Presentación de PowerPoint - Relación Suelo Agua Planta

FISIOGENETICA VEGETAL
Año 2004
Profs. Edmundo Acevedo H.
Paola Silva C.
Universidad de Chile
www.sap.uchile.cl
OBJETIVO
Conocer la contribución de la morfología
y fisiología de las plantas cultivadas al
rendimiento y su interacción con el medio
ambiente.
Objertivos específicos:
1. Estudiar las bases morfofisiológicas de los aumentos
en rendimiento obtenidos a través de fitomejoramiento.
2. Estudiar caracteres morfológicos y mecanismos
fisiológicos de utilidad en fitomejoramiento.
3. Diseñar genotipos de alto rendimiento basados en la
aplicación de conocimientos ambientales, morfológicos,
fisiológicos y de GxE.
4. Sugerir prácticas de manejo ymejoramiento vegetal
para aumentar el rendimiento potencial y bajo
condiciones ambientales adversas de los principales
cultivos alimenticios.
PROGRAMA
1. Introducción.
2. Fisiología del Rendimiento.
3. Adaptación.
4. Selección.
5. Rendimiento Potencial y Potencial de Rendimiento.
6. Rendimiento bajo condiciones ambientales adversas.
7. Diseño y análisis estadístico.
Las materias dicen relación con el rendimiento y las
respuestas de las plantas al medio ambiente. No se
presentarán necesariamente en este orden.
METODOLOGÍA
•Todos los Lunes,
9:00 a 10:30. Metodologías de análisis y trabajo en
temas de investigación (Práctica).
10:45 a 12:15. Tópicos del curso y Presentación de
Temas de investigación.
• Evaluación:
1.
2.
3.
4.
25% Trabajo de investigación.
25% Controles (Cátedra y Práctica).
25% Prueba Cátedra.
25% Prueba Práctica.
•Asistencia : 100 % a Práctica y Presentación
Temas de Investigación.
Libre al resto del curso.
¿PORQUÉ PREOCUPARNOS DEL RENDIMIENTO Y DE
LAS RESPUESTAS DE LOS CULTIVOS AL MEDIOAMBIENTE?
•
Las respuestas de las plantas al ambiente determi
nan su adaptación e influencian el mejoramiento de
los sistemas de cultivo.
• Durante el siglo XXI se requerirán aumentos sustanciales en la eficiencia de la producción de los cultivos
1.-Mayor requerimiento de productos agrícolas por
aumento de población.
2.-Igual o menor suelo en producción.
3.-Menor proporción de la gente en los campos.
4.-Menor agua disponible para riego.
5.-Mantención de la rentabilidad mejorando la sustentabilidad de las empresas agrícolas.
POBLACIÓN ACTUAL
6.000 MILLONES
POBLACIÓN 2030
9.000 MILLONES
Cultivo
Demanda Proyectada
en proximos 20 años
(% por año)
Crecimiento de la produccion
en los últimos 15 años
(% por año)
_____________________________________________________
Trigo
1.5
1.0
Arroz
1.8
1.0
Maiz
1.5
1.2
_____________________________________________________
Hall,A.E. 2001.
¿CÓMO HA RESPONDIDO LA AGRONOMIA
A LOS AUMENTOS DE DEMANDA DE
ALIMENTOS EN EL PASADO ?
Revolución
Verde
Mejoramiento Genético (IARC’s)
Hibridos
VPAs (OPVs)
Aumento del rend. potencial
Aumento del rend. bajo estrés
Biotecnología
Prácticas Agronómicas
Maquinaria
Fertilizantes
Riego
Pesticidas
Agricultura de precisión
Aumento Del Rendimiento De Trigo Y
Arroz Entre 1960 Y 1990
Variaciones En Las Disponibilidades De Alimentos per
Cápita En Grupos De Población Con Distintos Niveles
De Renta Durante La Década 1980-1990.
SUMINISTRO DE ENERGIA ALIMENTARIA
(1992-1999)
HA HABIDO UN ESCASO AVANCE EN
FITOMEJORAMIENTO PARA LAS ZONAS CON
ESTRESES ABIÓTICOS. DESCONOCIMIENTO DE
CAUSAS DE GxE.
Rendimiento promedio (T/ha)
2
1.6
Baja pp.
Alta pp.
1.2
0.8
0.4
0
1950
1960
1970
1980
Años
1990
2000
2010
LOS AUMENTOS DE RENDIMIENTO HAN TENIDO UN
ALTO COSTO AMBIENTAL QUE SE MANIFIESTA EN
EROSIÓN, CONTAMINACIÓN DE LOS PRODUCTOS,
SUELOS, AGUA Y ATMÓSFERA.
Problemas Agronómicos Asociados a La
Intensificación Del Uso Del Suelo
•Acidez
(Fertilizantes) ***
•Salinidad
(Riego)
***
•Sodicidad
(Riego)
***
•Altas temperaturas
***
•Pérdidas de C (Labranza y Quemas)
•Erosión
(Labranza) ***
•CO2
(Labranza y Quemas) ***
•Contaminación
(Fert y Pest) ***
*** Suceptibles de aliviar en parte con fitomejoramiento
Balance De Carbono Del Suelo
(Producción De 3 T/ha De Trigo).
Ingreso
Arado
Cero
vertedera
labranza
(T C / ha)
+ 1.49
+ 1.49
Egresos
Quema
Oxidación
M.O.
Erosión
(10 T/ha)
TOTAL
- 1.64
- 2.36
0.0
- 0.54
- 0.11
0.0
- 2.17
+ 0.95
Pérdidas De Productividad De Las
Rotaciones De Cultivos.
OBJETIVO AGRONÓMICO TEORICO.
Lograr un balance entre la capacidad de la Tierra para
producir productos agricolas y las necesidades de la
gente.
No se ve con claridad cómo lograr este balance ya
que los aumentos en población generalmente causan
mayor daño a la biósfera.
•La agronomia debe desarrollar sistemas
de cultivo que mantengan / incrementen
el carbono orgánico del suelo y su fertilidad y que detengan la erosión con el fin
de mantener la base productiva actual
y / o mejorarla.
•Se debe seguir aumentando el rendimiento
y la eficiencia en el uso de los recursos
de los principales cultivos alimenticios a través
de variedades mejoradas.
•
Indirectamente granos como trigo, maiz, arroz, cebada
y sorgo alimentan animales como aves, cerdos y
otros que proveen carne , leche, queso, mantequilla.
-Baja eficiencia de conversión: Pérdida de 90-95 %
de la energía disponible.
-Se requieren 5-6 Kg de proteina vegetal para producir
1 Kg de proteina animal.
Supuestos del problema Agronómico futuro.
1.-La humanidad continuará obteniendo su energía alimentaria (carbohidratos) fundamentalmente de las
plantas de cultivo que crecen en el campo y que
cosechan radiación solar por medio de la fotosíntesis.
La fuente de energía seguirá siendo el sol y las plantas
tienen la forma más eficiente de captarla.
2.-En el siglo XXI la mayor parte de la energía alimentaria
para la humanidad provendrá de los cultivos mayores,
particularmente cereales: trigo, arroz y maiz. Estos son
fáciles de procesar, transportar y almacenar.
ALGUNAS PROPUESTAS ACTUALES.
•Agricultura orgánica. Usa sólo productos naturales
como insumos y sería menos dañina a la biosfera.
Pero reduce los rendimientos y aumenta los costos
(menos N, problemas en control de malezas).
Algunos de los métodos usados,sin embargo,podrían
hacer contribuciones importantes a la sustentabilidad
de los sistemas agrícolas.
•Labranza de conservación.
Ingeniería genética.
-Poco probable su impacto en subir el rendimiento
potencial de los cultivos por unidad de superficie
(Sinclair,1994).
- Puede aumentar la eficiencia de produccion de
los cultivos bajo estrés biótico (plagas y
enfermedades) y a estreses físicos como
temperaturas muy altas o muy bajas.
-En sequía se espera un efecto en la sobrevivencia
de las plantas pero probablemente con producciones
bajas por unidad de superficie y por día.
-Poco progreso en resistencia a sales. Además, el
agua de mar tiene efectos detrimentales sobre el suelo.
El gran potencial de la ingeniería genética pareciera
estar en el desarrollo de cultivares que produzcan
productos con atributos especiales, útiles al hombre,
productos químicos, alimentos fortificados y otros.
TEMAS DE INVESTIGACIÓN
1. Agricultura, producción y demanda de alimentos.
Proyecciones futuras.
2. Agricultura y recursos naturales (suelo, agua, aire)
Problemas de productividad.
3. Rendimiento potencial de los cultivos. Pasado y
proyección futura.Su importancia en la producción
de alimentos.
4. Rendimiento bajo condiciones de estrés.Pasado y
proyección futura. Su importancia en la
producción de alimentos.
5. Adaptación de las plantas al medioambiente
6. Principios asociados a la Agronomía.
7. Análisis de Varianza Multiplicativo y Aditivo.
Temas de Investigación. Literatura.
Tema
1.- Agricultura y Producción de alimentos (trigo, maiz, arroz).
Proyecciones futuras.
Calderini, F., Slafer, G. 1998. Changes in yield and yield stability in wheat
during the 20th century. Fields Crops Research 57: 335-347.
Dyson,T.1999. Prospects for feeding the world. BMJ 319:988-990.
King, M. 1999. Commentary: Bread for the world-another view. BMJ
319:991.
Mann, C. 1999. Reseeding the Green Revolution. Science 277 (5329):1038.
Serageldin, I.1999. Biotecnology and food security in the 21st century.
Science 285: 387-389.
Serageldin, I.2002. Nurturing and nourishing the world´s poor: important
roles for horticulture in sustainable development. ISHS :4-10.
2.- Agricultura y Recursos Naturales. Problemas de
Productividad.
Acevedo,E. 2003 (ed). Sustentabilidad en Cultivos Anuales:Cero Labranza,
Manejo de Rastrojos. Santiago, Universidad de Chile.
Facultad de Ciencias Agronómicas. Serie Ciencias
Agronómicas N°8. 184p.
Reicosky, D.C.,Kemper, W.D. , Langdale, G.W., Douglas, C.L. Jr and
Rasmussen, P.E. 1995. Soil organic matter changes
resulting from tillage and biomass production. Journal of Soil
and Water Conservation. May-June: 253-261
Reicosky, D.C., Dugas, W.A., and Torbert, H.A. 1997. Tillage-induced soil
carbon dioxide loss from different cropping systems. Soil &
Tillage Research 12: 135-148.
Reyes, J.I., Martinez, E., Silva, P. y Acevedo, E. 2002. Labranza y
propiedades de un suelo aluvial de Chile Central. Boletín
N°18. Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo.
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3.- Rendimiento Potencial de los Cultivos (trigo, maiz, soya).
Pasado y Proyección Futura.
Austin, R.B. 1999. Yield of Wheat in the United Kingdom : recent Advances
and Prospects. Crop Sci. Volume 39 N° 6: 1604-1610
Evans, L.T. Fischer, R.A..1999.Yield Potential: its Definition, Measurement,
and Significance. Crop Sci. Volume 39 - N° 6: 1544-1551.
Tollenaar, M., Wu, J. 1999.Yield Improvement in Temperate Maize is
Attributable to Greater Stress Tolerance. Crop Sci. Volume 39N° 6, 1597-1603.
Reynolds, M.P., Rajaram, S. & Sayre, K.D. 1999. Physiological and Genetic
Changes of Irrigated Wheat in the Post-Green Revolution
Period and Approaches for Meeting Projected Global Demand.
Crop Sci. 39 N° 6: 1611-1621.
Specht, J.E., Hume, D.J., Kumudini, S.V. 1999. Soybean Yield Potential –
A Genetic and Physiological Perspective. Crop Sci. Volume 39
N° 6: 1560-1570.
4.- Rendimiento bajo estrés. Pasado y proyección futura.
Su importancia en la producción de alimentos.
Andrade, F.H., Echarte,L., Rizzalli, R., Della Maggiora, A. & Casanovas,
M.2002. Kernel number prediction in maize under nitrogen or
water stress. Crop Sci. 42: 1173-1179.
Curtis, B.C., Rajaram, S. & Gomez Macpherson, H. 2002. Bread Wheat.
Improvement and Production. FAO (Rome, Italy), 544 p.
Passioura, J.B. 2002. Environmental Biology and Crop Improvement. Funct.
Plant. Biol.29:537-546.
Reynolds, M.P., van Ginkel, M. & Ribaut, J.M. 2000. Avenues for genetic
modification of radiation use efficiency in wheat. Journal of
Experimental Botany, 51 : 459-473.
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