidad y calidad de flores en momentos puntuales en relación con la dosis de N y con la radiación y temperatura, observándose en general mejores resultados de la dosis más alta en momentos de mayor radiación y temperatura, mientras que en épocas más frías no hubo diferencias o bien estas no fueron cuantitativamente importantes. También se encontró relación entre distintas dosis de N y acumulación de P, K, Ca y Mg en hoja. La construcción de modelos a partir de sensores remotos de reflectancia permitió estimar el contenido de clorofila, de nitrógeno y el IAF. Es necesaria la validación de los mismos para poder utilizarlos como herramienta de manejo. Se concluye que un manejo nutricional óptimo debería modificar la concentración de nutrientes teniendo en cuenta las condiciones ambientales

Fertilización nitrogenada en cultivos de invierno en base a nitrógeno disponible en suelo y condiciones climáticas pre - siembra (temperatura y precipitaciones)

El correcto manejo del N resulta muy importante en los cultivos de trigo y cebada. Esto se explica por la importancia que tiene este nutriente en el crecimiento de los cultivos, por la movilidad que presenta en el suelo, por la diversidad de factores (bióticos como abióticos) que lo afectan y por el peso económico que tiene el correcto uso de este nutriente. Por lo expresado hemos estudiado con datos de 164 chacras para diferentes años (1999-2000-2001-2002) el efecto de la Temperatura, Precipitación, Fecha de Siembra y Antecesores sobre la disponibilidad de N-NO3 - a la siembra de cultivos de invierno. Bajas precipitaciones durante los 40 días previos a la siembra, alta temperatura del período y fecha de siembra temprana se asociaron a los mayores niveles de N-NO3 - disponibles en el suelo a la siembra. En función de esta información, cuando las lluvias durante los 40 días previos a la siembra son menos de 20 mm y se logran siembras tempranas, es esperable que no haya déficit inicial de N para los cultivos. En siembras inmediatas a períodos de precipitaciones excesivas (135 mm) es esperable muy baja disponibilidad de N-NO3 -, por lo que, si no se dispone del valor de análisis, sería necesario corregir con la dosis máxima propuesta. Para las situaciones intermedias, la única herramienta válida sería el análisis de suelo correspondiente

Calidad de aquenio y aceite de girasol : efectos del genotipo, factores ambientales y su interacción y relación con el rendimiento y sus componentes

El objetivo de esta tesis fue estudiar los efectos del genotipo, el ambiente y su interacción sobre peso de cáscara y aptitud al descascarado de los granos; y la composición acídica, contenido de ceras, tocoferoles y fosfolípidos y estabilidad oxidativa del aceite de girasol; así como de las relaciones intrínsecas entre dichos variables con rendimiento en aceite y peso de aquenios, identificando etapas fenológicas de máxima respuesta de estas características de calidad al efecto combinado de factores ambientales, dentro de los cuales se incluyeron a la productividad media y a características de suelo y climáticas, registrados para cada una de las etapas fenológicas de cada cultivar en cada localidad. Se utilizó un diseño de bloques al azar con 5 cultivares sembrados en 11 localidades de Argentina, distribuidas en las áreas NEA, OESTE y SUR. Se aplicaron técnicas de ANAVA factorial, regresión múltiple, análisis de sendero y esquemas de causa-efecto para estimar la importancia relativa de las fuentes de variación e identificar los factores ambientales de mayor efecto sobre estas características. Se utilizó análisis de conglomerados y componentes principales para el estudio de interrelaciones entre las características de calidad y factores ambientales. Aunque se observó variabilidad entre genotipos, el efecto del ambiente sobre la variabilidad total fue superior a la contribución del componente genético para todos los atributos examinados, con la excepción de porcentaje de cáscara y concentración de ceras. No se observó relación entre el rendimiento y las características estudiadas. Los factores ambientales de mayor efecto sobre las características de calidad fueron temperatura mínima, PAR, agua útil, precipitaciones, humedad relativa y nitrógeno, dependiendo el efecto individual, de cada factor, de su interrelación y de la etapa fenológica que se considere. Las condiciones ambientales durante las etapas R1-R5.5 y R5.5+300°Cd lograron explicar gran parte de la variabilidad total.

Evaluación de parámetros de calidad en dos cultivares de melón aplicando distintos niveles de potasio mediante fertirrigación en cultivo bajo cubierta

El estudio sobre las condiciones de fertilidad y variables de calidad del melón resultan de suma importancia para el mejoramiento de la aptitud y competitividad del producto. El objetivo de esta tesis fue determinar la influencia del contenido de potasio y su efecto sobre relaciones nitrógeno/potasio de la solución de fertilizante sobre la producción, calidad y sanidad de los frutos en dos cultivares de melén (tipo Honey Dew y Cantaloupe) bajo invernáculo y sobre propiedades físico químicas del suelo. Se determinaron propiedades de calidad, sanitarias y se analizaron propiedades relacionadas a la fertilidad de los suelos. El rendimiento y las variables de calidad como: diámetro ecuatorial y polar, sólidos totales y azúcares presentaron en ambos cultivares mayor valor en el tratamiento con mayor contenido de potasio. El grosor de la cáscara no mostró diferencias significativas, al igual que en la resistencia a la presión, como tampoco el color superficial, la longitud de la cavidad central ni el contenido de nitratos en los frutos. Ambos cultivares fueron susceptibles a la inoculación con el Fusarium semitectum, aunque Honey Dew presentó una mayor resistencia a la infección, pero sin diferencias significativas. La mayoría de las variables relacionadas al suelo no se modificaron con los tratamientos de fertilización con excepción del contenido de potasio en cosecha y poscosecha. Este hecho sumado a las relaciones significativas y positivas entre los contenidos de potasio del suelo y variables relacionadas a la calidad y producción del cultivo de melón, sugiere que el efecto de la fertilización se dio fundamentalmente a través de cambios en la disponibilidad de potasio.

Propiedades de suelo y producción de trigo según estrategias de delimitación de zonas de manejo

Las metodologías para la delimitación de zonas de manejo (ZM) dentro de lotes de producción han diferido según sus aplicaciones. Los objetivos de este trabajo fueron (i) cuantificar diferencias de propiedades de suelo y de productividad y uso de nitrógeno en trigo entre ZM definidas mediante 8 metodologías en Argiudoles representativos de la pampa ondulada (PO), y (ii) mediante una metodología seleccionada en (i) cuantificar diferencias de productividad de trigo entre ZM con diferentes niveles de nitrógeno aplicado: 0 y 160 kg N ha-1 según años y regiones. Además, (iii) integrar los rendimientos de trigo con indicadores independientes de suelo. En 3 lotes de trigo de la PO durante la campaña 2007 se delimitaron ZM de alta (A), media (M) y baja (B) productividad según mapas de rendimiento (MR), posición en el relieve, índice de verdor de cultivos, índice verde de gramíneas, antecedentes de manejo, mapa de suelo, fotointerpretación (FIS), y suma estandarizada de MR y mapas de suelos. Utilizando FIS en la campaña 2008 se delimitaron ZM en 3 lotes de la subregión PO, y en 3 lotes de las subregiones pampa austral y pampa interior. Las diferencias entre ZM en propiedades de suelo y producción de trigo fueron dependientes de los lotes. La FIS determinó mayor contenido de carbono orgánico (mayor a 6 por ciento) en la ZM A y M que en la ZM B. Al incrementarse la productividad de las ZM, los máximos rendimientos fueron logrados con menores niveles de nitrógeno disponible. Diferencias mayores entre ZM de productividad A y B se tuvieron delimitado con FIS, la ZM de productividad A superó a ZM B en los rendimientos mínimos (mayor a 44 por ciento) y máximos (mayor a 7,5 por ciento), y en eficiencia uso de nitrógeno (menor a 59 por ciento). En menor medida que la disponibilidad de nitrógeno las condiciones del año mostraron efectos sobre las diferencias de rendimientos entre ZM, con balances hídricos más favorables se incrementaron las diferencias de rendimientos entre la ZM A y ZM B en 6 por ciento. En la subregión pampa interior y pampa austral las ZM de productividad A mostraron rendimientos 53 y 56 por ciento mayores que la ZM B, siendo las diferencias de rendimiento entre ZM menos afecta por la disponibilidad de nitrógeno que en la región pampa ondulada. Esta información sugiere la importancia de elección del la metodología de delimitación según el objetivo que persiga la delimitación de zonas de manejo. La instrumentación de estrategias de diagnóstico y recomendación de necesidades de fertilización con N en trigo según ZM sería una estrategia recomendable para el uso eficiente de este nutriente, mejorando su retorno productivo y reduciendo los riesgos ambientales asociados a su sobredosificación.

Efecto de la roya del álamo sobre el crecimiento del año y del rebrote de la siguiente temporada en tres clones con distinta susceptibilidad y arquitectura del canopeo

El cultivo de álamos en el Delta del Paraná, la tercera cuenca de importancia forestal de Argentina, es una actividad económica relevante que provee materia prima para las industrias del aserrado, debobinado, tableros de partículas y pulpa para papel. La producción de madera de álamo está amenazada por enfermedades, cuyo desarrollo se encuentra favorecido por las condiciones ambientales y la estrecha base genética de sus plantaciones comerciales. Entre ellas la roya es considerada la de mayor importancia y en varias oportunidades obligó al reemplazo total de los clones en cultivo. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de la roya sobre el crecimiento del año y del rebrote de la siguiente temporada utilizando como modelo tres clones de Populus deltoides con distinta arquitectura del canopeo y nivel de tolerancia. Se evaluó además el efecto sobre la densidad básica de la madera dada su importancia en la determinación de la calidad. A fin de conocer las bases fisiológicas del daño causado por la roya se estudiaron los cambios en la dinámica foliar, la intercepción de la luz, la fotosíntesis el contenido de clorofila y el reciclado del nitrógeno. Los resultados obtenidos indican que la reducción del crecimiento y la calidad de la madera atribuible a la enfermedad se deben a una disminución de la capacidad fotosintética y consecuentemente de la capacidad de fijar y translocar carbono, tanto para continuar el crecimiento del año como para acumular reservas en la parte aérea y radical. La reducción del sistema radical limita la capacidad de explorar el suelo y adquirir agua y nutrientes durante esa temporada de crecimiento. Esto, sumado a una retranslocación incompleta de nitrógeno debido a que las hojas enfermas caen con mayor cantidad de nitrógeno, reduce las reservas de carbono y de nitrógeno para iniciar el crecimiento y la capacidad de adquirir recursos desde el suelo al inicio de la temporada siguiente.

El reemplazo de pastizales anegadizos por plantaciones de álamos con suelos drenados en el Bajo Delta del río Paraná : cambios físicos y biogeoquímicos en el suelo y el ecosistema

En los humedales del Bajo del Paraná, el drenaje de los suelos, endicamiento y forestación constituyen el cambio de uso más característico. A partir del muestreo de suelos y vegetación en parcelas pareadas de pastizales anegadizos y plantaciones forestales que los reemplazaron tras el drenaje de los suelos, se exploraron los cambios en el volumen y contenido de materia orgánica del suelo y el balance del ecosistema de carbono, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio, calcio y magnesio. El estrato de suelo orgánico original se redujo y el suelo mineral perdió volumen (-82 por ciento de porosidad en 0-10 cm de profundidad). Contrarrestó parcialmente estos efectos el aumento del contenido de materia orgánica (1,3 Mg C ha(-1) año(-1) favorecidos por el ingreso de raíces de álamos al suelo drenado (hídrico y libre de raíces en los pastizales). Comparadas con los pastizales, las forestaciones acumularon más carbono y nutrientes en la biomasa aérea y menos en broza y raíces. El balance final fue neutro para carbono y nitrógeno y negativo para fósforo (-0,7 Mg ha (-1) principalmente en los estratos profundos de suelo. Para el calcio, potasio y magnesio las ganancias en el suelo profundo, posiblemente asociadas a los cambios en el balance hídrico (mayor consumo freático, menor aporte superficial), determinaron balances positivos. La relación N/P en hojas de pastos y álamos (7 vs. 18) indicó el cambio de condiciones de limitación por nitrógeno a fósforo. En poco más de una década el drenaje, endicamiento y forestación de pastizales anegadizos redistribuyó el almacenamiento de carbono y nitrógeno sin afectar su magnitud, cambió las limitaciones nutricionales, y generó cambios físicos y químicos en los suelos. Estas modificaciones pueden acentuarse en plazos más largos influenciando la productividad y los servicios ecosistémicos de estos humedales.

Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas recientemente intensificados a acuíferos: efecto de la variación en las precipitaciones

A partir del monitoreo a campo de cultivos, suelo y agua subterránea, modelos de simulación y un experimento en lisímetros se estudió el intercambio de nitrógeno (N) inorgánico entre cultivos y el agua subterránea en sistemas agrícolas recientemente intensificados con suelos ricos en materia orgánica (MO). El monitoreo (1998-2010) en tres posiciones del paisaje de la Pampa Ondulada permitió captar períodos plurianuales húmedos y secos (1506-444 mm año-1) disparadores de cambios intensos en las profundidades freáticas (mayor 1 a menor a 6 m) que afectaron la función del agua subterránea y de los cultivos como moduladores de los flujos de agua y N. Con niveles freáticos superficiales, se redujo la capacidad de almacenaje del agua drenada hacia la zona no saturada, produciéndose un flujo lateral subsuperficial que redistribuyó el N lixiviado desde posiciones altas hacia los bajos y contribuyó a la recarga del acuífero aguas abajo. Este flujo, favorecido por fuertes gradientes hidráulicos, y la concentración local de solutos disparada por el consumo de agua subterránea por los cultivos en la posición de pie de loma, produjeron picos de concentración de cloruro (menor a 500 mg Cl. l-1) y nitrato (menor a 45 mg N-NO3. l-1) en el agua freática superficial. Durante períodos normales a secos los drenajes de diferentes eventos de lluvia se alojan en la zona no saturada, disipando y retrasando la respuesta del nivel freático a eventos individuales. El agua de lluvia fluye verticalmente arrastrando N del suelo hacia una superficie freática profunda (con mayor desfasaje temporal entre la concentración de nitrato del drenaje y la del agua freática a medida que el nivel se profundiza) y luego descarga en el arroyo. La aplicación de un fertilizante enriquecido con 15N a un cultivo de maíz en lisímetros permitió demostrar que la fertilización representa un aporte insignificante (1 por ciento) al flujo de N lixiviado y que el N derivado de la mineralización de la MO del suelo constituye una fuente importante de N lixiviable durante períodos con balance hídrico positivo y/o baja demanda de los cultivos. A partir de los resultados obtenidos se propone un modelo conceptual de los flujos hidrológicos y de N en paisajes ondulados de uso agrícola para situaciones climáticas contrastantes

Variabilidad espacial de la co-limitación de agua y nitrógeno, efecto sobre la eficiencia de uso de agua y nitrógeno en maíz

El rendimiento en grano del cultivo de maíz (Zea mays L.) se encuentra principalmente limitado por agua y nitrógeno (N), presentando la oferta de ambos recursos una importante variabilidad espacial y temporal. Debido a esto, sería esperable la existencia de colimitaciones de agua y N (CAN) que generarían variaciones intra-lote en la eficiencia de uso de agua (EUA) y del N (EUN). El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de la variabilidad espacial y temporal de la co-limitación de agua y N sobre la EUA y EUN en el cultivo de maíz en lotes de producción en dos campañas agrícolas consecutivas. Se realizaron ensayos de fertilización nitrogenada por zonas de manejo (ZM) para evaluar la variabilidad espacial en dos lotes de producción (Lote 1 en campaña 2011/12 y Lote 2 en campaña 2012/13) y simulaciones de largo plazo para estudiar la variabilidad temporal de la CAN y su efecto sobre la EUA y la EUN. La EUA y EUN se asociaron estrechamente con la CAN, aunque la EUA resultó más sensible a los cambios en la CAN. Sin embargo, la relación entre la EUA y EUN con la CAN, difirió entre los Lotes evaluados. En el Lote 1 el aumento de la CAN generó aumentos en EUN y disminuciones en EUA, mientras que en el Lote 2 ocurrió lo opuesto. Los niveles de CAN variaron espacial y temporalmente, y se incrementaron con el aumento de la dosis de N. De acuerdo con esto, la CAN puede manejarse a través de la fertilización, sin embargo la dosis a la cual se obtiene la máxima co-limitación varió de acuerdo al lote considerado y a la ZM. La relación encontrada entre EUA y CAN resultó más estable en el tiempo que la relación entre la EUN y la CAN, esta relación podría utilizarse para realizar prescripciones de N por ZM de acuerdo con la disponibilidad de agua al inicio el cultivo.

La lixiviación de nitratos en la Región Pampeana : análisis de procesos y factores determinantes

La fertilización nitrogenada es esencial para satisfacer la demanda global de alimentos, pero es uno de los principales causantes de contaminación de acuíferos subterráneos con nitratos a nivel mundial y nacional. El objetivo de esta tesis fue determinar los principales factores condicionantes de la distribución y lixiviación de nitratos en suelos de la Pampa Ondulada y analizar los destinos del nitrógeno (N) de los fertilizantes. Se determinó a campo el contenido de nitratos en suelos en diferentes situaciones productivas y se realizaron experimentos a campo e invernáculo con fertilizantes marcados isotópicamente (15N) para evaluar los destinos del mismo. Se utilizó el modelo NLEAP para simular la acumulación y lixiviación de nitratos en diferentes suelos. La precipitación pluvial fue el principal factor que determinó la lixiviación de nitratos en maíz, regulando la absorción de N por el cultivo y su desplazamiento vertical. La dinámica de los nitratos presentó pulsos de acumulación en el perfil o salida del mismo, cuando las precipitaciones fueron escasas o elevadas, respectivamente. La materia orgánica del suelo fue el principal destino del fertilizante ante un estrés hídrico en maíz, seguido por su acumulación en las plantas. Lo inverso ocurrió cuando no existió estrés hídrico. El N lixiviado, derivado del fertilizante aplicado en una determinada campaña agrícola fue mínimo, en relación a las pérdidas del N de fuentes preexistente en el suelo. Los Argiudoles (texturas más finas) fueron más susceptibles a sufrir pérdidas por lixiviación que los Hapludoles (texturas más gruesas). De acuerdo con el modelo utilizado, el período crítico para la ocurrencia de lixiviación de nitratos fue entre dos cultivos de verano. La inclusión de un cultivo de cobertura en dicho período redujo las pérdidas por lixiviación, incrementando la disponibilidad de N para un cultivo posterior. La retención del N del fertilizante en los residuos del cultivo de cobertura y en la materia orgánica del suelo podría atenuar la lixiviación de nitratos sólo en un corto plazo. El modelo de simulación utilizado fue apto para estimar situaciones de pérdidas de N, cuando las dosis de fertilización fueron las normales en la región.

Estudio de una estrategia alternativa de ingeniería genética para incrementar la fijación biológica de nitrógeno atmosférico

Para satisfacer los altos rendimientos que impulsan la agricultura moderna la aplicación de fertilizantes nitrogenados ha sido fundamental. Dado que la base de la producción industrial de los fertilizantes químicos esta basado en el uso de combustibles fósiles, estos, actualmente, incrementan el costo económico debido a la disminución constante de las reservas de petróleo. Además, dada la baja eficiencia en el uso del fertilizante aplicado por parte de las plantas y el alto impacto ambiental debido a la emisión de óxido nitroso, resulta necesario emprender la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar la concentración del nitrógeno fijado. Una de las propuestas para disminuir la aplicación de fertilizantes es el uso de microorganismos fijadores de nitrógeno; que ya son ampliamente utilizados en leguminosas por su capacidad de establecer asociaciones simbióticas; las cuales, lamentablemente, aún no han sido encontradas entre los principales cultivos de cereales. El objetivo del presente trabajo es la producción de una técnica de ingeniería genética que permita obtener bacterias fijadoras de nitrógeno recombinantes capaces de asociarse a distintos cultivos vegetales incrementando la productividad de los mismos. Para ello, los genes que sintetizan la nitrogenasa (nif), que están co-localizados en una isla genómica, en Pseudomonas stutzeri A1501 se transfirieron, vía el cósmido recombinante X940, a un promotor del crecimiento vegetal, Pseudomonas protegens Pf-5. La bacteria recombinante obtenida, P. protegens Pf-5 X940, fue capaz de crecer en medios de cultivo deficientes en nitrógeno o con el agregado de amonio; mostró una alta actividad nitrogenasa, liberando al medio de cultivo cantidades significativas de amonio y presentó expresión de los genes nif, sugiriendo que el proceso de fijación, en esta bacteria, es constitutivo. Las inoculaciones de especies vegetales (arabidopsis, alfalfa, festuca alta y maíz) con Pf-5 X940 aumentaron la concentración de amonio en el suelo y la productividad de las plantas en condiciones deficientes de nitrógeno. Estos resultados inician un nuevo camino hacia la producción efectiva de inoculantes recombinantes para la fijación de nitrógeno en un amplio rango de cultivos

Riesgo de pérdida de nitratos por lixiviación en fertilizaciones nitrogenadas según manejo uniforme y sitio-específico del cultivo de maíz (Zea mays L.)

Cuando los suelos presentan variabilidad edáfica pronunciada a escala de lote y se fertiliza en forma uniforme en base a una dosis promedio de nitrógeno (N), existirán sectores sub-fertilizados y otros sobre-fertilizados que se asocian a un alto riesgo de pérdidas de N por lixiviación. El manejo sitio-específico (MSE) de la fertilización nitrogenada se sustenta en la capacidad de reconocer zonas de manejo para adecuar la aplicación de N a cada unidad reconocida. El objetivo general de esta Tesis fue evaluar la eficacia del MSE en minimizar el contenido de N residual y potencialmente lixiviable, y mejorar la eficiencia en el uso del N del maíz según zonas de manejo. Se determinó el contenido de agua y nitratos del suelo (2-3 m) en tratamientos de fertilización nitrogenada según manejo uniforme (MU) y MSE, previo a la fertilización y a poscosecha del maíz, durante dos años experimentales. La lixiviación de N fue estimada con el modelo NLEAP (Nitrate Leaching and Economic Analysis Package) mediante experimentos de simulación bajo distintos escenarios climáticos. Se observó una reducción del 32 por ciento del N residual en zonas de baja productividad de maíz con MSE de N, respecto del MU, únicamente en el segundo año experimental. Al ponderar el contenido de N residual por la proporción de las zonas de manejo a nivel lote, el MSE logró reducir un 18 por ciento el N residual en promedio en ambos años experimentales. En términos generales, se detectaron diferencias a favor del MSE, respecto del MU, en las eficiencias de uso de agua y N del maíz. Los experimentos de simulación evidenciaron una mayor lixiviación de nitratos con MU que con MSE a nivel lote en todos los escenarios climáticos estudiados del primer año experimental. El MSE de N puede ser considerado como una práctica conservacionista que optimice la eficiencia de uso del agua y N, a la vez de maximizar los rendimientos. Además, puede facilitar la identificación de aquellas áreas dentro del lote con mayor susceptibilidad a las pérdidas de N por lixiviación. La proporción de las zonas de manejo resulta un factor espacial imprescindible para determinar el riesgo potencial de lixiviación de nitratos a nivel lote

Análisis genético de la respuesta de los caracteres ecofisiológicos determinantes del rendimiento en grano a la disponibilidad de nitrógeno en maíz (Zea mays L.)

Un entendimiento del tipo de control genético subyacente a la expresión del rendimiento en grano por planta (RGP) en híbridos de maíz (Zea mays L.) cultivados en condiciones de baja disponibilidad de nitrógeno (N) es crucial para la selección y el desarrollo de genotipos más eficientes en el uso de N. El objetivo de esta tesis fue el estudio de los componentes de la variabilidad genética para componentes numéricos y ecofisiológicos del RGP con atención especial a la expresión de heterosis, tipo de acción génica, y sus interacciones con el ambiente. El estudio consistió de un dialélico completo conducido en condiciones contrastantes de N y disponibilidad de agua para evaluar 25 atributos ecofisiológicos de 6 lineas endocriadas y todos los posibles híbridos simples. Los resultados permitieron (i) demostrar una disminución de la expresión de heterosis en condiciones de restricciones abióticas con efecto predominante sobre la expansión de tejidos, tal como estrés de N o hídrico durante el periodo de crecimiento vegetativo previo a floración; (ii) identificar atributos ecofisiológicos asociados con heterosis para RGP en condiciones de baja pero no de alta disponibilidad de N (i.e. peso grano); (iii) modelar la respuesta de heterosis para RGP a índice ambiental como una relación linear-plateau, identificando un valor umbral por sobre el cual no se observa incremento de heterosis para RGP; (iv) determinar la magnitud y tipo de acción génica de caracteres ecofisiológicos, identificando a la tasa de crecimiento de la espiga durante el periodo crítico como un carácter secundario promisorio dado su fuerte control genético aditivo y asociación con el RGP, así como el índice de área foliar a madurez fisiológica y el peso de grano en condiciones de baja disponibilidad de N. La integración de un modelo genético y ecofisiológico con la finalidad de explorar las relaciones genotipo a fenotipo utilizando los paisajes de adaptación sugiere que atributos tales como la tasa de removilización de N foliar y el N foliar específico podrían ser útiles para la identificación de loci importantes para el control de caracteres cuantitativos en condiciones de baja disponibilidad de N.

Ecofisiología de la generación del rendimiento y la calidad en genotipos de trigo y su comparación con cebada

La creciente demanda de materias primas de alta calidad por parte de la industria alimenticia plantea la necesidad de obtener aumentos en el rendimiento y en la calidad de los granos de trigo pan y cebada cervecera. El entendimiento de los diferentes procesos ecofisiológicos involucrados en la determinación del contenido final de nitrógeno (N) del grano cosechado constituye una herramienta indispensable para incrementar la calidad de estos productos, ya que a nivel productivo, altos contenidos de N en grano se relacionan en forma negativa con el rendimiento. Actualmente son escasos los trabajos que hayan analizado en forma conjunta la generación del rendimiento y su calidad en cultivos de trigo y cebada. El objetivo general de la presente tesis fue estudiar la economía del carbono y del N en trigo y cebada cervecera considerando tanto variables asociadas a la generación del rendimiento como de calidad del grano, mediante una aproximación desde la ecofisiología de los cultivos (nivel canopeo), nivel de órganos (granos) y nivel bioquímico (tipo de proteína). En este contexto, se evaluó el comportamiento de los cultivos de trigo y cebada bajo disponibilidades contrastantes de N y S durante el ciclo de cultivo. Si bien ambos cultivos mostraron niveles de rendimiento similares (ca. 470 g m-2), presentaron diferencias en como generan su rendimiento. Las principales diferencias se observaron durante post floración, en efecto, trigo alcazó niveles de biomasa superiores que cebada (ca. 40 por ciento), mientras que ésta mostró mayor partición de biomasa hacia los granos (ca. 0,39 para trigo vs. 0,47 para cebada). En cuanto a los parámetros relacionados a la economía del N, trigo presentó respecto a cebada menores eficiencias en el uso de N para generar rendimiento (ca. 10 por ciento) y relación entre la partición de carbono y N a los granos (ca. 0,55 para trigo vs. 0,67 para cebada), principales variables que explicaron, negativamente, las diferencias finales entre ambos cultivos en el porcentaje de N en los granos. La calidad de ambos cultivos respondió diferencialmente a las fertilizaciones y existió una notable diferencia entre cultivares de trigo en cuanto a su respuesta (cultivares de trigo indentificados a priori como de calidad panadera intermedia presentaron mayor variabilidad en su calidad que cultivares de calidades extremos y que cebada). La información presentada en esta tesis puede ser base importante tanto en el campo del manejo de la fertilización de cultivos como en el campo de la modelización y mejora genética de ambos cultivos.

Secuestro de carbono y nitrógeno y emisiones de óxido nitroso del suelo bajo diferentes sistemas de labranza y secuencias de cultivo en la región semiárida pampeana argentina

El objetivo de esta tesis fue estudiar la influencia de diferentes secuencias de cultivos soja - maíz (sj - mz) y soja - soja (sj - sj), y sistemas de labranza, siembra directa con cultivo de cobertura (SDcc) y labranza reducida (LR); sobre los stocks de carbono orgánico total (COT) y nitrógeno total (Nt) y las emisiones de óxido nitroso (N2O) del suelo en condiciones de campo. El experimento está situado en Manfredi, Córdoba, Argentina. El clima de la región es semiárido y el suelo del experimento es un Haplustol éntico. Luego de 13 años se realizó un muestreo de suelo hasta 100 cm de profundidad y se analizó densidad aparente y composición química del suelo. Las emisiones de N2O se midieron durante un año a campo. Los stocks de COT y Nt comparado con LR y los tratamientos bajo sj-sj los menores stocks, tendencia que se mantuvo hasta los 100 cm. La siembra directa promueve la acumulación de COT y Nt y el efecto es mayor cuanto mayor es la inclusión de gramíneas en la secuencia. Respecto de las emisiones de N2O en general variaron considerablemente con el tiempo y las tasas más altas se asocian acon períodos de altos contenidos de agua y nitratos en el suelo. La aplicación de fertilizante nitrogenado en maíz aumentó las emisiones de N2O del suelo. Las emisiones anuales de N - N2O medidas fueron inferiores a las calculadas en base a Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), esta metodología sobreestimó las emisioens de N2O, para las condiciones estudiadas.