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Producción de Maíz bajo Riego Estancia San Marcelo – Teodelina, Santa Fe Análisis de Campaña 2005-2006 Alfredo G. Cirilo INTA [email protected] María E. Otegui FAUBA - CONICET [email protected] Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui 1- INTRODUCCIÓN El rendimiento potencial1 del cultivo de maíz en la región Pampeana fue ampliamente estudiado a principios de 1990. Las investigaciones conducidas, con los híbridos disponibles entonces en el mercado, indicaban que el rendimiento se maximizaba con (i) fechas de siembra tempranas (Septiembre), que permitían ubicar la floración del cultivo antes del período de mayor demanda atmosférica (enero), y (ii) densidades de plantas que garantizaban el logro de una elevada intercepción de luz a floración ( 80000 plantas/ha). Los rendimientos alcanzados en las condiciones de producción descriptas eran siempre superiores a los 140 qq/ha, pero sólo excepcionalmente se exploraban rendimientos cercanos a los 180 qq/ha. El objetivo del ensayo que se analiza en este informe fue evaluar el rendimiento potencial de híbridos comerciales actuales de maíz en la Ea. San Marcelo, ubicada en Teodelina (Santa Fe), al norte de la región Central o núcleo maicera. Los híbridos fueron provistos por diversas empresas (Tabla 1), lo cual permitió explorar una amplia gama del germoplasma élite actualmente disponible para el productor. 2- HIBRIDOS EVALUADOS Los híbridos incluidos en el experimento fueron 17 (Tabla 1), elegidos por cada empresa y representativos de un espectro de ciclo suficientemente amplio para las recomendaciones zonales (madurez relativa entre 116 y 126). Además, dentro de cada grupo de madurez se abarcó una variabilidad fenotípica interesante, reflejada por ejemplo en la altura de planta y de inserción de espiga (Tabla 1). Para las condiciones del ensayo (alta densidad y ausencia de restricciones hídrico-nutricionales), los valores medidos de ambos rasgos fueron casi siempre superiores a los indicados por la descripción del criadero (Tabla 1). 1 Aquel que para cada especie se obtiene en un ambiente dado en ausencia de estreses abióticos y bióticos. 2 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Tabla 1. Características de los híbridos utilizados en el ensayo. Híbrido Empresa AX 820 MGCL Nidera AX 882 CLTDM Nidera AX 877 MGCL Nidera AW 190 MG Monsanto DK 670 MG Monsanto DK 747 MG Monsanto NK 795 TDMAX Syngenta NK 880 TDMAX Syngenta NK 900 TDMAX Syngenta P31B18 Pioneer2 P31F25 Pioneer P31Y04 Pioneer H 2740 MG Don Mario MASS 484 MG Dow P 6046 MG Pannar SPS 2720 MG SPS TJ 625 La Tijereta Tipo de Cruzamiento y Grano Simple semident Simple semident Simple semident Simple semident Simple semident Simple semident Simple semident Simple colorado Simple colorado semident semident colorado Simple, sin dato Simple, colorado Simple, anaranj. Simple semident Simple, anaranj. 1 máxima o para ambientes de alta producción 2 No poseen catálogo on-line Altura planta (cm) Madurez Relativa 116 118 120 121 117 125 116 124 126 120 118 121 123 120 Criadero Ensayo Altura Inserción Espiga Criadero Ensayo ------------------------------- cm ----------------------------Baja 236 Baja 91 Mediana 260 Mediana 120 Muy alta 295 Alta 135 226 278 85 126 239 260 114 110 250 291 90 135 210 265 80 105 240 277 90 130 220 283 90 140 289 144 300 149 255 118 sin dato 296 sin dato 136 230 305 100 135 sin dato 283 sin dato 123 200 275 95 133 sin dato 270 Mediana 125 Densidad de Densidad plantas a sugerida por cosecha del el semillero1 ensayo Plantas/ha 90000 100400 85000 86400 85000 88700 85000 94400 90000 89300 85000 100800 96000 95400 96000 98500 96000 93000 98300 97000 97300 sin dato 97900 95000 96300 80000 89500 80000 95300 80000 99400 3 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui 3- CONDICIONES DE CRECIMIENTO El experimento se realizó sobre suelos profundos, sin limitaciones al enraizamiento y con un frente capilar ubicado en 120-140 cm de profundidad, que garantizó un excelente suministro de agua al cultivo durante todo el ciclo2. Las condiciones de crecimiento se caracterizaron también por un inicio de ciclo con temperaturas frescas (Fig. 1). Tanto la temperatura como las precipitaciones (Fig. 1) de primavera estuvieron por debajo de los valores históricos. 4- RESULTADOS 4.1. Intercepción de luz Casi todos los híbridos lograron el desarrollo de una buena cubierta de hojas (canopeo) para la captura de luz, como lo evidencian los valores elevados (>90%) de intercepción medidos a floración (Fig. 2). Este es un resultado esperable para cultivos de maíz conducidos en alta densidad y sin limitaciones hídricas ni nutricionales. Sólo el híbrido P 31Y04 tuvo valores de intercepción de luz inferiores al 90%. Por el contrario, muchos híbridos (AX 820, DK 747, MASS 484, SPS 2720, TJ 625, NK 795, NK 800, NK 900, P 6046 y P 31B18) alcanzaron una eficiencia de intercepción 95%, evidencia de haber logrado un índice de área foliar (IAF= m2 de hoja por m2 de suelo) por lo menos igual al crítico3. 2 Informes de ASEAGRO y G. Rubio. IAF crítico: valor de IAF con el cual se logra una intercepción de luz 95% de la radiación incidente. 3 4 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Figura 1. Evolución de las condiciones climáticas hasta el inicio del llenado del grano y riegos aplicados al experimento durante dicho período. ETP es la evapotranspiración potencial calculada por Priestley-Taylor. La flecha representa la fecha de siembra y la barra horizontal negra la etapa de floración del ensayo. 35 Radiación Solar (MJ m-2 d-1) Temperatura media (C) MJ m-2 dia-1; °C 30 25 20 15 10 5 0 1-Sep 80 11-Oct 31-Oct 20-Nov 10-Dec 30-Dec 8.0 Lluvias Riegos 7.0 ETP (Priestley & Taylor) 60 6.0 50 5.0 40 4.0 30 3.0 20 2.0 10 1.0 0 1-Sep 21-Sep 11-Oct 31-Oct 20-Nov 10-Dec ETP (mm) Lluvias o Riegos (mm) 70 21-Sep 0.0 30-Dec 5 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui 100 90 80 70 60 50 40 30 20 TJ 625 SPS 272 0 MG P 6046 MG MASS 48 4 MG H 2740 MG P 31Y04 P 31F25 P 31B18 NK 900 TDMAX NK 880 TDMAX NK 795 TDMAX DK 747 MG DK 670 MG AW 190 MG AX 882 CLTDM 0 AX 877 MGCL 10 AX 820 MGCL Intercepc ion de luz a floracion (%) Figura 2. Intercepción de luz a floración. Los diferentes colores agrupan a los híbridos según niveles de eficiencia de intercepción (90%, 90-95%, 95%) delimitados por las líneas punteadas horizontales. 4.2. Vuelco y quebrado de plantas El número total de plantas volcadas y/o quebradas resultó siempre 10%, sugiriendo que todos los híbridos percibieron en alguna medida el estrés poblacional asociado a las elevadas densidades de plantas empleadas (Tabla 1). Esta condición, sin embargo, no determinó efectos muy negativos sobre el rendimiento en grano (Fig. 3; r2= 0.223, P<0.056), probablemente por la realización muy temprana de la cosecha (contenidos de humedad del grano siempre superiores al 20.9%; Tabla 3), que impidió una mayor expresión de estos rasgos indeseables. De todos modos, se destacan algunos híbridos con porcentajes totales (vuelco + quebrado) superiores al 25% de las plantas del stand. El híbrido P 31F25 mostró un desempeño especialmente negativo para estos rasgos, con un 54% de plantas afectadas, la mitad de ellas con quebrado por debajo de la espiga (Tabla 2). El rendimiento respondió de 6 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui manera aún más significativa (r2= 0.297, P<0.024) a este último parámetro, principalmente por la tendencia negativa favorecida por el híbrido mencionado (27% de plantas quebradas por debajo de la espiga) y por el P 31B18 (15%). Tabla 2. Porcentaje de vuelco y quebrado. Plantas Híbrido volcadas AX 820 MGCL AX 877 MGCL AX 882 CLTDM AW 190 MG DK 670 MG DK 747 MG NK 795 TDMAX NK 880 TDMAX NK 900 TDMAX P31B18 P31F25 P31Y04 H2740 MG MASS 484 MG P 6046 MG SPS 2720 MG TJ 625 quebradas sobre espiga quebradas bajo espiga Total ------------------------------------ % ---------------------------------9 10 2 20 10 1 3 13 11 0 1 12 27 16 11 0 3 19 2 23 16 4 1 20 1 11 2 14 14 0 0 14 11 0 2 13 15 6 3 24 27 54 20 7 8 3 5 16 15 4 1 20 11 10 3 24 2 3 6 10 27 33 3 4 5 14 1 19 El porcentaje de plantas volcadas y quebradas no guardó una relación significativa con la altura de la planta (r2= 0.10) ni con la altura de inserción de la espiga (r2= 0.15), aún cuando ambos parámetros se vieron fuertemente incrementados en el ambiente de alta densidad + riego del presente ensayo (Tabla 1). 7 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Figura 3. Respuesta del rendimiento a la proporción de plantas volcadas y quebradas. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX MASS 484 MG 140 SPS 2720 MG H2740 MG y = -53.46x + 173.81 R2 = 0.22 120 P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX 100 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% P 6046 MG NK 900 TDMAX Plantas quebradas y volcadas P31B18 4.3. Rendimiento en grano y producción de biomasa Los rendimientos máximos explorados superaron los 170 qq/ha en un 29% de los casos estudiados (5 de los 17 híbridos analizados), pero sólo un genotipo alcanzó los 180 qq/ha. La producción total de biomasa aérea (Tabla 3) explicó un 31% (P<0.02) de las variaciones observadas en el rendimiento en grano de los materiales evaluados (Fig. 4). Por otra parte, el rendimiento se asoció muy fuertemente (r2= 0.54; P<0.001) con la proporción de la biomasa que cada híbrido pudo ubicar en los granos (Fig. 5), es decir con el índice de cosecha (IC). 8 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Tabla 3. Rendimiento en grano (seco), biomasa total aérea, índice de cosecha (IC= grano / biomasa total) y humedad de cosecha. Rendimiento en grano Híbrido AX 820 MGCL AX 877 MGCL AX 882 CLTDM AW 190 MG DK 670 MG DK 747 MG NK 795 TDMAX NK 880 TDMAX NK 900 TDMAX P31B18 P31F25 P31Y04 H2740 MG MASS 484 MG P 6046 MG SPS 2720 MG TJ 625 Biomasa Total Aérea IC ------------ kg / ha -----------17200 29490 17800 31040 17300 31620 16900 30950 17500 30980 18000 34810 16600 31860 16300 32760 15600 29740 15200 28440 14500 29130 16900 31420 16100 32020 15800 32550 14800 30430 13900 29560 16200 30270 0.58 0.57 0.55 0.55 0.57 0.52 0.52 0.50 0.52 0.53 0.50 0.54 0.50 0.48 0.49 0.47 0.53 Humedad Cosecha ------ % -----24.1 30.7 24.4 24.7 23.7 26.6 25.6 29.1 33.9 24.2 23.6 25.2 23.5 20.9 26.0 28.1 24.4 Figura 4. Respuesta del rendimiento en grano a la producción total de biomasa aérea. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX 140 MASS 484 MG SPS 2720 MG 120 H2740 MG y = 0.04x + 31.71 R2 = 0.31 100 2500 P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX 2700 2900 3100 3300 -2 Biomasa total (g m ) 3500 P 6046 MG NK 900 TDMAX P31B18 9 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Figura 5. Respuesta del rendimiento en grano al índice de cosecha. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX MASS 484 MG 140 y = 268.21x + 21.82 R2 = 0.54 120 SPS 2720 MG H2740 MG P31Y04 TJ 625 100 0.40 NK 795 TDMAX 0.45 0.50 0.55 0.60 P 6046 MG NK 900 TDMAX Indice de cosecha P31B18 4.4. Rendimiento en grano y componentes del rendimiento Existió una variación importante para cada uno de los componentes del rendimiento entre los híbridos estudiados (Tabla 4). La mayoría de los genotipos manifestó el efecto de la elevada densidad a través de una disminución de la proporción individuos fértiles (valores de prolificidad < 1). La prolificidad, medida del éxito reproductivo, se asoció fuertemente (r 2= 0.68; P<0.0001) a la proporción de plantas dominadas en el stand (Fig. 6). 10 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Tabla 4. Proporción de plantas dominadas, prolificidad (espigas granadas por planta), número de granos por m2 (NG/m2) y por planta (NG/pl), peso del grano (PG) y peso hectolítrico (PH). Híbrido AX 820 MGCL AX 877 MGCL AX 882 CLTDM AW 190 MG DK 670 MG DK 747 MG NK 795 TDMAX NK 880 TDMAX NK 900 TDMAX P31B18 P31F25 P31Y04 H2740 MG MASS 484 MG P 6046 MG SPS 2720 MG TJ 625 Dominadas Prolificidad % 10 3 3 5 7 2 6 5 6 4 7 5 2 7 12 4 5 0.92 1.01 0.99 1.02 0.96 0.99 0.96 0.97 0.95 0.97 0.95 0.98 0.97 0.94 0.87 0.95 0.97 NG/m2 4821 5107 4530 5073 4789 5650 4330 4714 4612 4648 5046 3882 4129 4457 3972 4229 4368 NG/pl PG PH 480 578 524 538 536 561 454 479 496 474 521 399 422 463 445 444 439 mg/grano 308 300 328 287 315 274 330 298 290 281 248 375 336 304 321 283 319 76 75 77 75 76 76 74 75 75 76 73 76 76 74 72 75 76 Figura 6. Respuesta de la prolificidad (espigas granadas por planta) a la proporción de plantas dominadas del stand. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG Espigas por planta 1.04 AX 820 MGCL 1.02 P31F25 1.00 DK 670 MG AX 877 MGCL 0.98 DK 747 MG 0.96 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX 0.94 MASS 484 MG 0.92 SPS 2720 MG 0.90 H2740 MG y = -1.12x + 1.02 R2 = 0.68 0.88 P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX 0.86 0% 3% 6% 9% 12% 15% P 6046 MG NK 900 TDMAX Plantas dominadas P31B18 11 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Las variaciones registradas en la prolificidad y el número de granos por m 2 explicaron un 26% y un 20% de las variaciones observadas en el rendimiento, respectivamente (Fig. 7). Figura 7. Respuesta del rendimiento al número de espigas granadas por planta (superior) y al número de granos por m2 (inferior). Las líneas llenas representan el ajuste de regresión entre las variables de cada figura. AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX MASS 484 MG 140 SPS 2720 MG 100 0.80 H2740 MG y = 180.90x - 11.39 2 R = 0.26 120 P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX 0.90 1.00 1.10 P 6046 MG NK 900 TDMAX Espigas por planta P31B18 AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX 140 MASS 484 MG SPS 2720 MG 120 y = 0.01x + 109.61 R2 = 0.20 H2740 MG P31Y04 TJ 625 100 3000 NK 795 TDMAX 4000 5000 -2 Nro. de granos (m ) 6000 P 6046 MG NK 900 TDMAX P31B18 12 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui El rendimiento no respondió significativamente a las variaciones en tamaño (peso del grano) de las estructuras cosechadas (Fig. 8). Figura 8. Respuesta del rendimiento al peso del grano. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 200 AX 820 MGCL Rendimiento (Qq ha-1) P31F25 180 DK 670 MG AX 877 MGCL DK 747 MG 160 AX 882 CLTDM NK 880 TDMAX 140 MASS 484 MG SPS 2720 MG 120 100 200 H2740 MG y = 0.13x + 122.30 R2 = 0.10 P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX 250 300 Peso de grano (mg) 350 400 P 6046 MG NK 900 TDMAX P31B18 La respuesta diferencial del rendimiento a cada uno de sus componentes se debió a que el aumento en el número de granos no fue compensado por caídas proporcionales del peso del grano (Fig. 9). El peso del grano respondió significativamente (r2=0.40, P<0.006) al número de plantas quebradas y volcadas (Fig. 10). 13 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Figura 9. Respuesta del peso del grano al número de granos por m2. Las líneas punteadas representan isocuantas de rendimiento (combinaciones de peso de grano y número de granos que determinan un rendimiento constante, indicado sobre cada isocuanta). La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 400 AX 820 MGCL Peso de grano (mg) P31F25 DK 670 MG 350 AX 877 MGCL DK 747 MG 200 qq 300 250 y = -0.04x + 511.41 R2 = 0.49 200 3000 3500 4000 120 qq 4500 5000 5500 /ha NK 880 TDMAX MASS 484 MG 180 qq /ha 160 qq /ha 140 qq /ha AX 882 CLTDM /ha 6000 SPS 2720 MG H2740 MG P31Y04 TJ 625 NK 795 TDMAX P 6046 MG NK 900 TDMAX -2 Nro. de granos (m ) P31B18 Figura 10. Respuesta del peso del grano a la proporción de plantas quebradas y volcadas del stand. La línea llena representa el ajuste de regresión entre ambas variables. AW 190 MG 400 AX 820 MGCL Peso de grano (mg) P31F25 DK 670 MG 300 AX 877 MGCL DK 747 MG AX 882 CLTDM 200 NK 880 TDMAX MASS 484 MG SPS 2720 MG y = -175.22x + 342.03 R2 = 0.40 100 H2740 MG P31Y04 TJ 625 0 NK 795 TDMAX 0% 10% 20% 30% 40% Plantas quebradas y volcadas 50% 60% P 6046 MG NK 900 TDMAX P31B18 14 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui 5. CONCLUSIONES Diez de los 17 híbridos evaluados alcanzaron niveles de intercepción de luz ≥ 95%. Para dichos híbridos, aumentos en la densidad de plantas por encima de los valores utilizados en este experimento no representarían mejoras en la captura de luz, y probablemente tampoco en la producción de biomasa. Para los demás, todavía no se habría alcanzado el IAF que garantiza máxima captura de luz, pero aumentos en la densidad de plantas deberían previamente contrastarse con la incidencia de otros aspectos indeseables (ej. vuelco y quebrado). Pese a (i) el aumento en la altura de planta y de inserción de la espiga atribuibles a la alta densidad de plantas y el riego, (ii) el aumento de la relación tallo / raíz que generalmente se verifica en tales condiciones, y (iii) la tendencia a menores desarrollos radicales de los híbridos modernos respecto a los antiguos, la selección contra el vuelco en el proceso de mejoramiento en general ha permitido evitar la aparición de híbridos indeseables para este carácter. Aparentemente, el enraizamiento en la hemiesfera de suelo ubicada inmediatamente debajo del tallo sería la característica genotípica más importante en la determinación del vuelco, y no la profundidad total de raíces o su mayor profusión en horizontes profundos. Estos caracteres serían de valor para otros aspectos, como mejorar la captura de recursos en condiciones deficitarias (ej. secano). El mayor rendimiento en grano de los híbridos con mayor producción de biomasa no sería atribuible a diferencias en la longitud del ciclo, ya que el rendimiento no respondió significativamente a la humedad de cosecha (rasgo indicativo de un ciclo más prolongado). En otras palabras, el ciclo no estaría determinando las diferencias en producción de biomasa, rasgo que consecuentemente merecería una mejor evaluación a lo largo del ciclo en futuros experimentos. La proporción de plantas dominadas se define temprano en el ciclo del cultivo y, si su valor no está confundido con problemas de emergencia despareja de plántulas, puede utilizarse como indicador de la tolerancia al aumento de la densidad de plantas de un genotipo. 15 Alfredo G. Cirilo y María E. Otegui Los rendimientos máximos (≥170 qq/ha) fueron similares a los obtenidos en la zona hace poco más de una década en un año de similares características (Niña) y en microparcelas, pero correspondiendo ahora a grandes parcelas conducidas con la tecnología disponible para el productor. Por un lado este es un resultado promisorio, pero también alerta sobre la posibilidad de hallarnos ya explorando los máximos rendimientos posibles de ser alcanzados con el cultivo de maíz. Para aquellos híbridos en que el aumento de la densidad de plantas no implica aún la aparición de respuestas indeseables (vuelco y/o quebrado, aumento de la proporción de individuos dominados o estériles), sería aún aconsejable tratar de aumentar el número de granos cosechados incrementando el número de plantas. Esta recomendación debería evaluarse analizando la respuesta del número de granos por planta a la tasa de crecimiento por planta durante el período crítico de la floración. Este ejercicio de análisis no pudo efectuarse con los elementos evaluados durante la campaña 2005-2006. 6. BIBLIOGRAFIA Andrade, F., Cirilo, A.G., Uhart, S.A., Otegui, M.E. 1996. Ecofisiología del Cultivo de Maíz. Editorial La Barrosa y Dekalb Press. 292 pp. ISBN 98796163-0-8. Duvick, D.N., Cassman, K.G. 1999. Post-green revolution trends in yield potential of temperate maize in the north-central United States. Crop Sci. 39, 1622–1630. Héberta, Y., Guingob E., Loudetc, O. 2001. 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