jornada de actualización técnica oeste arenoso...
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Reduciendo brechas en el cultivo de maíz: efectos del genotipo y del
manejo del cultivo
Dr. G. A. MaddonniCátedra de Cerealicultura FAUBA
Jornada de Actualización Técnica Oeste Arenoso AACREA
Temario
1- Ganancia anual de rendimiento en maíz, tendencia mundial y nacional, variaciones entre regiones e intra-regiones.2-Concepto de brechas.3-Cuantificando brechas.4-Buscando reducir las brechas: genética y manejo.5-Conclusiones.
Ganancia de rendimientos: Tendencia mundial desde 1960 y proyectada
Ren
dim
ien
to (
T/h
a)
Años
MaízArrozTrigoSoja
Fuente: Ray et al. 2013 ( PlosOne)
1.6%/año
1.0%/año
0.9%/año
1.3%/año
Tasa requerida para duplicar la producción en 2050: 2.4% (líneas punteadas)
Ganancias de rendimiento en Argentina
Argentina mayor tasa que la tasa de ganancia mundial(1.6%), quiebre a ppios de los ´90 (2.54% a 3.71%)
68 kg/ha año2.54%
189 kg/ha año3.71%
0
1000
2000
3000
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5000
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9000
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Rinde (kg/ha)
Años
Maíz
1961-1990
1990-2004
2005-2014
Establización por mayor superficiea maíz tardío y/o producción en nuevas regiones?
País s/ promedios anuales
94 kg/ha.año (2.72%)
Pergamino s/ promedios anuales
124 kg/ha.año (2.52%)
Ren
dim
ien
to e
n g
ran
o (
kg
/ha)
0
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14000
16000
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Rendimiento potencial: ensayo de eras
Fuente: Luque et al., 2006 (Field Crops Res.)
196 kg/ha.año
1997-98
135 kg/ha.año
1996-97
1.53%
1.53/2.52
60%
Genética
40% Manejo
Comparando la tasa en igual condición de manejo vs ganancia anual se estima la contribución de la genética a la ganancia annual.
Ganancias de rendimiento en ArgentinaMaíz
PRINCIPALES PRODUCTORES MUNDIALES 2012AR: Argentina (5º, 21 mill) INDO: Indonesia (8º, 19 mill)BR: Brasil (3º, 71 mill) MX: México (4º, 22 mil)CA: Canadá (11º, 12 mill) NI: Nigeria (12º, 9 mill)CH: China (2º, 208 mill) SA: Sudáfrica (10º, 12 mill)FR: Francia (9º, 16 mill) UKR: Ucrania (7º, 21 mill)IN: India (6º, 21 mill) US: Estados Unidos (1º, 274, mill)
Maíz (1991-2011)
Ganancia de rinde Argentina vs el mundo
Salto tecnológicoGenotipo? Manejo?
Fuente: Otegui, Borrás, Maddonni. 2015. Crop phenotyping for physiological breeding in
grain crops: A case study for maize.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1965 1975 1985 1995 2005 2015 1965 1975 1985 1995 2005 2015
Pergamino Gral. López (VT)
Media rinde: 5855 kg/ha137 kg/ha.año; 2.34%
Media rinde: 5876 kg/ha167 kg/ha.año; 2.83%
Balcarce DaireauxMedia rinde: 4638 kg/ha145 kg/ha.año; 3.12%
Ren
dim
ien
to (
kg/h
a)
Media rinde: 4286 kg/ha88 kg/ha.año; 2.06%
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Ganancia de rendimiento: diferencias entre ambientes Maíz (1966-2014)
Zonas mas productivas menor tasa de ganancia.
Ganancia de rendimiento: diferencias entre ambientes Maíz (2009-2015)
SO de Bs As
Las mayores ganancias de redimiento se produjeron en los ambientes menos productivos o cercanos al rendimientomedio zonal (levantando el piso). Fuente: A. Giorno (GEASO)
Fuente: Matías Ermácora (AACREA)
Ganancia de rendimiento: diferencias entre zonas y ambientes Maíz (2003-2013)
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0 2500 5000 7500 10000 12500 15000
Ga
nan
cia
de r
ind
e (
% /
añ
o)
Rinde (kg/ha)
Zona I
Zona II
Zona III
Zona IV
Fuente: elaborado a partir de datos Matías Ermácora (AACREA)
Genotipo? Manejo?
Las mayores ganancias (%) se encuentran en las regiones o localidades menos productivas. Es importante reducirbrechas con genotipo x manejo.
Ganancia de rendimiento: diferencias entre zonas y ambientes
Nivel de Producción del Cultivo(para un sitio, año y fecha de siembra definida)
Ton.ha-1
Actual (Ya) Factores reductores -Nutrientes-Malezas-Enfermedades-Plagas-Granizo, etc.
Potencial (Yp) Factores definitorios-CO2
-Radiación-Temperatura-Genotipo
Concepto de Brechas
Limitación por agua -AguaPotencial limitado por agua
Potencial limitado por agua (Yw)
Brecha al potencial por agua (Yp-Yw)/Yp
Brecha al potencial limitado por agua (Yw-Ya)/Yw
Fecha de siembraGenotipoArreglo espacial
Balance de agua
Manejo de nutriciónPortecccion
Fuente: elaborado en base a Rabbinge (1993)
Fuente: van Ittersum et al. 2013 (Field Crops Research 143: 4–17)
Maíz secano
Maíz riego
(Yw-Ya)/Yw
68%
(Yp-Ya)/Yp
13%
Cuantificando Brechas
http://www.yieldgap.org/
Brechas respecto de los potenciales
(Yp-Ya)/Yp= 20-80%
Brechas respecto de los rindes solo limitados por
agua(Yw-Ya)/Yw= 20-60%
Cuantificando Brechas
Menores brechas en regionescon mayor tasa anual de ganancia (kg/ha año) .
Fuente: Aramburu Merlos et al., 2015 (Field Crops Res. 184:145-154)Cuantificando Brechas
Variaciones de brechas (Yw-Ya)/Ywentre regiones (30-60%)
RESULTADOS DE LA RED DE ENSAYOS MAIZ GEASO
Ambiente nPromedio
(kg ha-1)CV (%)
Tardía 423 7564 19Profundo 339 7564 19
Somero 84 7130 21
Temprana 544 6191 45Profundo 379 6289 40
Somero 138 4784 44
Total 967 6791 35
R e n d im ie n to (k g h a-1
)
Pro
ba
bil
ida
d a
cu
mu
lad
a
0 4 0 0 0 8 0 0 0 1 2 0 0 0 1 6 0 0 0
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0
T e m p ra n o
T a rd ío
P50
P25
P75
• P75:TEMP: 8050TARD: 8311
• P50:TEMP: 6022TARD: 7020
• P25:TEMP: 4120TARD: 5300
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra
(Yw-Ya)/Yw= 50%40%
(Yw-Ya)/Yw= 65%56%
(Yw-Ya)/Yw= 33%31%
En fechas tardías (15/11) 75% de los años mayores rindes que en temprana (15/10). Tardía menores brechas y más estables entre años (31-56% vs 33-65%).
Yw
Elaborado por D. Rotili, tesis Doctoral (EPG-FAUBA)
Promedio Desvest Máx Promedio Desvest Máx
Tardía 7564 1452 11951 1,76 0,9 5
Profundo 7671 1416 11951 1,90 0,9 5
Somero 7130 1521 11675 1,21 0,5 3
Temprana 6191 2804 15340 1,47 0,7 4
Profundo 6289 2507 12652 1,62 0,8 4
Riego 11993 2034 15340 1,04 0,2 1
Somero 4784 2092 8687 1,16 0,4 2
Total general 6791 2409 15340 1,60 0,8 5
Rendimiento Espigas/planta
En fecha tardía menores diferencias de rinde entre tipos de suelo, similares brechas (35%).En fecha temprana los rindes en suelos someros están muy limitados (45%). Mayores diferencias de brechas por tipo de suelo (22 vs 45%).
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra y ambiente
SO de Bs As
(Yw-Ya)/Yw35%35%
22%
45%
(Yp-Yw)/Yp17-43%
Fuente: A. Giorno (GEASO)
PARTICIÓN DEL CONSUMO A ETAPAS REPRODUCTIVAS
• Tardía particionamás consumo a R1-R6.
• Mayor diferenciaentre fechas en ambientes de Barrow y Bordenave.
• 25% de años en Barrow y Bordenave el temprano cortael llenado pormuy bajoconsumo.
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0B a r r o w
S o m e r o
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0B a r r o w
P r o fu n d o
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0C .S u á r e z
S o m e r o
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0C .S u á r e z
P r o fu n d o
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0B o r d e n a v e
S o m e r o
0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7
0 .0 0
0 .2 5
0 .5 0
0 .7 5
1 .0 0B o r d e n a v e
P r o fu n d o
Fre
cu
en
cia
ac
um
ula
da
E T c R 1 -R 6 /E T c C ic lo (m m )
T e m p ra n a
T a rd ía
Elaborado por D. Rotilli, tesis Doctoral
En ambientes menores a los 8500 kg/ha en maíces tempranos se detecta un efecto positivo (1000-5000 kg/ha) en demorar la siembra.
y = 0,7948x - 6715,1R² = 0,7951
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Rin
de
te
mp
ran
o-
Rin
de
ta
rdío
(kg
/ha)
Rinde temprano (kg/ha)
SO de Bs As
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra y ambiente
Elaborado por G. Maddonni
Base de datos: Grupo Experimental Agrícola Sud-Oeste (GEASO) de AACREA, 2017.
Densidad optima en dos fechas de siembraSudOeste de BsAs 2008 a 2015.
Base de datos: Grupo Experimental Agrícola Sud-Oeste (GEASO) de AACREA, 2017.
Buscando reducir las brechas: densidad de siembra y ambiente
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
<3 3 y 4 4 y 5 >5
Fre
cue
nci
as
Densidad óptima de siembra (pl/m2)
Fecha de siembra
Tardío
Temprano
Elaborado por G. Maddonni
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra, densidad y ambiente
SO de Bs As
En ambientes de maíz temprano con DOS < 3.6 pl/m2, la DOS del maíz tardío es superior.
Fuente: Grupo Experimental Agrícola Sud-Oeste (GEASO) de AACREA, 2017.
Elaborado por G. Maddonni
Fuente: Di Matteo et al., 2016 (FCR 197:107-116)
Índice ambiental (Tn/ha)
Rin
de
(Tn
/ha)
Los híbridos mas modernos presentan mayor rendimiento que los antiguos aún en los peores ambientes (NO MENOR 5 Tn/ha) por mayor tolerancia a los estreses.
Buscando reducir las brechas: genotipo y ambiente
?
Sólo genética
Fuente : Duvick 2005 (Maydica 50:193-202)
Los híbridos mas modernos se siembran a mayor densidad (mayor tolerancia) donde expresan su mayor potencialidad.
Rin
de
(Tn
/ha)
Año de liberación
79.000 pl/ha
30.000 pl/ha
10.000 pl/ha
Genética
Manejo
Buscando reducir las brechas: genotipo y densidad
El mejoramiento ha permitido incrementar los techos de rendimiento (mayor eficiencia en el uso de los recursos) y
estabilizarlos ( menor brecha) por una mejora en el rendimiento potencial y una mayor tolerancia a estreses.
Buscando reducir las brechas: genotipo y densidad Elaborado por G. Maddonni
Según el ambiente y la tolerancia de los materiales será la densidad objetivo de siembra.Sin información sobre el rinde!!!
Dr. Gustavo Maddonni
FA-UBA-IFEVA-CONICET
Buscando reducir las brechas: genotipo, densidad y ambiente
Mayor tolerancia(6-12 pl/m2)
Menor tolerancia (6-10pl/m2)
?
¿ Y por debajo de las 7Tn/ha?
Fuente: Catalogo Dekalb
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 2 4 6 8
Rin
de
en
DO
S (k
g/h
a)
Densidad óptima (pl/ha)
AX7822 TD/TG DK 692 VT3
DK 7210 VT3 KM 3800 GLS
SRM 563 MGRR SYN 840 TD/TG
Según el ambiente y la tolerancia de los materiales será la densidad objetivo de siembra y el rinde alcanzado.
Información SO de Bs As
Buscando reducir las brechas: genotipo y densidad
Diferencias en tolerancia
Diferencias en potencial
Marco info Monsanto
Elaborado por G. Maddonni
La brecha entre rendimientos potenciales limitados por agua y alcanzables (Yw-Ya,) se reduce por el manejo de la fertilización. Las
brechas Yw-Ya se modifican por las lluvias.
Fuente: J. Micheloud
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra y nutrición
Yp-Yw
Yw-YaYp-Yw
(Yp=Yw)-Ya
(Yw=Yp)-Ya
Yw-YaYp-(Yw=Ya)
SIN LIMITACION POR AGUA
N-
N+
Buscando reducir las brechas (Yp-Ya): genotipo x densidad x N
>50%
Fuente: M. Parco, tesis doctoral (EPG-FAUBA)
Meta-análisis del impacto de la adopción de los cultivos GM (soja, maíz y algodón) en el mundo. Fuente: Klumper y Qaim 2014 (Plosone 9: 11)
Buscando reducir las brechas: organismos genéticamente modificados
Mayores rendimientos (menores brecha Yw-Ya), menores costos y mayores beneficios económicos.
Conclusiones• Argentina presentó durante los últimos 20 años una alta tasa de ganancia anual de rendimiento de maíz (3%), acorde a su nivel medio de rendimiento nacional (60% genética, 40% manejo). • Las zonas o ambientes con menores rendimientos, tienen la potencialidad de lograr las mayores tasas (%). Resultan un desafío para el “conocimiento”, el “desarrollo” y la “tecnología” poder subir los pisos.• Los rendimientos actualmente alcanzados en maíz presentan una reducción entre un 20 y 60% de los máximos rendimientos a alcanzar en secano (brecha Yw-Ya).• Ajustes en la fecha de siembra (maíces tempranos vs tardíos), en la densidad optima de siembra, el genotipo y sus interacciones, conjuntamente con tecnologías como la fertilización y la protección, permiten reducir estas brechas.
Escuela para GraduadosAlberto Soriano FA-UBA
RdMp
Muchas gracias por su atenciónDr. G. A. Maddonni
Cátedra de Cerealicultura
FAUBA
IFEVA-Conicet
Buscando reducir las brechas: fecha de siembra y ambiente
Crea Zona Norte
6 Campañas
Zona Norte, ventajas del maíz tardío en el 100% de los casosen Argiudol vértico, 80% en el Argiudol típico (decapitado?) y 40% en el hapludol típico.
Fuente: Ermacora, M.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 2 4 6 8 10Tasa de crecimiento (g/pl d)
Nú
me
ro d
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ran
os
/pl
747
747MG
747RR
747MGRR
Los híbridos convencionales y transgénicos de maíz mantiene la misma relación NGP vs TCP. La ventaja en rinde pasaría por mantener la cantidad de granos/m2 y sostener similares tasas (bajo CV) ante un estrés biótico.
Laserna (tesis doctoral)
Buscando reducir las brechas: organismos genéticamente modificados
• NGP y rendimiento (RG)
+ ESTRÉS - ESTRÉS
Cátedra de Cerealicultura, FA-UBA - Jornada de Actualización Técnica GEASO 2018