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“TALLER DE ESTRÉS TÉRMICO EN LOS CULTIVOS DE GRANO”22 y 23 de Octubre de 2012, Escuela para Graduados FA-UBA
Buenos Aires, Argentina
ESTRÉS TÉRMICO EN SOJA Y LA PRODUCCIÓN DE GRANOS VERDES
“TALLER DE ESTRÉS TÉRMICO EN LOS CULTIVOS DE GRANO”22 y 23 de Octubre de 2012, Escuela para Graduados FA-UBA
Buenos Aires, Argentina
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LLENADO DE GRANO COMO FACTOR DETERMINANTE DE LA PRESENCIA DE GRANOS VERDES EN SOJA
Cencig, Gabriela F. (1), Villar Ezcurra, Jorge L. (1), Benech Arnold, Roberto L. (2), Kantolic, Adriana G. (2)
(1), INTA Rafaela, Santa Fe, Argentina. (2), Facultad de Agronomía, Universidad
de Buenos Aires.
Tesis a presentar en la Escuela para Graduados Ing. Agr. Alberto Soriano,Programa de Maestría, área de Producción Vegetal.Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires.
INTA Rafaela
Centro Regional Santa Fe
Ing. Agr. Gabriela Cencig
Las características que definen la calidad industrial del grano condicionan fuertemente el sostenimiento o eventual crecimiento de
los mercados de este cultivo.
Más de 18,9 millones de hectáreas implantadas en el total país.
3,1 millones de hectáreas cosechadas en la provincia de Santa Fe (16,5% del total país).
48,9 millones de toneladas (20% en la provincia de Santa Fe).
Fuente: SIIA-MAGyP (campaña 2010/2011)
La soja representa casi el 91% de laproducción de semillas de oleaginosas y el 45% del total degranos producidos en Argentina
La soja representa casi el 91% de laproducción de semillas de oleaginosas y el 45% del total degranos producidos en Argentina
Importancia del cultivo de soja
Más del 80% de la producción se industrializa y es exportada en casi su totalidad, siendo Argentina el tercer productor mundial -detrás de EE.UU. y
de Brasil- y el mayor exportador de aceite y de harina de soja del mundo.
Que son los granos verdes de la soja ?
Granos que presentan una coloración verdosa debida a la presencia de pigmentos clorofílicos que no fueron degradados durante el proceso de maduración.
Para la comercialización de la soja, a partir del año 2004, se denomina “grano verde” a todo grano o pedazo de grano que presente externamente cualquier intensidad de coloración verdosa, total o parcial.
Coloración verdosa parcial
Coloración verdosa total
La Norma XVII establece una tolerancia de recibo del 10,0% y un descuento del 0,2% por cada punto por encima de la base de comercialización de 5,0% de grano verde.
Problemática de granos verdes
• Efectos causados por la presencia de granos verdes en la industrialización
Aceite de grano normal
Aceite de grano verde
• Efectos causados por los granos/semillas verdes en lotes con destino a simiente
- Granos de textura blanda que no permite su quiebre adecuado
- Aceite crudo con una coloración verdosa (las clorofilas son potentes agentes oxidantes)
- Reducciones en los valores de germinación, viabilidad y vigor de la semilla
La problemática del grano verde involucra a varios sectores de la Cadena de la Soja Argentina, afectando desde los semilleros, productores, acopiadores, industriales, exportadores, organismos de ciencia y técnica hasta la demanda final del producto.
Tomado de Cuniberti et al., 2004
Causas probables de la aparición de grano verde en soja
La presencia de GV a nivel nacional, es más común en la región sojera norte que en las pampeana y sur, más habitual en cultivares de ciclo corto y principalmente en fechas de siembra tempranas.
Algunas evidencias han llevado a sugerir que esta problemática se asocia a que parte del ciclo del cultivo coincida con temperaturas altas.
difusión de la denominada soja de primavera
En este sentido, la mayor presencia de GV en las fechas de siembra tempranas de cultivares precoces se explicaría por haber expuesto la fase de crecimiento de los granos R5 – R7 (inicio de crecimiento de la semilla – madurez fisiológica) a ambientes de elevadas temperaturas
Sin embargo, no se encontraron en la bibliografía trabajos que confronten fehacientemente las condiciones ambientales con la presencia de grano verde en el cultivo de soja en condiciones de campo.
HipótesisLa presencia de grano verde en soja está asociada a un estrés térmico coincidente con un momento dentro de la etapa de formación del grano.La presencia de grano verde en soja reduce la longevidad potencial de la semilla y disminuye su almacenabilidad.
Objetivo generalProducir información que contribuya a desarrollar estrategias de manejo (desde la elección de la fecha de siembra y el genotipo, hasta el manejo post-cosecha) adecuadas para reducir la incidencia de granos verdes en los sistemas de producción de soja, sobre la base de la identificación de las condiciones ambientales que determinan su aparición.
� Evaluar la asociación entre el estrés térmico y la producción de grano verde en soja en condiciones de campo.
� Identificar el momento del desarrollo del grano en el cual un estrés por elevada temperatura sería crítica en la determinación de grano verde.
� Determinar si la presencia de grano verde afecta el tiempo de almacenaje del lote de semillas
Objetivos específicos
Ensayos a campo:
�Campañas 2004/05 a 2008/09
�Genotipos de soja GM III al VIII
�Escalonamiento de siembras
Escalonamiento de la maduración de los granos
Presencia de grano verde en condiciones de producción
Materiales y Métodos
DeterminacionesDeterminacionesFenología
%GV
0
5
10
15
20
25
Jul Ag Se Oct No Dic En Feb Ma Abr Ma Jun
º C -
Mj/m
²
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Hor
as
heladasheladas
2º/10
1º/11
2º/12
GM III GM VIIGM V
Fecha de siembra y fenología de la soja
FP
T
R
Rafaela
Para el promedio de años y genotipos
Mayor tendencia a presentar granos verdes en las sojas
sembradas en fechas tempranas
Para el promedio de años y de fechas de siembra
Genotipos de GM precoces presentaron mayores niveles de
GV
2da
sep
1ra
oct
2da
oct
1ra
no
v
2da
no
v
1ra
dic
2da
dic
0.0
2.7
5.3
8.0
10.7
13.3
16.0
%G
V
DM
310
0
DM
370
0
DM
420
0
DM
460
0
DM
487
0
TJ2
055
RA
514
A5
766
A6
411
NA
ND
RE
A6
6
A7
321
A7
636
0.0
2.7
5.3
8.0
10.7
13.3
16.0
%G
V
Presencia de grano verde en condiciones de producción
-5,00 -2,50 0,00 2,50 5,00
CP 1 (68,0%)
-5,00
-2,50
0,00
2,50
5,00
CP
2 (2
3,5
%)
A5766A6411
A7321
A7636
DM3100
DM3700
DM4200
DM4600DM4870
NANDREA66
RA514
TJ2055
1ra dic
1ra nov
1ra oct
2da dic2da nov
2da oct
2da sep
A5766A6411
A7321
A7636
DM3100
DM3700
DM4200
DM4600DM4870
NANDREA66
RA514
TJ2055
1ra dic
1ra nov
1ra oct
2da dic2da nov
2da oct
2da sep
AMMI
Aporte a la interacción genotipo x ambiente en el %GV de soja, para 11 cultivares en seis ambientes o fechas de siembra. EEA Rafaela, cosechas 2005-2006-2007 y 2009
Fuente de variación % variación
Genotipo 30,7; p<0,0001
Ambiente 2,0; p= ns
Interacción GxA 67,3; p<0,0001
Presencia de grano verde en condiciones de producción
-4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00
CP 1 (98,4%)
-4,00
-2,00
0,00
2,00
4,00
CP
2 (
1,3
%)
IIIIVVVI
VII
Tmed R5-7
Tmed R5-6
Tmed R6-7
%GV
Déficit hid R5-7
Déficit hid R5-6
Déficit hid R6-7
IIIIVVVI
VII
Tmed R5-7
Tmed R5-6
Tmed R6-7
%GV
Déficit hid R5-7
Déficit hid R5-6
Déficit hid R6-7
-5,00 -2,50 0,00 2,50 5,00
CP 1 (89,6%)
-5,00
-2,50
0,00
2,50
5,00
CP
2 (
7,4%
)
1ra qna DIC
1ra qna NOV
1ra qna OCT
2da qna DIC
2da qna NOV 2da qna OCT
2da qna SEP
Déficit R6-R7
Déficit R5-R6
%GV
Temp. R6-R7
Temp. R5-R6
Déficit R5-R7
Temp. R5-R71ra qna DIC
1ra qna NOV
1ra qna OCT
2da qna DIC
2da qna NOV 2da qna OCT
2da qna SEP
Déficit R6-R7
Déficit R5-R6
%GV
Temp. R6-R7
Temp. R5-R6
Déficit R5-R7
Temp. R5-R7
Manifestación de grano verde y su asociación a la temperatura durante el llenado
el %GV se asoció con la temperatura y déficit hídrico en el llenado, mostrando altos valores para los GM III y IV.
FS tempranas se asociaron a mayores temperaturas y déficit hídricos.
Ambas variables estuvieron correlacionadas con %GV, particularmente el déficit hídrico y la temperatura media promedio en R6-R7
La presencia de grano verde en soja está condicionada por la temperatura y el balance hídrico durante el llenado de los granos y se acentúa cuando se siembran GM III y IV en FS tempranas (2da quincena de septiembre – 1ra quincena de noviembre, para Rafaela).
Manifestación de grano verde y su asociación a la temperatura durante el llenado
El fraccionamiento del llenado de granos (R5-R7) en cuatro etapas (0-25%, 25-50%, 50-75% y 75-100%) mostró la mejor asociación entre %GV y las condiciones de temperatura y déficit hídrico en el último período del llenado.
%GV en relación a la temperatura media (promedio en la etapa R6-R7 ), cuando el déficit hídrico fue mayor o igual a 35mm durante R5-R7.
y = 7,3605x - 163,45R² = 0,6751
y = 5,6298x - 128,15R² = 0,6846
y = 3,3256x - 77,298R² = 0,8308
y = 3,8129x - 83,377R² = 0,5522
y = 5,3467x - 115,66R² = 0,7968
0
10
20
30
40
50
60
20 22 24 26 28 30 32
Temperatura (ºC)
% G
V
DM3100
DM3700
DM4200
DM4600
DM4870
TJ2055A6411A7636Lineal
Los casos en que no se superaron los 35 mm no mostraron ninguna asociación .
Hasta que punto las altas temperaturas necesitan ser complementadas por estrés hídrico para generar GV ?
Sensor de temperatura y humedad
Estrés térmico y momento crítico de la soja para la determinación de grano verde
Ensayos a campo bajo condiciones semi-controladas �utilización de carpas de polietileno
Tratamiento térmico: carpas de 1,6 por 4,0 m de base y 1,2 m de altura máxima. Testigos: estructuras similares pero sin colocación de polietileno en los laterales.
Campañas 2007/08 y 2008/09. Variedad de soja: DM4200
Registro térmico cada 10 minutos
Materiales y Métodos
Con las carpas de polietileno se incrementó la temperatura media diurnas (9:00 a 18:00 h) en 5,9º; 7,7º y 7,0º C, para M1, M2 y M3, respectivamente.
Hubieron días en que la temperatura bajo la carpa estuvo por encima de los 40ºC, incluso episodios de hasta 50ºC
Situación hídrica:
Agua útil de 244 mm hasta los 150 cm del perfil
Entre diciembre y marzo las lluvias acumuladas fueron superiores a los registros normales
NO se evidenció presencia de GRANO VERDE para ninguno de los tratamientos ni para el testigo absoluto (sin carpa y sin riego).
estrés térmico durante algún momento del llenado de granos
buena disponibilidad hídrica
Efecto de la imposición de estrés térmico con buena disponibilidad hídrica
Efecto de la imposición de estrés térmico sobre el rendimiento de soja
y = -93,931x + 7986,1
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
25 30 35 40 45
Tº C media (9-18hs)
Ren
dim
ient
o (k
g/ha
)
M1 estrés M1 testigo M2 estrés M2 testigo M3 estrés M3 testigo
testigos
con estrés forzado
Rendimientos de soja con y sin estrés térmico acentuado, en relación al promedio de las temperaturas medias diurnas (9-18hs) para tres momentos (M) dentro del período de llenado de granos. EEA Rafaela campaña 2007/08.
Efecto de la imposición de estrés térmico sobre los componentes del rendimiento
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
140
150
160
170
180
P10
00
momento estrés= 1,00
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
140
150
160
170
180
P10
00
momento estrés= 2,00
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
140
150
160
170
180
P10
00
momento estrés= 3,00
A C B
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
1800
2350
2900
3450
4000
Nº g
rano
s/m
²
momento estrés= 1,00
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
1800
2350
2900
3450
4000
Nº g
rano
s/m
²
momento estrés= 2,00
27 31 35 39 43
T ºC (9-18hs)
1800
2350
2900
3450
4000
Nº g
rano
s/m
²
momento estrés= 3,00
A C B
Peso de 1000 granos en relación al promedio de las temperaturas diurnas (9 – 18 hs), para tres momentos del llenado. A: momento 1; B: momento 2 y C: momento 3. Símbolos: , y , indican FS 1, 2 y 3, respectivamente. EEA Rafaela campaña 2007/08
Número de granos por metro cuadrado en relación al promedio de las temperaturas diurnas (9 – 18 hs), para tres momentos del llenado. A: momento 1; B: momento 2 y C: momento 3. Símbolos: , y , indican FS 1, 2 y 3, respectivamente. EEA Rafaela campaña 2007/08.
A: M1 = R5-R5,5
B: M2 = R5,5-R6
C: M3 = R6-R7
A: M1 = R5-R5,5
B: M2 = R5,5-R6
C: M3 = R6-R7
No se produjeron eventos térmicos de 40º C o superiores (Se registraron máximos de 38,8ºC).
Las carpas incrementaron la temperatura promedio diurnas (9:00 a 18:00 h), en 4,2º; 6,2º y 5,2ºC, para M1, M2 y M3, respectivamente
Situación hídrica:
Agua útil de 107 mm hasta los 150 cm del perfil y oferta hídrica escasa hasta febrero.
Cultivo sometido a estrés hídrico
SI se evidenció presencia de GRANO VERDE en todos los tratamientos (con carpa y testigos)
estrés térmico durante algún momento del llenado de granos
déficit hídrico
Efecto de la imposición de estrés térmico en condiciones de déficit hídrico
M1 (R5 - R5.5) M2 (R5.5 - R6) M3 (R6 – R7)
Déficit hídrico en R6 –R7 (mm)
16,4 (7,9%GV) 38,4 (14,0%GV) 71,2 (14,3%GV)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
R6-R7 sin R5,5-R6 sin R5-R5,5 sin
todo el ciclo hasta R6 hasta R5,5
gran
o ve
rde
(%)
SUP
INF
a a
a a
a
a
a
a
a a
b b
Porcentaje de grano verde en dos estratos de la planta (INF: inferior; SUP: superior).
Granos amarillos
Granos verdes
Cuando el estrés hídrico fue durante todo el ciclo hubo mayor presencia de granos verdes en el estrato inferior.
En los otros tratamientos, las diferencias no resultaron ser significativamente diferentes.
En una misma vaina pueden coexistir granos con tonalidades diferentes.
Estrato de la planta
% GV(x ± sd)
Granos Totalmente Verdes / GV
(%)
Granos Parcialmente Verdes / GV
(%)
SUPERIOR 5,2 ± 2,6 18,2 81,8
INFERIOR 6,9 ± 3,1 25,1 74,9
Grano verde según estrato
Grano verde en vainas
Proporción de tipos de granos verdes
El %GV de los granos parcialmente verdes fue estadísticamente superior al de los totalmente verdes
Longevidad potencial de lotes de semilla de soja con grano verde
La predicción de la pérdida de viabilidad de las semillas de soja resulta beneficiosa para los agricultores, ya que frecuentemente almacenan sus simientes de una campaña para la siguiente.
Condiciones del almacenamiento
La presencia de semillas verdes en un lote puede ocasionar la reducción de la longevidad potencial del mismo, y entonces disminuir su almacenabilidad.
Estimación de la longevidad potencial (Ki)
Se estableció una relación cuantitativa entre la incidencia de granos verdes que presenta un lote de semillas de soja y su longevidad potencial.
Materiales y Métodos
Determinaciones
Semilla de soja, cultivar DM4200 (cosecha 2009)
Construcción de muestras de 50 semillas con seis niveles de semilla verde (0, 6, 10, 16, 30, y 100% GV) y dos repeticiones
Prueba de germinación estándar y de envejecimiento acelerado considerando seis periodos de almacenamiento (24, 48, 72, 120, 168, y 240 horas)
Deterioro fisiológico de las semillas
Almacenamiento
Longevidad potencial del lote
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Días de envejecimiento acelerado
Via
bilid
ad (P
robi
t)
0 % G V
6 % G V
10 % G V
16 % G V
30 % G V
100 % G V
Evolución de la viabilidad en escala Probit a lo largo del período de envejecimiento acelerado en lotes de soja DM4200 con distintos niveles de grano verde
valor de longevidad
potencial (Ki)
% GV PG (%) PEA (PG%)* Ki
0 82 a 54 b 1,10
6 82 a 62 a 1,07
10 81 a 58 ab 1,08
16 80 a 54 b 0,96
30 70 ab 44 c 0,53
100 56 b 42 c 0,27
* Prueba de Envejecimiento Acelerado estándar (48hs )Letras distintas indican diferencias significativas (LSD de Fisher; p ≤ 0,05).
La metodología del EA, seguida del uso de la Ecuación de Viabilidad para estimar el Ki, fue más contundente para definir la calidad del lote
Longevidad potencial de lotes de semilla de soja con grano verde
Existe una asociación positiva entre estrés térmico y producción de granosverdes en soja.
Las fechas de siembra tempranas, desde la segunda quincena de septiembrehasta la primera de noviembre, ubican la etapa R5-R7 de los cultivares de soja deGM III y IV en condiciones conducentes en la aparición de granos verdes.
La ocurrencia de elevados % GV, se dan en situaciones térmico-hídricasestresantes a partir del estado reproductivo de R5.5 del cultivo.
La temperatura durante la última etapa del llenado influenció la aparición de GV,cuando estuvo acompañada por un déficit hídrico superior a los 35 mm durante elllenado de granos.
El estrés por elevadas temperaturas durante el llenado de los granos disminuyó elrendimiento del cultivo de soja, aún bajo condiciones de buena disponibilidadhídrica
El estrés térmico entre R5 y R6 redujo el número de granos por unidad desuperficie mientras que a partir de R6 disminuyó el peso de los granos.
El %GV afecta en mayor medida la almacenabilidad de las semillas que al PGinicial, luego de la cosecha y lotes de semilla con más de 16% de GV debierandescartarse como simiente (considerando un PG final de 80%; con mayoresexigencias de germinación, el %GV permisible sería del 10% de GV).
Consideraciones finales