Establecimiento de Cultivos Estivales1

ESTABLECIMIENTO DE CULTIVOS ESTIVALES
Preparado por: Ing.Agr.Gustavo Giambastiani
IMPORTANCIA DEL ADECUADO ESTABLECIMIENTO DE LOS CULTIVOS
El rendimiento final de un cultivo puede ser dividido en diferentes componentes: el
numero de plantas por unidad de superficie, el numero de frutos o semillas por planta y el
peso medio del fruto o semilla. Estos componentes se definen en diferentes momentos del
ciclo del cultivo. En el caso particular del período siembra emergencia, se define el número
de plantas por unidad de superficie.
Por otra parte, el rendimiento es función de la interacción entre el ambiente
(radiación, temperatura, disponibilidad de agua y nutrientes, etc), el genotipo y del manejo
agronómico del sistema. Para cada genotipo y ambiente hay una densidad de plantas que
permite obtener el máximo rendimiento. Algunos cultivos tienen la capacidad de modificar
la estructura de la planta de tal manera que la modificación del número de plantas con
respecto a la densidad óptima no repercute de manera significativa en el rendimiento final,
tal es el caso de soja, maní y sorgo. En cambio maíz, y girasol en menor medida, muestran
susceptibilidad ante desvíos con respecto a la densidad óptima.
No solo importa el número de plantas, sino también la uniformidad espacial en su
distribución y la uniformidad de emergencia en el tiempo. Plantas que crecen muy juntas
indudablemente competirán por recursos, y plantas muy alejadas dejaran sin aprovechar
parte de los recursos disponibles. Las plantas con emergencia más tardía tampoco podrán
competir de igual manera con las que emergieron antes.
Para el caso de maíz, Nafziger et al (1991), estudió el efecto sobre el rendimiento de
disminuciones en el stand de plantas y de la emergencia desuniforme en el tiempo. Este
autor evaluó el comportamiento de dos híbridos de maíz ante reducciones del stand de
plantas óptimo de un 25, 50 y 75 %. También evaluó la desuniformidad temporal
sembrando 25, 50 y 75% de las plantas 10 y 20 días después de la siembra normal. Los
tratamientos evaluados por este autor fueron diferentes combinaciones de siembra temprana
(E), media (M) (10 días después de la temprana) y tardía ( 20 días después de la temprana)
(L). El espaciamiento entre surcos fue de 0.76 m y entre plantas de 0.2 m.
Tal como se puede observar en las figuras 1, el efecto más notorio sobre el
rendimiento se da con la pérdida de plantas, llegando a una reducción del 50% del
rendimiento con una pérdida de plantas del 75%. El retrazo de 10 días en la emergencia de
distintas proporciones de plantas (Fig. 2) no provocó un efecto significativo en el
rendimiento final. En cambio, un retrazo de 20 días en la emergencia de plantas de un 50 a
un 75% de las plantas (Fig.3), produjo mermas importantes.
Estudios como este son de gran valor para analizar la posible resiembra de los
cultivos que han sufrido una mala emergencia. Para esto es necesario realizar un análisis
económico considerando los costos de la resiembra y la pérdida de rendimiento económico.
Ing.G Giambastiani – Cereales y Oleaginosas – F.C.A. – U.N.C.
12
rendimiento (tn/ha)
11
10
9
8
7
6
5
4
1
0.75
0.5
proporción de plantas emergidas
0.25
Figura Nº1 : Efecto de diferentes proporciones de pérdidas de plantas en la emergencia de
maíz sobre el rendimiento final. ( adaptado de Nafziger et al., 1991)
12
rendimiento (tn/ha)
11
10
9
8
7
6
5
4
1
0.75
0.5
proporción de plantas
0.25
Figura Nº 2: Efecto de distintas proporciones de plántulas que emergen 10 días más tarde
que la fecha temprana sobre el rendimiento final del cultivo de maíz. (
adaptado de Nafziger et al., 1991)
12
rendimiento (tn/ha)
11
10
9
8
7
6
5
4
1
0.75
0.5
proporción de plantas
0.25
Figura Nº 3: Efecto de distintas proporciones de plántulas que emergen 20 días más tarde
que la fecha temprana sobre el rendimiento final del cultivo de maíz. ( adaptado
de Nafziger et al., 1991)
Ing.G Giambastiani – Cereales y Oleaginosas – F.C.A. – U.N.C.
GERMINACIÓN Y EMERGENCIA
El establecimiento de las plántulas es el resultado del alargamiento y diferenciación
de órganos específicos preformados de la semilla. La germinación es clasificada como
hipogea o epigea dependiendo de la posición de los tejidos de almacenamiento en el suelo.
Si los tejidos de almacenamiento tal como el endosperma en la semilla de maíz y de sorgo
permanece por debajo del suelo, la germinación es hipogea. En el caso de soja y girasol en
los que los órganos de reserva (cotiledones) son llevados por sobre la superficie del suelo,
la germinación es epigea. Maní es un caso intermedio ya que los cotiledones quedan a nivel
del suelo o ligeramente por debajo. El establecimiento de las plántulas de sorgo y maíz
comienza con la aparición de la raíz primaria y las raíces seminales. Poco tiempo después,
el coleoptilo y el mesocótilo se alargan hasta que el primero emerge a través del suelo. En
soja, maní y girasol lo primero que emerge es la raíz principal, seguido de la diferenciación
de las raíces secundarias. El hipocótilo comienza una inmediata y rápida elongación,
llevando los cotiledones por sobre la superficie del suelo, en el caso de soja y girasol, y en
el de maní hasta casi la superficie del suelo.
RELACIONES HÍDRICAS
El proceso de germinación comienza con la imbibición de agua por la semilla. El
proceso de absorción de agua involucra tres fases: 1) imbibición, 2) activación o
germinación y 3) crecimiento.
La tasa inicial de imbibición está determinada por la permeabilidad de la cubierta
seminal, el área de contacto de la semilla con el suelo y la conductividad hidráulica del
suelo. La tasa inicial de imbibición es importante, ya que cuando es elevada es posible que
se dañe la semilla, sobre todo en condiciones de suelo frío. La absorción de agua en la fase
de imbibición es rápida para luego estabilizarse durante la fase de activación. El final de
esta fase se da cuando emerge la radícula. La fase II o de activación es la que se alarga si la
semilla esta en contacto con suelo poco húmedo. Es necesario que la semilla alcance un
determinado nivel de agua en sus tejidos para que se produzca la germinación. En el caso
de semillas como la de maíz y sorgo se requiere que este nivel llegue a un 30 a 35 % de su
peso en agua, y en el de soja y maní, este valor es mayor, aproximadamente un 50%.
La germinación en sentido estricto esta completa al iniciarse la fase III o de
crecimiento del embrión. La disponibilidad de agua en esta etapa es importante ya que
influenciará sobre la velocidad a la cual se expandirán las células embrionarias y por ende
en la velocidad a la que emergerán las plántulas.
La velocidad a la cual emergen las plántulas y el porcentaje de emergencia de las
plántulas es afectado por la disponibilidad de agua en el suelo. Las diferentes respuestas al
contenido hídrico se pueden explicar por diferentes factores: tamaño, composición química
de las reservas, contenido de agua de la semilla, etc.
La temperatura influencia la tasa de imbibición, con las bajas temperaturas
disminuyendo la tasa de imbibición. Por un lado esto se debe a un incremento en la
viscosidad del agua.
Ing.G Giambastiani – Cereales y Oleaginosas – F.C.A. – U.N.C.
Una experiencia realizada con semillas de sorgo, maíz, girasol, soja y maní puso en
evidencia el comportamiento diferencial de la emergencia ante distintos potenciales agua
del suelo (Giambastiani, datos no publicados). Se utilizó suelo haplustol entico de la capa
superficial característico de la region central de Córdoba. El suelo secado en estufa fue
rehumedecido para llevar el potencial agua a valores de -33 , -100 y - 300 KPa que de
acuerdo a la curva característica de humedad (Figura 9 ) correspondió a los porcentajes de
humedad gravimétricos de 23.72, 16.3 y 13.0, respectivamente. Las semillas fueron
sembradas en recipientes con suelo a distinto contenido de humedad y colocados en cámara
a 25 ºC. Se evaluó la emergencia de las plántulas diariamente. Los resultados pueden
observarse en las figuras 4, 5, 6, 7 y 8.
Se puede observar que los porcentajes finales de emergencia en sorgo, maíz y girasol
no fueron afectados por el nivel de agua en el sustrato. En cambio soja, y en mayor medida
maní si vieron reducidos la emergencia final a menor contenido de agua. La velocidad de
emergencia es mayor en sorgo y maíz, seguido de girasol, soja y maní. Para sorgo, maíz y
girasol, y soja no hubo diferencias en la velocidad de emergencia a –33 y –100 Kpa, pero
si a –300 Kpa. La velocidad de emergencia de maní ya se afecto a –100 Kpa. En síntesis,
los resultados obtenidos mostraron que sorgo, maíz y girasol son igualmente afectados por
contenidos de agua decrecientes en el rango de –33 a –300 Kpa. Soja mostró mayor
susceptibilidad y maní resultó altamente sensible.
Figura Nº 4: Emergencia de girasol cv
Contiflor 3 a diferentes niveles de
potencial agua (KPa) en el suelo.
Figura Nº 5: Emergencia de maíz cv
C260 a diferentes niveles de
potencial agua (KPa) en el suelo.
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Figura Nº 6: Emergencia de sorgo cv
Melincué a diferentes niveles de
potencial agua (KPa) en el suelo.
Figura Nº 8: Emergencia de maní cv
Florman INTA 3 a diferentes niveles de
potencial agua (KPa) en el suelo.
Figura Nº 7: Emergencia de soja a diferentes
niveles de potencial agua (KPa) en el suelo.
Figura Nº 9: Curva característica de
humedad para la capa superficial de un
suelo haplustol entico de la serie
Oncativo.
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TEMPERATURA
La mayoría de las semillas exhiben una temperatura mínima, optima y máxima para la
germinación. Si se graficara el tiempo a germinación en función de la temperatura,
obtendríamos un gráfico como el que se muestra en la figura 10. Este gráfico solo nos
permite visualizar la temperatura optima para el proceso pero no la mínima ni la máxima,
por lo tanto resulta poco útil en ese aspecto.
tiempo a germinación
25
0
0
temperatura
25
Figura Nº 10: Relación entre la temperatura y el tiempo a germinación.
velocidad de germinación
(1/d)
En cambio, si graficáramos la velocidad de germinación ( 1/ tiempo a germinación)
en función a la temperatura nos quedaría un grafico como el de la figura 11, del cual son
fácilmente observable las temperaturas cardinales.
To
Tb
Tm
tem peratura (ºC)
Figura Nº 11: Relación entre la temperatura y la velocidad de germinación.
La temperatura mínima o temperatura base (Tb) es aquella en la cual la velocidad de
germinación es cero; con la temperatura óptima (To) la velocidad de germinación es la
máxima, y con la temperatura máxima (Tm) la velocidad de germinación vuelve a ser cero.
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El concepto de tiempo térmico (TT), la sumatoria de las temperaturas por encima de
la temperatura base, puede ser utilizado para predecir el tiempo de siembra a germinación
y/o emergencia a diferentes temperaturas, de acuerdo a lo siguiente:
para Tb <T< Topt
para Topt <T< max
TT(g) = (T – Tb) tg
por lo tanto
TT(g) = (Tmax –T) tg
t = TT/(T-Tb)
por lo tanto
t = TT/(Tmax-T)
Donde: TT es el tiempo térmico para alcanzar la germinación del porcentaje g, T es la
temperatura a la cual se lleva a cabo la germinación, Tb es la temperatura base, Tmax es la
temperatura máxima, y tg es el tiempo para completar la germinación.
En la Figura la velocidad de germinación (VG) es:
VG = 1/tg = (T – Tb) / TT (g)
Matemáticamente resulta en una ecuación de la recta
y=a+bx
conociendo a y b, podemos estimar la Tb y el TT, de la siguiente manera:
Tb = -a / b
y
TT= 1/b
Para girasol se ha desarrollado un modelo predictivo de la duración de la etapa
siembra-emergencia. Este considera que la duración depende, para condiciones de humedad
de suelo adecuadas, de la temperatura y la profundidad de siembra. Se considera que la
temperatura opera separadamente, por un lado sobre la germinación, y por el otro, sobre la
tasa de alargamiento del hipocótilo. La ecuación para predecir el tiempo a emergencia es:
t = ( TTs-g + TTg-e * PS) / (T – Tb)
donde: t es el tiempo de siembra a emergencia (días)
TTs-g es el tiempo térmico de siembra a germinación (ºCd)
TTg-e es el tiempo térmico requerido por centímetro de elongación del hipocótilo (ºCd cm1)
PS es la profundidad de siembra en centímetros
T es la temperatura en la cama de semilla (ºC)
Tb es la temperatura base (ºC)
Se considera en dicho modelo las temperaturas cardinales siguientes:
Tb= 4 ºC, To = 28 ºC y Tm = 40 ºC
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A través de experimentos se encontró para seis genotipos de girasol los siguientes
requerimientos térmicos para germinación y emergencia:
TTs-g = 66ºCd y TTg-e= 11.9 ºCd cm-1
AIREACIÓN DEL SUELO
Una adecuada provisión de oxígeno es importante para el proceso de germinación y
emergencia, estando esta comprometida en situaciones en las que después de una siembra
ocurren excesivas precipitaciones y el suelo carece de una adecuada capacidad de
infiltración.
El maíz es generalmente considerada una especie tolerante al anegamiento. Esto es
atribuido a la capacidad de producir raíces adventicias tempranas y al hecho de poseer
adaptaciones morfológicas tal como espacios de aire en los tejidos de las raíces durante el
período de anegamiento. La tolerancia al anegamiento es mayor a medida que avanza el
ciclo del cultivo. La soja es menos tolerante que maíz al anegamiento.
Fausey et al. (1985) analizaron la emergencia de líneas endocriadas e híbridos de
maíz en condiciones de anegamiento en preemergencia. Encontraron una mayor
susceptibilidad de los híbridos atribuyendo esto a que la expresión de la heterosis en los
híbridos se reduce al requerir un mayor metabolismo y por ende tener un mayor
requerimiento de oxígeno.
El efecto del anegamiento sobre el comportamiento de los híbridos de maíz puede
observarse en la figura Nº 12. Claramente se observa un efecto negativo ante el aumento
del período de anegamiento y que este efecto es mayor a temperaturas de 10ºC que 25ºC.
emergencia de maíz despues de períodos de inundación
90
80
10 ºC
emergencia (%)
70
25ºC
60
50
40
30
20
10
0
0
48
96
144
horas de inundación
Figura Nº 12: Efecto de períodos de anegamiento de diferente duración y bajo distintas
temperaturas sobre la emergencia de híbridos de maíz. Adaptado de Fausey et al. (1985)
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CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DE SEMILLAS IMPORTANTES PARA EL
ESTABLECIMIENTO DE LOS CULTIVOS
El tegumento de la semilla de soja es extremadamente hidrofílico y es capaz de
absorber hasta 3.8 veces su peso fresco en agua. Esta capacidad de retención de agua ayuda
a la semilla a evitar el daño imbibicional por una rápido entrada de agua a los tejidos con
potencial hídrico muy negativo que culminaría en el daño de las membranas. Cualquier
daño a la integridad del tegumento puede influenciar la tasa de ingreso de agua a la semilla,
incrementar la incidencia del daño por imbibición en frío, y disminuir la emergencia final.
La semilla de maní, que está recubierta por un delgado tegumento, presenta la
característica de tener una protuberancia que se corresponde con la radícula por lo tanto la
misma queda expuesta al daño mecánico durante el descascarado y en la operación de
siembra. El daño sobre este órgano impide la generación de una plántula normal.
Sobre las semillas de soja y maní es de fundamental importancia evitar el daño
mecánico tanto en la cosecha como en la siembra. Para esta última situación se recomienda
la utilización de cepillos enrasadores que tratan en forma suave a la semilla y evitar la
utilización de gatillos expulsores.
Las semillas de maíz, girasol y sorgo están menos expuestas al daño mecánico dado
que en realidad son frutos es decir hay un pericarpio que las protege, sobre todo en el caso
de girasol.
BIBLIOGRAFÍA
Bradford, K.J. 1995. Water relations in seed germination. Chapter Nº13 351-396. En: Seed
Development and Germination. Editado por J.Kigel y G.Galili.
Nafziger E.D., P.R.Carter, and E.E.Graham. 1991. Response of corn to uneven emergence.
Crop Science 31: 811-815.
Mc Donald M.B. 1994. Seed germination and seedling establishment. Chapter 3A: 37-60.
In: Physiology and determination of crop yield. ASA, CSSA, SSSA, Madison, USA.
Ing.G Giambastiani – Cereales y Oleaginosas – F.C.A. – U.N.C.