Anexo Unidad 4 Introducción Así como la radiación solar es el
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Anexo Unidad 4 Bioclimatología Agrícola Introducción Ing. Agr. Juliana Gastiazoro Blettler Así como la radiación solar es el origen de todos los fenómenos físicos atmosféricos que se producen sobre la tierra, también es el origen de todos los procesos biológicos. La Bioclimatología Agrícola es la ciencia que estudia la relación de ambos procesos (físicos y biológicos) en el comportamiento de los cultivos agrícolas. Los seres vivos, sean vegetales o animales, se encuentran sometidos al ambiente desde su ubicación permanente o temporaria lo cual constituye su casa (oikos) y la ciencia que los relaciona es la Ecología. En el caso de cultivos agrícolas, el hombre influye decididamente sobre los componentes ecológicos del cultivo, a diferencia de la vegetación natural. En un cultivo el hombre siembra una sola especie e, inclusive, el cultivar de la misma que mejor se adapte al ambiente; elimina malezas, plagas y enfermedades y también puede modificar el suelo donde efectuará la siembra. Estas modificaciones sobre los elementos biológicos y físicos (suelo), no alcanzan al ambiente atmosférico cuando los cultivos son extensivos (cultivos hortícolas o florales pueden protegerse cuando se los realiza en pequeñas superficies). Según este concepto, la Ecología Agrícola no tiene el mismo sentido que la Ecología Vegetal. La ciencia que mejor interpreta el comportamiento de los cultivos agrícolas en su área de dispersión geográfica es la Bioclimatología Agrícola, que mediante la observación fenológica y fenométrica califica la forma en que el cultivo el ambiente ecológico, del cual el hombre no puede controlar su componente atmosférico. La Bioclimatología Agrícola analiza el comportamiento de los cultivos frente al complejo atmosférico, actuando todos sus elementos en forma simultánea. La Bioclimatología Agrícola es la parte de la Meteorología Agrícola que estudia las exigencias, tolerancias y límites meteorológicos y climáticos de las plantas cultivadas, en el ambiente de su cultivo o plantación, con dos finalidades. La finalidad inmediata es la de señalar los climas de la tierra donde es posible realizar los cultivos según las necesidades previamente investigadas y las disponibilidades regionales correspondientes. La finalidad mediata es señalar a la Fitotecnia, las deficiencias climáticas que deben tenerse en cuenta en la creación de nuevas variedades adaptadas a esos ambientes desfavorables. Dentro de todos estos conceptos, deben señalarse las diferencias existentes entre bioclima y agroclima. Se entiende por bioclima al conjunto de elementos climáticos o diversidad de combinaciones que permiten a una especie cumplir su ciclo de vida. No interesa aquí como completa su ciclo de vida, si las plantas rinden mucho o poco, que la perpetuación de la especie pueda realizarse mediante una o muchas semillas, que por ejemplo una planta de trigo esté formada por 20 macollos fértiles con espigas grandes o con solo un macollo que soporte una espiga con sólo una espiguilla fértil. El área geográfica abarcada por el bioclima puede representarse por un círculo dentro del cual se cumplen las características de disponer esa diversidad de combinaciones atmosféricas favorables para el ciclo de vida. En cambio, el agroclima se caracteriza de manera diferente y puede definirse como el conjunto de factores meteorológicos que según su época de ocurrencia, su frecuencia, su duración y su intensidad, hacen posible el cultivo económico de una especie. Aquí interviene el aspecto económico pues no sólo la planta debe cumplir su ciclo, sino que también el resultado final de su cultivo debe ser redituable para el agricultor. El área geográfica abarcada por el agroclima es menor que la del bioclima correspondiente a una misma especie Fig. 1. A veces, el área abarcada por el agroclima puede resultar mayor que la de su bioclima correspondiente. Un caso típico de agroclima con mayor extensión geográfica que su bioclima, se encuentra en el cultivo de caña de azúcar en la Argentina pues su extensión hacia el sur en la Prov. de Tucumán, produce la explotación industrial de sus cañas, mientras las plantas normalmente no llegan a florecer. Una extensión del área de cultivo con protección contra las heladas aumenta la superficie de explotación agroclimática. Fig. 1: Área geográfica del bioclima y del agroclima. Los estudios que realiza la Bioclimatología Agrícola tendientes a conocer de mejor forma los elementos meteorológicos y climáticos necesarios para el crecimiento y desarrollo de los cultivos, son los antecedentes que dispone la Agroclimatología en su finalidad de distribuir geográficamente en forma adecuada los cultivos agrícolas. En los vegetales, desde su nacimiento o desde el inicio de su crecimiento, se produce una actividad biológica que está determinada en su ritmo (se acelera o retarda) según la ocurrencia de los fenómenos meteorológicos. La planta es un verdadero aparato meteorológico que registra las variaciones de todos los componentes del complejo climático que tienen influencia sobre su ciclo biológico. Metodología a utilizar La Bioclimatología Agrícola es una disciplina de campo pues debe estudiar el comportamiento fenológico y fenométrico de las especies agrícolas en el lugar del cultivo. Se utilizan: a.- Siembras continuadas o escalonadas: se realizan siembras, a intervalos regulares, de parcelas experimentales de la especie(o variedades) cuyas exigencias bioclimáticas se quieren conocer, a través de un período del año que incluye siembras desde el otoño a primavera si se trata de un cultivo invernal o de primavera a otoño si es un cultivo estival. Cada época de siembra representa una combinación diferente de elementos meteorológicos actuantes sobre el cultivo, determinando reacciones diferentes de la especie en estudio. b.- Ensayos geográficos: la combinación de distintos elementos meteorológicos se consigue con una sola época de siembre en distintos lugares. El cuestionamiento que se efectúa a los ensayos geográficos, como método de investigación bioclimática, radica en el hecho que la reacción de los cultivos en cada punto de experimentación se produce no sólo por el complejo atmosférico actuante, sino también por el tipo de suelo particular y, por lo tanto, con mayor propiedad debería denominárselo ensayo ecológico. Además, la conducción particular de cada experimento puede conducir a observaciones, especialmente fenológicas, realizadas con un criterio no uniforme. Para obviar los inconvenientes, las siembras continuadas en un mismo lugar y con un mismo observador eliminan las variantes enunciadas. c.- Siembras continuadas en ensayos geográficos: es la máxima posibilidad de combinaciones naturales de elementos meteorológicos actuando sobre una especie, con tantas reacciones como épocas de siembras. Ej. : 15 épocas de siembra en 10 lugares distintos = 150 diferentes reacciones del cultivo frente a otras tantas combinaciones de elementos meteorológicos a través del ciclo vegetativo. d.- Tratamientos especiales: los ensayos de siembras continuadas o geográficos, pueden combinarse con la aplicación de tratamientos especiales que tienden a evidenciar la acción de un elemento bioclimático. Por ejemplo: en la determinación de la exigencia en frío, se pueden usar parcelas vernalizadas (es decir proporcionar frío a la semilla en forma artificial). En el estudio de la duración del día más adecuada para un cultivo, puede incluirse la inducción fotoperiódica (manejar en laboratorio las horas de luz y oscuridad). Información Necesaria para los Estudios de Bioclimatología Agrícola 1. - Observaciones meteorológicas: son las obtenidas en una Estación Meteorológica o Agrometeorológica ubicada en el mismo lugar de la experiencia o lo suficientemente cercana como para considerársela representativa para relacionarla con los valores biológicos. La información meteorológica de los distintos elementos del clima debe ser adecuada a los fines bioclimatológicos, y se la puede dividir en: - Elementos bioclimáticos para el crecimiento (elementos auxógenos): son aquellos elementos del clima que favorecen o promueven el aumento de la masa vegetativa. Fundamentalmente son la temperatura y el agua. - Elementos bioclimáticos para el desarrollo (elementos anaptígenos): son los elementos del clima de carácter continuo que promueven la diferenciación de las plantas a través de los tejidos reproductivos. Ellos son: temperatura y duración del día. 2. - Observaciones fenológicas y fenométricas (medidas cuantitativas): son las observaciones sobre la evolución de las fases del cultivo y su rendimiento que deben correlacionarse con los valores meteorológicos del período de cultivo a fin de extraer conclusiones sobre la influencia de éstos sobre el crecimiento y el desarrollo, y determinar las necesidades de los distintos elementos bioclimáticos para las diferentes etapas del cultivo. Es importante remarcar que en Bioclimatología Agrícola, la acción de los elementos bioclimáticos para el crecimiento y el desarrollo no se cumple independientemente sino como integrantes del complejo ambiental en combinaciones distintas sobre cada momento del ciclo evolutivo de una especie, por lo cual toda investigación que se realice deberá extraer conclusiones a través de ensayos realizados en ambientes naturales. Fenología Agrícola En su ciclo ontogénico, los vegetales experimentan cambios visibles o no y que están en estrecha relación con las condiciones ambientales y genéticas. La rama de la Bioclimatología Agrícola que conecta los elementos del clima con los fenómenos periódicos que exteriorizan los seres vivos se denomina Fenología, del griego phainomenon que significa aparecer o manifestar y logo: tratado o ciencia. Fenología: es el estudio de los fenómenos periódicos que presentan los organismos vivos y su reacción con el proceso meteorológico. La Fenología Agrícola se refiere a los fenómenos periódicos que presentan las plantas y su relación con las condiciones ambientales tales como temperatura, luz, humedad, etc. Fenómeno es toda manifestación de un hecho, y fenómenos periódicos son las manifestaciones externas que se producen en los vegetales, con algunas variaciones, año tras año y en las mismas épocas: aparición de las hojas, floración, maduración, etc. El ciclo vital de un vegetal implica el nacimiento, crecimiento, desarrollo, reproducción y muerte. El nacimiento, en la visualización de una nueva planta, puede generarse a partir de una semilla denominándose en ese caso germinación, o a partir de una parte del vegetal y en tal caso será brotación. Los cambios, visibles o no, que experimentan los vegetales se dividen en: Crecimiento: es el aumento en número, tamaño o volumen de las células del vegetal e implica un cambio cuantitativo. Desarrollo: es la diferenciación de las células de la planta y significa un cambio cualitativo. Las observaciones fenológicas en la agricultura son de suma importancia ya que el conocimiento de las necesidades climáticas de una especie vegetal, permite una mejor elección del tipo de producción a implementar en una zona o región, Es decir que, la observación y cuantificación de los distintos fenómenos de los vegetales, que se relacionan con los elementos y factores climáticos, significan un paso en el conocimiento de las formas y metodologías que permitan un uso racional del medio ambiente en beneficio de la producción. Para una mejor interpretación de los fenómenos periódicos, es conveniente definir algunos términos: Fase: es la aparición, transformación o desaparición de los órganos de un vegetal. Ej. : encañazón, floración, nacimiento, etc. Las fases pueden ser vegetativas o reproductivas, y cuando se manifiestan exteriormente son designadas como fases visibles (floración, caída de follaje). Las fases invisibles (germinación, tuberización) son las que no se pueden apreciar a simple vista, siendo su observación y registro más compleja. Una fase está compuesta por momentos: inicio, plenitud y fin de fase. Estos momentos se cuantifican en porcentaje de ocurrencia. Se dice inicio de fase cuando se sucede una aparición, transformación o desaparición ininterrumpida y en aumento de algún órgano. Comienza un proceso que es continuo y que en pocos días se hace generalizado en la planta y se indica como inicio cuando el fenómeno alcanza el 20% de la observación. Es plenitud de fase el momento en que, visualmente, puede decirse que el fenómeno tiene su máxima intensidad, es decir cuando se aprecia la mayor ocurrencia y se contabiliza a partir del 50% de lo observado. Fin de fase es la aparición, desaparición o transformación de los últimos órganos de la fase, sin interrumpir la continuidad del proceso y cuando el mismo ha alcanzado el 80%. Subperíodo: es el tiempo transcurrido entre fase y fase, donde las condiciones meteorológicas se mantienen estables. Fases y Subperíodos Fenológicos en Cultivos Anuales y Perennes Fases Fenológicas del Trigo - Nacimiento: complemento de la fase invisible de la germinación. - Macollaje: desarrollo o transformación de las yemas axilares en macollos. - Encañazón: formación de la caña. Hasta aquí, las exigencias climáticas son de días cortos y temperaturas bajas. - Espigazón: la espiguilla emerge de la hoja bandera que la envolvía. Es de importancia económica puesto que el rendimiento del cultivo dependerá de las condiciones climáticas, si éstas son favorables o no. La espigazón es consecuencia de la acción combinada de la temperatura y la duración del día (días largos y altas temperaturas). La humedad del suelo no tiene importancia en la aparición de la espiga, sino en el rendimiento. Si el trigo ha crecido poco por no tener humedad adecuada, pero sí dispone de condiciones favorables de luz y temperatura, espigará cualquiera sea su altura. Floración: las espiguillas se abren dejando paso a los estambres y anteras. La fecundación se produce con anterioridad (cleistogamia) y es una fase invisible. - Maduración: se distinguen tres subfases: • • • Lechosa: el cariopse absorbe agua y apretando los granos hasta romperlos, se libera un líquido blancuzco. Esta subfase coincide con el comienzo de cambio de color en la planta (amarilleo), dato muy importante pues desde ese momento la planta no necesita provisión de agua. Cérea: los granos tienen consistencia de cera y pueden ser moldeados. Vítrea: los granos alcanzan su máxima dureza Cosecha: Esta fase (etapa) es importante porque cualquier condición climática adversa determina una disminución en el rendimiento, proporcional al daño causado. Los subperíodos respectivos son: Siembra-nacimiento Nacimiento-macollaje Macollaje-encañazón Encañazón-espigazón Espigazón-floración Floración-maduración Maduración-cosecha Fases Fenológicas del Maíz - Macollaje Panojamiento Polinización Espigazón Maduración Cosecha Las temperaturas en aumento favorecen el desarrollo del cultivo de maíz; la planta no espera condiciones propicias de humedad para florecer (a diferencia del sorgo). Cuando las condiciones térmicas son adecuadas aparece la inflorescencia masculina y si las disponibilidades hídricas del suelo son escasas, se produce una pobre fecundación de estigmas. El subperíodo aparición de la inflorescencia masculina-fecundación y fecundación-maduración lechosa son períodos críticos para el factor humedad, lo mismo para la fase floración. Fases Fenológicas del Lino - Nacimiento Ramificación: aparición de las dos primeras yemas laterales. Floración Bolilleo. Maduración: verde y amarilla. El período crítico respecto del agua, es el subperíodo que va de la floración al bolilleo y la floración que también está determinada por la duración del día. Fases Fenológicas de la Soja - Nacimiento. Floración Fructificación Amarilleo de las hojas. Caída de las hojas. Maduración. Cosecha. Fases Fenológicas del Manzano - Brotación Floración Fructificación Maduración Cosecha Las necesidades hídricas del manzano tienen un período crítico entre la fructificación completa y el principio de la maduración. A causa del rápido aumento de la masa de los frutos, la planta necesita considerables cantidades de agua y no tan solo para el ciclo biológico en curso, sino también para consumo de las yemas florales del próximo ciclo que se esbozan precisamente durante este intervalo. Cuando los frutos han alcanzado su peso máximo y las yemas florales han finalizado la primera fase de su desarrollo, se hace necesaria la detención del crecimiento del año que se ve favorecido por el descenso de la temperatura. Fases Fenológicas de la Vid - Brotación Floración Cuaje de frutos Maduración Vendimia Las fechas medias de producción de las fases varían según las regiones. Para facilitar el estudio de dicha variación geográfica se recurre a las líneas isófanas. Línea isófana: es la línea que une todos los puntos donde una fase comienza en una misma fecha para una variedad o especie. Línea isoante: es la línea que une todos los puntos donde la fase Floración de una variedad o especie comienza en una misma fecha. Es decir, la isoante corresponde a la isófana de la fase floración que es uno de los fenómenos periódicos de los vegetales más fáciles de observar. Fenodata: es la fecha en que se produce una fase. Asimismo se pueden tomar las fechas de los momentos de cada fase. Luego de las observaciones, a través de los años de cada cultivo que se estudia, se hallan las fechas promedios de cada fase y así se obtienen las fenodatas medias. Esas fenodatas medias se pueden utilizar para comparar regiones donde se producen los mismos cultivos y ver sus diferencias. Por ejemplo: fenodatas medias de manzanos en Río Negro y fenodatas medias en el Delta. Se obtiene un cuadro comparativo y se pueden deducir las variaciones climáticas que originan las diferencias entre las dos zonas. En la Argentina, desde 1948, el SMN publicaba semestralmente el Boletín Fenológico sobre observaciones realizadas en plantas perennes del Jardín Botánico de Buenos Aires y de la Facultad de Agronomía y Veterinaria de la UBA. Allí se analizaban las anomalías del tiempo y las fases de la vegetación perenne. Con las distintas isófanas se pueden confeccionar Cartas de siembra o de Cosecha de cultivos de interés y variedades específicas y con ella, las denominadas Cartas Fenológicas. Estas nos permitirán ver gráficamente la distribución y amplitud de cultivo en una geografía determinada. Mapa Fenológico del Trigo en la República Argentina En un trabajo publicado en la Revista Meteoros, Año II 1-2. Bs.As. (1952) por el Ing. Agr. Antonio Pascale, se presenta un Mapa Fenológico del trigo en la República Argentina. El objetivo del trabajo fue determinar las isolíneas de cultivo de trigo en la República Argentina. Se confeccionaron los mapas de siembra, espigazón y cosecha correspondientes a las variedades primaverales e invernales, con el objeto de explicar las causas de la siembra de cada grupo de variedades según la zona de cultivo. La principal fuente de información de este trabajo han sido las observaciones practicadas por observadores fenológicos que se hallaban distribuidos en toda la región cerealera. Estos observadores, que colaboraban con el Servicio de Fenología del SMN, remitían anualmente una ficha donde constaba la variedad sembrada y los datos fenológicos correspondientes a las fases de siembra, espigazón y cosecha. Se trabajó con los datos de 3 cosechas: 1947/48, 1948/49 y 1949/50 a fin de obtener un promedio aproximado a la realidad. Las fechas fenológicas así obtenidas, se confrontaron con los datos registrados en las Estaciones Agrometeorológicas del SMN y Estaciones Experimentales del Ministerio de Agricultura y Ganadería que se encuentran en la zona cerealera. Estos valores fenológicos se asentaron sobre mapas, trazándose las isolíneas correspondientes a siembra, espigazón y cosecha de los trigos invernales y primaverales. Los trigos se clasifican en: trigos otoñales: son aquellos que deben pasar sus primeros estadios de desarrollo en un ambiente de bajas temperaturas y días de corta duración. Esto le permite entrar en la segunda parte del desarrollo (que comprende la floración) en ambientes de altas temperaturas y días largos . trigos primaverales: pueden prescindir de la primera condición, pudiendo sembrarse y cosecharse en un medio de altas temperaturas y fotoperíodos largos. - Trigos invernales: tienen un comportamiento intermedio a los anteriores. En nuestro país, los trigos son invernales con tendencia a primaverales porque: • la región cerealera argentina no dispone de suficiente frío invernal como para permitir el desarrollo de variedades de trigo de gran exigencia en frío. • Tampoco existen zonas en las que se puedan sembrar variedades típicamente primaverales, pues el fotoperíodo largo solamente se encuentra en lugares donde el trigo difícilmente pueda madurar por falta de altas temperaturas durante el verano. Regiones comerciales para el trigo En la Argentina, la gran región de los trigos comerciales está situada entre los paralelos 28 y 39º de latitud S, en el centro este del país y hacia el W, hasta la isohieta de 500 mm (Fig. 2).Existen 5 regiones comerciales: Entre Ríos, Rosafé, Córdoba, N de Buenos Aires y E de La Pampa y SE de Buenos Aires. Figura 2: Mapa de la región triguera argentina. Carta Fenológica de los trigos primaverales Isófanas de siembra: los trigos primaverales se siembran en el período comprendido entre el 20 de mayo (parte septentrional) y el 1º de agosto (parte meridional) (Fig. 3a). La razón que una misma variedad deba sembrarse en el N hasta con 2 meses de anticipación con respecto al S, radica en el hecho que debe aprovecharse el máximo frío invernal a fin de completar el termoestadio (o estadio de acumulación de bajas temperaturas). Además, en el N, las temperaturas suficientemente elevadas como para entrar en la segunda parte del desarrollo de la variedad, se producen antes que en el S. Isófanas de espigazón: en la espigazón, la diferencia de dos meses y medio que separa las fechas extremas de siembra, se reduce a un mes y medio, variando del 20 de septiembre (en el N) al 5 de noviembre (en el S)(Fig. 3b). Isófanas de cosecha: van del 15 de noviembre al 30 de diciembre (Fig. 3c). Una vez producida la espigazón, posterior floración y formación del grano, el proceso de maduración está gobernado principalmente por las altas temperaturas. Con temperaturas altas y humedad relativa reducida, la maduración se acelera. En regiones con condiciones climáticas inversas, la maduración se prolonga, pudiendo citarse la acción retardadora del océano Atlántico sobre la maduración de los trigos sembrados en el SE de la provincia de Buenos Aires. Fig.3: Mapas de isófanas de trigos primaverales a) b) c) Carta Fenológica de los trigos invernales Los trigos invernales son aquellos relativamente exigentes en trigo. Isófanas de siembra: corresponden al 10 de mayo y 30 de junio (Fig. 4a). Las siembras posteriores al 30 de junio determinarán la no espigazón del trigo por no cumplir con el termoestadio. En el SE de la provincia de Buenos Aires, las isófanas de siembra mas cercanas al mar, tienen fechas anteriores a otras que pasan por localidades del interior de la provincia, ya que la influencia reguladora del océano sobre las temperaturas extremas, determina inviernos mas benignos. O sea, que los trigos deben sembrarse antes para cumplir con el termoestadio. Isófanas de espigazón: corresponden al 20 de octubre y 10 de noviembre (Fig.4b). Como puede observarse, la espigazón se produce con un mes de retardo en relación a los trigos mencionados anteriormente, por la circunstancia de necesitar más frío y también porque tienen un umbral lumínico alto, ya que la espigazón se produce sólo cuando los días son decididamente largos. Isófanas de cosecha: corresponden al 5 de diciembre y 5 de enero (Fig.4c). Esas isolíneas son posteriores a las de los trigos primaverales ya que la espigazón también se produce con posterioridad. Fig.4: Mapas de isófanas de trigos invernales. a) b) c) Ley Bioclimática de Hopkins Las líneas isófanas tienen un trazado irregular y sinuoso. Ello se debe a que la fecha de una fase fenológica es la resultante de la acción de diferentes elementos meteorológicos: temperatura, humedad, precipitación, etc. Estos elementos del clima están determinados por tres variables geográficas principales: latitud, altura sobre el nivel del mar y distancia al mar. Hopkins llegó a la conclusión que las fechas fenológicas se adelantan o se atrasan de acuerdo a una ley que él enunció para el Hemisferio Norte y que no se cumple rigurosamente en el Hemisferio Sur, y menos en la Argentina debido a su posición geográfica. La ley de Hopkins dice: “las fases fenológicas sufren un atraso en primavera de 4 días por cada grado de aumento en la latitud; 4 días por cada 100 m de elevación y 4 días por cada 5 grados de longitud con respecto a la distancia al mar. En otoño, bajo las mismas condiciones, en lugar de un atraso se registra un adelanto”. 1º Lat. = 4 días 100 m = 4 días 5º Long. = 4 días Por ejemplo, comparando dos localidades: Localidad Bs. Aires Neuquén 4º Lat = 16 días 270 m = 10.8 días Latitud S 34º 35' 38º 57' Altura snm 25 m 270 m 10º Long = 8 días Longitud W 58º 29' 68º 08' La Ley de Hopkins es muy útil, pues permite un correcto trazado de las isófanas con relativamente pocos puntos de observación. Condiciones para la Iniciación de una Fase Existen condiciones que determinan el pasaje de una fase a otra a través de los distintos subperíodos. El vegetal debe llegar a un estado de disposición y debe tener un estímulo. Disposición: es el cumplimiento de ciertos requerimientos meteorológicos. Dentro de la disposición tenemos como elementos principales: • Suma de temperaturas: son sumas de calor que debe acumular una planta. Ej. : el lino florece cuando ha acumulado 900ºC. de temperatura. • Exigencias de frío: hay determinados vegetales que en el período de descanso necesitan bajas temperaturas. Ej.: trigo (cultivo de invierno), árboles frutales caducifolios. • Amplitud térmica: es la alternancia de temperaturas generalmente entre el día y la noche. Estímulo: es un agente climático sin el que la planta no puede cambiar de fase aunque esté dispuesta. Si no existen los estímulos no se producen las fases. Esos estímulos se denominan umbrales. Estímulos principales: • Umbral térmico: hasta que no se alcance determinada temperatura, no puede iniciarse la fase siguiente. Ej.: la tipa (Tipuana ) tiene un umbral térmico alto y hasta que no se alcance cierta temperatura, no va a florecer. • Umbral fotoperiódico: el día debe tener determinada duración para que comience la floración. • Umbral hídrico: no todas las plantas lo requieren. El algodón y el sorgo no florecen si no hay una cantidad determinada de agua en el suelo. Energía de Fase Las fases pueden presentarse con diferente vigor y esa fuerza con que se produce la aparición de nuevos órganos se denomina Energía de Fase. La energía de fase indica si la especie o variedad ha satisfecho, o no, sus exigencias respecto a determinados elementos meteorológicos. Puede valorarse por el número de días que transcurren desde la aparición de los primeros hasta los últimos órganos de la fase en estudio. Ledesma (1945) estudió la energía de fase en el duraznero y llegó a la conclusión que la energía no depende tanto de la temperatura primaveral sino de que el vegetal haya cumplido las horas de frío durante el invierno. Pascale (1948) determinó que no solo la temperatura tiene influencia sobre la energía de la fase floración, sino también la longitud del día y la humedad. Observaciones Fenológicas Al realizarse observaciones fenológicas, el primer problema que surge es establecer un sistema de observaciones simple y de utilización generalizada, de forma que los valores obtenidos en diferentes sitios sean comparables por haberse registrado con el mismo criterio. En los cultivos pueden diferenciarse 2 sistemas de observaciones según el tipo de plantas integrantes de la comunidad vegetal. Los cultivos pueden ser ralos o densos, según las plantas mantengan su individualidad dentro de la masa del cultivo, o pasado cierto tiempo, luego del nacimiento, las plantas se confunden unas con otras, no siendo posible diferenciar a cuales corresponden los órganos de la fase que se están observando. En los cultivos ralos puede adoptarse un criterio objetivo de observaciones, contando las plantas con órganos en fase y porcentualmente sobre el número de plantas de la parcela, determinar las fechas de comienzo, plenitud y fin de la fase cuando hayan aparecido los órganos en un 20-50 80% de las plantas respectivamente. En el caso de cultivos densos, solo puede seguirse un criterio subjetivo de apreciación del número de órganos aparecidos o el porcentaje aproximado de los mismos sobre el total de la parcela. Se puede seguir la siguiente forma de apreciación: Comienzo de fase: momento en que comienzan a aparecer, sin interrupción y en aumento, los órganos de la fase en observación en la masa del cultivo. Plenitud de fase: momento en que el proceso se produce con su máxima intensidad, pudiendo apreciarse que en esa fecha han aparecido la mayoría de los órganos. Fin de fase: momento en que declina la intensidad del proceso pero sin interrumpirse la continuidad de aparición de los órganos. Antes del comienzo de fase y después de fin de fase, pueden aparecer órganos sin continuidad en el proceso, debiendo considerárselos como órganos aislados. Métodos de Observación Fenológica Para que las observaciones fenológicas sean de utilidad deben cumplir varios requisitos: se debe realizar sobre plantas de amplia distribución mundial. se deben registrar fases visibles. debe ser realizada en forma continuada. las observaciones se hacen sobre los mismos ejemplares, con similar estado de desarrollo, edad, condiciones de sanidad, etc. La observación se puede realizar de diferentes formas: - Registro de un momento de cada fase. Delimitar algunas fases o subperíodos Observación fenológica total (Ledesma) Método de Fleckinger (1965) para frutales de pepita: estado-tipo fenológico. Método de Baggiolini (1952) para frutales de carozo. Método Fitofenológico Integral El autor de este método es el ing. Agr. Néstor Ledesma (1951). Consiste en el registro del estado fenológico de todos los órganos visibles del vegetal en el momento de la observación. La repetición de la misma operación, con suficiente frecuencia, permite conocer el proceso de los fenómenos en cada uno y en la totalidad de los órganos. El registro de las observaciones se hace sobre rectángulos de 12-15 mm por 8-10 mm que se colocan uno al lado de otro. Cada lado del cuadro está destinado al registro de una fase determinada. Sobre el lado 1: se anota la floración y maduración del fruto. Sobre el lado 2: brotación y crecimiento del tallo. Sobre el lado 3: cambio de color de las hojas y cambio de color del fruto previo a la maduración. Sobre el lado 4: caída de hojas y caída de frutos. Los órganos se representan por signos convencionales. Los símbolos utilizados son: O (cero): órganos en reposo o descanso invernal • (Punto): fenómenos en preparación − (Guión): todos los órganos menos el fruto ~ (guión ondulado): fruto Letra v: para indicar fruto verde Letra m: para indicar fruto maduro La intensidad de los procesos observados se cuantifica por el número de signos y puede oscilar entre la actividad plena o máxima con 5 signos y la inactividad fenológica registrada con 0 (cero). La actividad de la fase avanza según la dirección de las flechas. Método de Fleckinger (1965): Estados - Tipos Fenológicos El método de observación de los estados fenológicos permite el estudio del crecimiento y desarrollo de las yemas mixtas de los distintos frutales. Con su empleo se puede determinar en cualquier momento en que estado de evolución se encuentran las yemas florales y por ello, puede utilizarse, entre otros, para los siguientes fines: proporcionar datos sobre la biología floral de las especies frutales y poder comparar y estudiar el comportamiento de una variedad en el lugar de cultivo a lo largo de varios años. facilitar datos de tipo ecológico sobre el desarrollo de los botones florales y la influencia de los factores ambientales mejorar las técnicas de cultivo (raleo, control de malezas, control de enfermedades, etc.). intervenir en el momento oportuno para el control de plagas y enfermedades. Tiene como base una serie de figuras elegidas entre los diferentes aspectos por los que va pasando el botón floral, desde el estado de reposo invernal hasta el pequeño fruto recién formado. Tales estados se designan con las primeras letras del alfabeto. Cuando el estado de la yema esté representada exactamente por una de las figuras de los estados-tipo, es claro que la yema se encuentra precisamente en ese estado. Si el desarrollo de la yema la sitúa entre 2 figuras del gráfico, se le asignará la letra del primero de tales estados, precediendo al número (del 1 al 4) que corresponda como sub estado. Estados tipo: Yema floral cerrada Botón de flor hinchado Flor abierta Ovario fecundado Fruto cuajado. Entonces, cada estado - tipo se divide en 4 subestados que llevan un subíndice. Para poder apreciar de forma objetiva el estado global de un árbol (y en consecuencia, y por extensión, el del conjunto de árboles que forman la plantación) debe operarse con relativa atención dado que la evolución de las distintas yemas no es simultánea en un árbol y mucho menos en la plantación. Pueden darse en una planta hasta 3 y 4 estados de separación, por lo que es el estado más frecuentemente observado sobre las yemas de un árbol, el que determinará el estado de ese árbol. Y generalizando, el estado más abundante en los distintos árboles de la parcela. Las sucesivas observaciones pueden representarse gráficamente mediante el empleo de un triángulo con la fecha de la observación, y los estados: más abundante (vértice superior), más atrasado (vértice izquierdo) y más adelantado (vértice derecho) Fig.5. El triángulo viene a representar el reparto de frecuencias de los estados de las yemas del árbol, y el método será tanto más exacto cuanto mayor haya sido el control visual y la frecuencia de las observaciones. Para manzano y peral, los estados-tipo y su representación gráfica fue realizada por M. Fleckinger (1965) del I.N.R.A. de Francia. Para frutales de carozo fue realizado por M. Baggiolini (1952) de la Station Federale de Recherches de Changis (Suiza). Fig. 5 : Representación gráfica de los estados fenológicos. El Método observación fenológica de Fleckinger permite: - comparar climas mediante estados fenológicos determinar las respuestas de la vegetación a las técnicas culturales utilizadas. conocer las características y aptitudes varietales. aplicar los tratamientos fitosanitarios adecuados según el estado de sensibilidad del árbol. facilitar datos de tipo ecológico sobre la influencia de los factores ambientales. Fenología de los Árboles Frutales – Factores Ambientales El árbol frutal es un ser vivo compuesto generalmente por dos individuos: - patrón: parte situada por debajo del suelo (sistema radicular). - injerto: parte situada por encima del suelo (parte aérea). En las especies perennes, las yemas pasan por un período de latencia durante el cual permanecen en reposo aunque existan condiciones favorables para el crecimiento. Las yemas siguen un ciclo anual desde su formación, a fines del verano, hasta la brotación en la primavera siguiente. Se distinguen 2 tipos de yemas: - de madera: que originan las hojas. - mixtas: originan brotes y flores. La entrada en reposo está determinada por los factores ambientales que producen un desequilibrio hormonal que, a su vez, provoca cambios en la actividad metabólica y posterior caída de las hojas. La fase de reposo invernal es el período en el cual no ocurre fotosíntesis. En las especies caducas, la caída de las hojas señala el paso a la fase de reposo. La salida del reposo va ligada a la recepción, por parte de la yema, de bajas temperaturas durante el mismo. A continuación sobreviene la fase de post- reposo, en la que podemos distinguir la caída de las escamas (desborre) que marca el comienzo visible de la brotación y la brotación propiamente dicha. El ciclo reproductivo comienza con la iniciación floral y termina con la madurez de los frutos. A partir de la diferenciación, las yemas florales sufren durante el período vegetativo y de reposo, un proceso de evolución y maduración, que influido por las características genéticas y fisiológicas del árbol, así como por las condiciones ambientales, las lleva normalmente en la primavera siguiente, a su desarrollo completo y a la aparición de las flores. La fecha de floración. Va a estar influenciada por las necesidades de horas de frío en el descanso invernal y por las necesidades de calor a la salida del post – reposo. En nuestra región frutícola, la secuencia en el orden de floración, es la siguiente: almendro (primero en florecer), avellano, ciruelo japonés, damasco, duraznero, ciruelo europeo, perol, cerezo, manzano y vid. La época de floración. Está ligada a factores intrínsecos (propios del vegetal), extrínsecos (factores ambientales) y factores culturales (labores culturales realizadas, raleo). En el caso del manzano, la apertura de las flores es centrífuga, ya que en el corimbo (6 flores en promedio), la primera flor que se abre es la central. Mientras que en el peral (8 flores en promedio), la apertura es centrípeta pues primero se abren las flores exteriores. Duración de la floración. La floración en manzanos y perales dura, en promedio,15 días, dependiendo del cumplimiento de las condiciones de iniciación de la fase y de la energía de fase. La plena floración se produce en un momento de ese intervalo, y dada su relación con toda la evolución posterior del fruto, la determinación de esta fecha se considera como un dato base en una plantación (Cuadro 3). Este dato es específico para cada variedad, y está influido por el microclima y por el cultivo en sí, lo que da a su determinación un carácter puramente local. Cuadro 3 :Fechas de Plena Floración en Manzanos y Perales - Cinco Saltos (Río Negro) Período 19802001 Manzanos Perales Año Red delicious Granny smith William's Packam's 1980 21/9 21/9 15/9 16/9 1981 02/10 02/10 24/9 22/9 1982 02/10 02/10 25/9 22/9 1983 27/9 27/9 26/9 21/9 1984 03/10 03/10 25/9 21/9 1985 26/9 26/9 25/9 18/9 1986 01/10 01/10 25/9 15/9 1987 08/10 08/10 02/10 28/9 1988 03/10 03/10 29/9 27/9 1989 02/10 02/10 30/9 26/9 1990 28/9 24/9 28/9 17/9 1991 27/9 24/9 20/9 20/9 1992 29/9 27/9 24/9 23/9 1993 23/9 18/9 16/9 14/9 1994 03/10 30/9 30/9 26/9 1995 27/9 26/9 25/9 23/9 1996 24/9 20/9 19/9 13/9 1997 25/9 19/9 23/9 15/9 1998 28/9 25/9 25/9 16/9 1999 20/9 20/9 16/9 14/9 2000 09/10 03/9 05/10 27/9 2001 01/10 25/9 24/9 18/9 Factores que Afectan la Floración La floración y todos los procesos parciales que durante ella se producen (maduración del polen, fecundación, formación del fruto, etc.) son complejos y particularmente sensibles a las condiciones ambientales. Es decir, que este período es crítico desde el punto de vista climático. ♦ Heladas: las heladas primaverales o tardías provocan el ennegrecimiento de los botones, los cuales se secan y caen. En las flores del manzano, la base del estilo y el ovario se ennegrecen y mueren los óvulos. En el peral, son los ovarios los que se dañan. ♦ Vientos: incide sobre el proceso de fecundación. Vientos mayores a 10 km./h limitan el vuelo de las abejas e insectos y afectan la polinización. Los vientos secos junto con altas temperaturas deshidratan los estigmas, y los vientos regulares pero de cierta intensidad, pueden ocasionar daños mecánicos en las flores y, a veces, hasta su caída. ♦ Precipitaciones: la lluvia es otro factor climático de gran influencia en los procesos de polinización y fecundación. Presenta diversos efectos: - limita el vuelo de los insectos y abejas que no vuelan bajo la lluvia. - arrastra los granos de polen. - lava los granos de polen de los estigmas antes de la germinación. Las tormentas, el granizo y las lluvias intensas combinan todos los efectos anteriores y pueden provocar graves daños en la floración. Subperíodos Subperíodo: es el lapso de tiempo transcurrido entre fase y fase y durante el cual las condiciones meteorológicas se mantienen relativamente estables. En los vegetales estudiados, se ha establecido que las exigencias meteorológicas varían notablemente desde la germinación hasta la madurez. Por regla general, las exigencias no cambian gradualmente durante la vida del vegetal. Lo más frecuente es que las exigencias varíen bruscamente después de cada fase, para mantenerse luego constantes hasta la próxima fase. Es decir, que las exigencias meteorológicas de los vegetales varían con los subperíodos. Según G. Azzi (1959), ecólogo agrícola italiano que comenzó a estudiar estos temas alrededor de 1930, el rendimiento de los cultivos se debe a la productividad de las plantas y a su resistencia a las adversidades, entendiéndose por productividad a la capacidad que tiene un cultivo de responder con cantidades crecientes de productos, a cantidades crecientes de los elementos meteorológicos que influyen en el rendimiento. Cada subperíodo tiene exigencias bioclimáticas diferentes, existiendo subperíodos de mucha exigencia y otros de poca. Esto conduce al conocimiento de los subperíodos críticos y los subperíodos de latencia, siempre referidos a un determinado elemento meteorológico. Subperíodo crítico: es la parte del ciclo vegetativo donde las variaciones del elemento meteorológico en cuestión, producen las máximas oscilaciones en el rendimiento final del cultivo. Ej.: son, generalmente, aquellas etapas del ciclo con tejidos jóvenes o tiernos o de crecimiento rápido: floración, primeros estadios de fructificación (críticos en frutales para temperatura), espigazón, comienzo de maduración (crítico para agua en cereales). Subperíodo de latencia: es la parte del ciclo vegetativo donde las variaciones del elemento meteorológico en cuestión, no producen oscilaciones significativas del rendimiento. Ej.: el descanso vegetativo invernal de los frutales es un período de latencia respecto de la temperatura y la humedad, al igual que el subperíodo de macollaje en los cereales. Se puede considerar que los equivalentes meteorológicos de Azzi representan el antecedente primero sobre las necesidades bioclimáticas de los cultivos. Se entiende por Equivalente Meteorológico o Equivalente Termopluviométrico a la cantidad de mm de precipitación o grados de temperatura que separan las situaciones normales de las anormales. Así, puede distinguirse un equivalente por exceso y otro por defecto. En el Cuadro 1 se observan los equivalentes mínimos y máximos de precipitación y temperatura señalados por Azzi para el cultivo de trigo en los subperíodos por él determinados. Subperíodo Siembra a nacimiento Nac. a macollaje Mac. a espigazón Espig. a maduración Pp. en mm. 50 - 205 25 - 60 40 - 116 15 - 92 Temp. en ºC. 4 - 15 8 - 18 15 14 - 24 Cuadro 1 : Equivalentes meteorológicos para el trigo. Si se observa el cuadro anterior, en el subperíodo macollaje a espigazón: 40 y 116 mm representan los equivalentes meteorológicos de precipitación por deficiencia y exceso respectivamente., encontrándose entre esos valores las situaciones normales. De Gásperi (1968) realizó el estudio de los equivalentes termopluviométricos para el algodón en la Argentina (Cuadro 2). Subperíodo Siembra a nacimiento Nac. a floración Flor. a 1ª cápsulas 1ª caps. a 1ª cosecha 1ª cosecha a última cosecha Pp. en mm. 30 - 40 200 - 300 200 20 - 30 10 Temp. en ºC. 18.0 - 20.0 18.0 - 20.0 25.0 - 26.0 22.0 - 23.0 20.0 - 22.0 Cuadro 2 : Equivalentes meteorológicos para algodón. Es conveniente destacar que los equivalentes meteorológicos son límites de probabilidad y no valores absolutos, puesto que muchas veces, el complejo ambiental puede actuar en el sentido de compensar o acentuar la deficiencia o el exceso de un elemento climático. Un cultivo puede presentar un estado de sequía como consecuencia de una evapotranspiración acentuada, no obstante haber recibido lluvias relativamente abundantes. Para establecer los valores de los equivalentes meteorológicos, se requieren los siguientes elementos: • Observaciones meteorológicas regulares y comparables. • Conocimiento de las fechas de las fases fenológicas. • Observaciones sobre el efecto que produce la marcha del tiempo sobre el desarrollo del cultivo. • Datos de rendimientos del cultivo estudiado. Como los equivalentes se determinan, siempre, para las deficiencias y los excesos, es importantísimo registrar para cada elemento a analizar (temperatura, precipitación), los valores más altos y bajos posibles. Ello se consigue realizando el estudio sobre cultivos situados en las regiones más diversas. La utilización de los equivalentes meteorológicos para relacionar el comportamiento de los cultivos frente al complejo atmosférico, es un concepto muy simplista dado que considera elementos simples y de acción individual. Actualmente, esa relación se efectúa mediante índices: Índice Biometeorológico: relaciona las observaciones fenológicas, fenométricas y de productividad realizadas sobre cultivos, ganado, plagas, enfermedades, malezas y la información meteorológica. Índice Agrometeorológico: es la expresión cuantitativa de la dependencia que tienen el crecimiento, el desarrollo y el rendimiento de los cultivos, la aparición y virulencia de plagas y enfermedades y la eficiencia de las medidas agrotécnicas, en relación con las condiciones meteorológicas. Índice Agroclimático: es la expresión cuantitativa para la valoración local, regional o territorial de las disponibilidades y variabilidad de los índices agrometeorológicos y la información climatológica. Bibliografìa 1.- Azzi, G., 1959. Ecología Agraria. Salvat Editores S.A. Barcelona. España. 2.- Brizuela, A. et al. Guía de Apuntes y Trabajos Prácticos. 1999. Cátedra de Climatología y Fenología Agrícola. Facultad de Ciencias Agropecuarias. 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