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Girasol - Mejoramiento > Variaciones de rendimiento
Causas fisiológicas y posibles soluciones de las variaciones de
rendimiento y calidad del girasol
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Luis A. N. Aguirrezábal
Unidad Integrada F.C.A., U.N.M.P.- INTA Balcarce,
CONICET
Setiembre 2003 |
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El potencial de rendimiento en grano de los
cultivares de girasol argentinos es de entre 4500 y 5500 kg por hectárea .
Este raramente se alcanza en condiciones de producción. La posibilidad de
expresar este potencial, determinado genéticamente, dependerá de las
condiciones del ambiente durante el ciclo del cultivo, es decir de los
factores climáticos, edáficos y biológicos (enfermedades, plagas animales,
etc.) que afectan su crecimiento y desarrollo. Algunos de estos factores
ambientales son manejables de manera directa, mientras que otros, si bien
no son controlables, son relativamente predecibles.
El girasol mostró un importante descenso del área
sembrada en los últimos años, producto de competencia con otros cultivos y
de inestabilidad de rendimientos. Existe una demanda importante de
diferentes actores de la cadena por estabilizar su rendimiento y calidad.
Entre las causas posibles de dichas variaciones del rendimiento se
detectan aspectos ecofisiológicos, algunos de ellos conocidos y otros que
están siendo actualmente investigados con miras a su solución.
El objetivo de esta exposición es analizar, a la luz
de los importantes avances logrados en los últimos años en esta
disciplina, a) algunas de las probables causas ecofisiológicas de las
variaciones en el rendimiento y la calidad de en este cultivo, b) recordar
las posibles soluciones a las mismas vía el manejo del cultivo y c)
exponer algunos estudios tendientes a investigar aspectos no resueltos.
La mayor parte de las investigaciones sobre
Fisiología y Ecofisiología de girasol se desarrollan en Argentina,
especialmente en tres centros públicos (UBA, UNS y Unidad Integrada FCA,
UNMP- EEA INTA Balcarce).
La información disponible es extensa (ver. lista
bibliográfica recolectada por ASAGIR, www.asagir.org.ar ). Existen
diversos libros en castellano destinados a profesionales de la actividad
privada y estudiantes avanzados de Agronomía y carreras afines (ej
www.inta.gov.ar/balcarce/actividad/divulga/sincargo/altagirasol.htm).
Los diferentes componentes de rendimiento, se definen
en diferentes etapas fenológicas del cultivo. El número de plantas
comienza a determinarse a la siembra y finaliza luego de la emergencia de
las plántulas, aproximadamente cuando estas alcanzan el estado de cuatro
hojas verdaderas (Figura 1). El número
de granos se determina durante una larga etapa, que comienza en la
iniciación floral y que finaliza luego de la floración, durante la etapa
de llenado de los granos (aunque la etapa más importante para la
determinación de este componente se centra en los días previos y
posteriores a la floración). El peso por grano comienza a determinarse
aproximadamente en el estado de fin de floración y queda establecido en
madurez fisiológica. El porcentaje de aceite, comienza a determinarse
algunos días después que el peso por grano y generalmente queda
establecido algunos días antes de la madurez fisiológica.
Figura 1: Estados
de desarrollo del girasol, relaciones entre desarrollo y crecimiento y
efecto de los factores ambientales más importantes sobre estados críticos.
La temperatura afecta todas las fases de desarrollo y se ha omitido
intencionalmente en la figura. Una escala arbitraria se usó para la
duración de cada fase, i.e. las distancias entre estados no indican
duración. De Aguirrezábal y Andrade (2003)
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El desarrollo y crecimiento de las plantas se
encuentran estrechamente ligados. Los sistemas que captan luz (hojas) y
agua y nutrientes minerales (raíces) se desarrollan y/o senecen en
determinadas etapas del ciclo las plantas variando la capacidad de las
plantas para capturar recursos en diferentes estados fenológicos. El
desarrollo y crecimiento foliar y radical son modulados por las
condiciones ambientales. La actividad de estos sistemas es también
distinta en distintos momentos del ciclo. Un aspecto de importancia es
manejar los cultivos de girasol de manera de que los momentos en ocurren
las etapas claves del cultivo coincidan con aquellos en que la oferta de
recursos del medio es más favorable y en los que el cultivo puede captar
(o ya ha acumulado) la cantidad de recursos demandada para maximizar el
rendimiento. Esto puede ser efectuado aplicando prácticas agronómicas
(elección del ciclo del cultivar a sembrar, de la fecha de siembra, de la
densidad de siembra, etc.).
(a) Bajo número de plantas y/o baja uniformidad del cultivo. Causas
frecuentes de variabilidad de rendimientos.
El número de capítulos por unidad de superficie
resulta del número de plantas por unidad de superficie capaces de
desarrollar el órgano reproductivo. Dicho componente del rendimiento
depende por lo tanto del número de semillas por unidad de superficie que
son sembradas y de la proporción de éstas que germinan, emergen, crecen y
se desarrollan.
La germinación y la emergencia de las plántulas debe
producirse en forma rápida y uniforme, para obtener así un conjunto de
plantas similares en tamaño y con una distribución por unidad de
superficie que permita explotar óptimamente los recursos ambientales. Para
lograr este objetivo es fundamental conocer la viabilidad, el poder
germinativo y el vigor de la semilla a sembrar como también el efecto de
los principales factores ambientales que pueden afectar la germinación y
la emergencia de las plántulas: la humedad y la temperatura del suelo. La
adecuada elección de la fecha de siembra, preparación de la cama de
siembra y elección de la profundidad de colocación de la semilla son
importantes para obtener una emergencia rápida y uniforme.
La adecuada preparación de la cama de siembra es el
principal factor a tener en cuenta. Esta debe permitir un buen contacto
suelo semilla. No es conveniente sembrar con temperatura diaria promedio
del suelo a 5 cm de profundidad menor de 15°C, ya que la germinación puede
ser muy lenta. Es importante realizar las pruebas de viabilidad,
germinación y vigor (ej. prueba de “frío”, prueba del metanol) previo a la
siembra para conocer el comportamiento probable que podrían tener la
semillas, especialmente cuando se esperan condiciones adversas durante los
primeros estadios del ciclo (ej. en siembras tempranas, siembra directa).
También deben sembrarse semillas de tamaño uniforme para obtener una
población uniforme en tiempo de emergencia y tamaño de plántulas.
La densidad y geometría de siembra debe permitir
establecer una población de plantas i) cuya superficie foliar sea capaz de
interceptar más del 95% de la radiación incidente lo antes posible en el
ciclo del cultivo y, especialmente, durante los estadios en que se
determinan el número y peso de los granos ii) cuya densidad de raíces y
distribución del sistema radical sea capaz de absorber el agua y los
nutrientes necesarios para soportar el máximo crecimiento de del cultivo
durante etapas claves del cultivo iii) que resulte en un número de granos
por unidad de superficie que permita obtener los máximos rendimientos en
la condición en que se realizó el cultivo. Además, el cultivo debe ser lo
más homogéneo posible para evitar pérdidas a la cosecha.
La densidad de plantas a obtener depende de la
potencialidad del ambiente en que se realice el cultivo. El girasol
muestra una plasticidad importante, y la meseta de isorendimiento se
extiende, para condiciones de secano, entre 35000 y 70000 plantas/ha para
prácticamente toda la región girasolera argentina . Con densidades
mayores, los rendimientos por unidad de superficie suelen no disminuir e
incluso aumentar en ambientes de elevada productividad. No obstante, en
estas condiciones las plantas poseen a menudo tallos finos y débiles y
aumentan las probabilidades de vuelco. Además, la incidencia de
enfermedades puede incrementarse.
Numerosos experimentos en secano realizados con el
sistema de labranzas tradicional han demostrado escasa respuesta a la
geometría de siembra. Sin embargo, siembras en surcos más cercanos que 0,7
m parecen ser las más favorables en el sistema de siembra directa con
cultivares precoces, ya que en caso contrario la eficiencia de
intercepción de radiación durante los estadios críticos es baja.
(b) Radiación solar y temperatura.
Una vez establecido correctamente el cultivo, las
etapas más críticas para la determinación del rendimiento del girasol son
la floración y el llenado de semillas. Para lograr una mayor y/o más
eficiente producción, los cultivos deben ser manejados de manera tal de
optimizar su estado fisiológico general desde el comienzo de estas etapas.
Uno de los principales objetivos del manejo de
cultivos de alta producción es lograr que las hojas intercepten la mayor
parte de la radiación solar incidente, ya que la misma es la fuente de
energía utilizada para la producción de la materia seca en las plantas.
Por ello, alcanzar el IAF crítico (al valor mínimo de IAF que permite
interceptar el 95% de la radiación incidente) en el menor tiempo posible
después de la siembra del cultivo es un objetivo de manejo fundamental
para maximizar la producción de materia seca y del rendimiento si no hay
estrés hídrico importante.
Figura 2: Peso de
un grano en función del tiempo térmico desde floración. El área sombreada
corresponde al período dentro del llenado de los granos durante el cual el
peso y porcentaje de aceite de los granos muestran mayor sensibilidad a
estreses ambientales. Tomado de Izquierdo et al.(2002)
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Para lograr altos rendimientos, se necesitan i)
altas tasas de crecimiento para lo cual se requieren altas radiaciones y
temperaturas diurnas óptimas para el proceso fotosintético y ii)
prolongadas duraciones de las etapas fenológicas, especialmente de
aquellas más críticas para la determinación del rendimiento. En girasol,
estas mayores duraciones se logran con bajas temperaturas (pero por encima
de los niveles que dañan los tejidos). Esto es así, siempre y cuando el
alargamiento del ciclo no ponga al cultivo en riesgo hacia el final de la
estación de crecimiento ya que las condiciones climáticas y edáficas
durante la etapa de secado y cosecha deben favorecer la recolección de
prácticamente la totalidad del producto producido, sin pérdidas en la
calidad del mismo.
Las buenas condiciones generales de crecimiento
alrededor de la floración favorecen el fijado de una buena cantidad de
granos por planta. La etapa de llenado es también muy importante, ya que
se termina de definir el número de granos y se define el peso de los
granos y su porcentaje de aceite. Si bien las condiciones ambientales
durante todo el llenado son importantes, más del 78% de la variabilidad en
peso de los granos y porcentaje de aceite estuvieron explicados por la
radiación interceptadas por las plantas durante el período 250-450 ºC día
desde floración (Figura 2,
Aguirrezábal et al, 2003). La longitud en días de este período es función
de la temperatura, pero en promedio representa 14 días en el campo, si
consideramos una temperatura media de 20ºC. En la medida que menor sea la
temperatura durante dicho período, más larga será en días su duración,
mayor la radiación interceptada por el cultivo y mayor el peso final de
los granos y su porcentaje de aceite.
En el sistema extensivo de producción de girasol, el
más común en Argentina, las prácticas agronómicas más apropiadas para
lograr interceptar la mayor parte de la radiación solar incidente son: la
elección del cultivar, de la densidad de plantas y de la fecha de siembra.
A través de estas prácticas, se debería intentar obtener un IAF de entre 2
y 3, antes de botón floral, y mantenerlo lo más posible durante el ciclo
del cultivo, evitando pérdidas causadas por ataques de plagas. La elección
del cultivar a sembrar deberá estar en función de su capacidad para
tolerar o resistir efectos adversos (enfermedades, vuelco por viento,
etc.).
(c) Variabilidad climática.
Se ha evidenciado inestabilidad de rendimientos y
porcentajes de aceite, en casos en que el manejo del cultivo es adecuado
–y similar- y no se detectan estreses bióticos ni abióticos. Estas pueden
ser en parte atribuidas a condiciones de elevada nubosidad y/o elevada
temperatura durante el periodo crítico para la determinación del peso y
porcentaje de aceite. Una semana nublada no se puede evitar pero hay
cambios en la radiación incidente en cada mes que se pueden predecir. Si
se tienen excelentes girasoles alrededor de la floración no necesariamente
se van a obtener altos rendimientos, pues todavía falta una fase crítica
que es el llenado. Gracias a la utilización del modelo de simulación del
rendimiento y la calidad del girasol establecido recientemente en la UI
Balcarce, se evidenció que la probabilidad de ocurrencia de un periodo de
baja radiación incidente que afecte significativamente el rendimiento
aumenta en la medida que nos acercamos a marzo. Esto muestra que los
llenados tempranos son aconsejables. La elección de una fecha de siembra
temprana sería también en este caso la herramienta no sólo para aspirar a
un mayor potencial de rendimiento sino también a un nivel de rendimiento
más estable.
(d) Déficit hídrico y mineral.
El déficit hídrico es una de las causas más comunes
de disminución de rendimientos en girasol. El girasol es una planta capaz
de transpirar abundantemente en situaciones de disponibilidad hídrica no
limitantes. La gran capacidad de exploración de su sistema radical, capaz
de absorber el agua de horizontes profundos en suelos sin limitación a la
penetración de las raíces, la gran superficie transpirante de su aparato
foliar y las bajas resistencias a la transferencias de agua a través de la
planta explican esta característica. Esta especie posee mecanismos de
adaptación a los déficit hídricos, tanto a corto como a largo plazo. El
efecto de un déficit hídrico en la etapa vegetativa del cultivo puede
reducir en forma importante la superficie transpiratoria, disminuyendo el
área foliar principalmente a través de una disminución en la superficie
individual de las hojas, y en menor medida, en el número de hojas
visibles. Un déficit hídrico en la etapa de posfloración reduce por su
parte la superficie transpiratoria a través de una aceleración de la
senescencia de las hojas. Esta adaptación es poco interesante para zonas
donde las sequías suelen ser cortas (ej. zonas húmedas) ya que disminuyen
la eficiencia de intercepción y por lo tanto disminuirán los rendimientos.
Recientes investigaciones de la Universidad de Buenos Aires, que muestran
la capacidad de algunas líneas de girasol de seguir absorbiendo agua
durante la sequía gracias a su capacidad de ajuste osmótico muestra mayor
interés. Otra adaptación interesante del girasol es su capacidad de
absorber agua de zonas profundas gracias a su capacidad de exploración
radical. Asimismo, la capacidad de mantener un índice de cosecha estable
frente a una sequía, disminuyendo el rendimiento, pero relativamente menos
que otros cultivos, es una característica adaptativa importante.
El girasol posee requerimientos relativamente bajos
en nutrientes minerales comparado con otros cultivos. Una nutrición
mineral adecuada en los mismos es necesaria, ya que sino disminuyen la
eficiencia de intercepción y de conversión, y por lo tanto el rendimiento.
La mayor absorción de nitrógeno y de fósforo se concentra en los 30 a 35
días que preceden la floración, durante la etapa de gran crecimiento del
cultivo, absorbiendo aproximadamente el 75% del nitrógeno total y el 60%
del fósforo. Estos resultados deberían ser por lo tanto tenidos en cuenta
para determinar el momento de realizar la fertilización del cultivo.
Es de destacar la baja respuesta que muestra el
girasol a la fertilización tanto en los ensayos zonales, como en
experiencias realizadas en otros países. La cantidad de nitrógeno y
fósforo disponibles en los suelos del Sudeste de la Provincia de Buenos
Aires parece, sin embargo, ser suficiente para la obtención de los máximos
rendimientos zonales. La excepción se ha dado, en general, en suelos con
muchos años de agricultura y, especialmente, en siembra directa. En este
último caso, la menor mineralización hace que haya respuesta en numerosos
casos. Efectos significativos de la fertilización fosforada sobre el
rendimiento sólo han sido detectados en suelos con muy baja disponibilidad
de fósforo. De todas maneras, una mayor velocidad de crecimiento de las
plantas individuales durante de sus primeros estadios ha sido a menudo
observada aplicando fertilizante fosforado como "starter" (30 kg/ha).
La acumulación de agua y nutrientes antes y durante
el cultivo es la mejor manera de estabilizar los rendimientos frente a
posibles déficits. Las prácticas que pueden ser aplicadas para
favorecerlas son la elección del lote, del cultivo antecesor, la
realización de labores con una buena antelación a la siembra la buena
preparación de cama de siembra (para favorecer crecimiento de raíces), y
el mantenimiento de barbechos limpios. En el caso de los nutrientes
debería adicionrse la fertilización, en caso que esta sea económicamente
pòsible y que análisis previos muestren que pueden esperarse respuestas.
Consideraciones finales.
Hemos expuesto brevemente a la luz de los importantes
avances logrados en los últimos años en Fisiología y Ecofisiología del
girasol, especialmente en la República Argentina, algunas de las probables
causas ecofisiológicas de las variaciones en el rendimiento y la calidad
de este cultivo. En todos los casos, se citaron las posibles soluciones
para mitigar las mismas vía el manejo del cultivo. Es destacable que las
prácticas agronómicas que podemos aplicar para apuntar a obtener los
mejores rendimientos y porcentajes de aceite posibles en la mayor parte de
los años son en su mayoría, de un costo bajo o nulo. Pero casi todas ellas
se deben planificar y elegir mucho antes (en su mayor parte, antes de la
siembra del cultivo) que su aplicación permita anular y/o mitigar una
reducción del rendimiento.
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