Resumen del Capitulo 50 Guyton sobre fisiologia del ojoDescripción completa
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Fisiología del arroz y mejoramiento
Mejoramiento genético Aumentar rendimient rendimientoo Rendimiento: Kg/ Ha N panojas / m2 °
N de granos / panoja °
Peso de 1000 granos
Materia seca producida etapa vegetativa
Mejoramiento genético Aumentar la eficiencia de producción de biomasa (materia seca) Incrementar la distribución de biomasa a los destinos de interés economico Granos
Fenología de la planta de arroz Fisiología del arroz Factores que afectan rendimiento
Fenología de la planta de arroz
S0-3
V1-13
R0-9
Etapa vegetativa Germinación
S0
S1
S2
S3
Etapa vegetativa Plántula Dura de 14-20 días Desde primer hoja hasta quinta hoja. Hasta tercer hoja la planta vive de las reservas del endosperma A partir 5º hoja emerge primer macollo
Etapa vegetativa Macollaje 25-55 días de duración Primer macollo emerge previo al estado de 5 hojas Desarrollo igual al del tallo principal
Etapa vegetativa Macollaje Menos número de hojas , menor tamaño y desarrollo mas tardío Difícil distinguir del tallo principal Crecimiento muy activo Hasta elongación entrenudos acumula almidón en las vainas de las hojas
Primer componente del Rendimiento Nº panojas / Ha (potenciales)
Etapa vegetativa Macollaje T S
P SS P S
P
TP
6 5 4 3 2 1
P S P S S P S T
Etapa Reproductiva Diferenciación primordio
Desarrollo de la panícula Es posible distinguir las espiguillas La panícula se eleva dentro de la vaina de la hoja bandera
Etapa Reproductiva Embarrigado (encañado, embuchado) 12-16 días luego de diferenciación Vaina hoja bandera se hincha Se elongan los entrenudos del tallo
Sensibilidad a las bajas temperaturas
Segundo Componente del Rendimiento Nº granos / panoja
Etapa Reproductiva
Floración La panoja emerge de la vaina de la hoja bandera Las flores se abren, son fecundadas y se cierran. Duración: 3-5 días luego de la emergencia de la panoja. La antesis floral ocurre desde arriba hacia abajo
Etapa Reproductiva Etapa de llenado y maduración del grano Madurez lechosa •El ovario se desarrolla •Aparecen los gránulos de almidón •Comienza la diferenciación del embrión •Los carbohidratos se traslocan de hojas y tallos al grano •El endosperma presentan apariencia lechosa Tercer Componente del Rendimiento Peso de 1000 granos
Etapa Reproductiva Etapa de llenado y maduración del grano Madurez pastosa Se va perdiendo humedad y endosperma se hace pastoso El endosperma se comprime entre lemma y palea que le dan la forma y tamaño final
Etapa Reproductiva Etapa de llenado y maduración del grano Madurez dura •35-40 días luego de la polinización se alcanza la madurez. •El Contenido de agua es menor al 20%. •La panoja madura de arriba hacia abajo (tiene granos duros, pastosos y lechosos).
Nº de plantas
Nº de macollos Nº de granos Peso del grano
Fisiología del arroz
a s m i q u n é r A e
Proteólisis, síntesis de aminoácidos y proteínas Fotosintesis
Absorción de nutrientes
Sílice
Traslado de nutrientes y fotoasimilados Crecimiento del cariopse Llenado de grano Partición de fotoasimilados Secado de grano
Germinación Imbibición de la semillas
Síntesis de AG3 a aleurona Transcripción de la amilasa Transporte a endosperma para degradación almidón
Maltosa y moleculas de almidón de cadena corta
Temperatura
Temperatura mínima 6-8º C Temperatura optima 30-32º C Temperatura máxima 41º C
Germinación Oxigeno El tenor de oxigeno en suelo determina el tipo de germinación
Alto tenor de oxigeno
Siembra en seco Emerge primero radicula
Bajo tenor de oxigeno
Siembra en agua
Emerge primero coleoptile
Etapa vegetativa Se inicia con la primer hoja verdadera (completa) Los eventos en esta etapa son: Iniciación foliar Elongación foliar Maduración de la lámina foliar Formación del collar Elongación de la vaina Formación del nudo Elongación del entrenudo
Cultivar Densidad de siembra N > 3,5% Fertilización P > 0,25% en el tallo principa Riego
Etapa vegetativa Fotosíntesis Energía lumínica
Energía química Fijar CO2 Carbohidratos
Rendimiento es resultado de fotosíntesis
Etapa vegetativa Fotosíntesis Rendimiento por planta Hoja bandera (llenado de grano)
Rendimiento por tallo
Presencia y cantidad de destinos
Granos acumulando reservas
Rendimiento por area
Intensidad fotosintetica
Numero de tallos / Ha Numero de granos/panoja Peso de 1000 granos Indice de Area foliar
Etapa vegetativa Hasta elongación de entrenudos Almacenamiento de sustancias de reserva se hace en las vainas foliares
Almidon y /o sacarosa
Etapa vegetativa Una vez inudado el arroz crece en hipoxia Las raices se recubre de Fe (ferroso)
Las raices necesitan oxigeno para ser funcionales Las hojas mueren en 3-6 filocronos de elongación No proveen de oxigeno a las raices Nudos y entrenudos proveen de oxigeno a la raiz Aerenquima
Etapa vegetativa Formación de aerénquimas Tejido capaz de conducir oxigeno Muerte ordenada y programada de las células (apoptosis) produciendo grandes espacios intercelulares
La conducción de oxigeno en arroz inundado se hace por la linea de nudos y entrenudos con aerénquimas
Etapa vegetativa Requerimientos Climáticos
Culturales
Temperatura: 18 a 25 º C Humedad: Oxigeno: Desarrollo de radícula Preparación terreno Fecha y densidad de siembra Distribución de la semilla Método de siembra Control de malezas
Etapa vegetativa Nutrición mineral
Nitrógeno Rápidamente absorbido por las plántulas y convertido en proteínas foliares Las hojas se expanden, llegan a maximo fotosintetico y mueren. Parte de este nitrógeno se transfiere de las hojas adultas a las jóvenes hasta después de llenado de grano
Etapa vegetativa Nutrición mineral
Nitrógeno Aminoacidos constitutivos de la hoja son transformados a: Glutamato, glutamina y serina Rapidamente traslocables a destinos como hojas en crecimiento Nitrogeno es redistribuible a las hojas jovenes durante todo el periodo vegetativo.
Etapa vegetativa Nutrición mineral
Nitrógeno
Máxima area foliar en R0
Inicio panicula R0 Diferenciación panícula R1
Alta demanda de nitrogeno traslocable
Hojas parecen sufrir deficiencia de nitrogeno.
Etapa vegetativa Nutrición mineral
Nitrógeno
•Aumenta numero de espiguillas por panoja •Interrelación marcada entre absorcion de N y radiación •Características del tipo de planta afectan la relación anterior Plantas altas, poco macollaje y panojas grandes : Muy afectadas en su respuesta al N con baja radiación
Plantas semienanas muy macolladoras y menor tamaño de panoja: Poco afectadas en su respuesta al N con baja radiación
Etapa vegetativa Nutrición mineral Sílice Tiene absorción selectiva por el ácido silícico Se deposita en paredes celulares y epidermis Incrementa fotosintesis Reduce el consumo de agua Favorece las posicion erecta de las hojas Reduce efectos de toxicidad de algunos nutrientes por excesiva absorcion
Etapa reproductiva Desarrollo del grano Lleva un período relativamente largo en el desarrollo de la planta Desarrollo del tubo polínico Nutrición del endosperma y embrión
Energía
Elongación del grano: expansión de pared celular hasta ocupar el maximo espacio entre lemma y palea
Etapa reproductiva Desarrollo del grano Primer carbohidrato transportado
sacarosa
Desde fertilización hasta fin de elongación Invertasas acidas
sacarosa
glucosa + fructosa
Etapa reproductiva Llenado del grano Células del endosperma almacenan fundamentalmente almidón Células de la aleurona con lípidos y proteínas Células de las capas sub aleurona almidón, lípidos y proteínas
Etapa reproductiva Llenado del grano Bioquímica del llenado se lleva acabo en dos lugares Citosol sucrosa
Plastidos amilopectina
amilosa
sucrosa sintasa UDP-glucosa + fructosa ATP PPi UTP ADP Glucosa-1-Fosfato ATP PPi ADP-Glucosa
Glucosa-1-Fosfato ATP PPi Unidades de ADP-glucosil Formacion almidón
ADP
Etapa reproductiva Requerimientos
Climáticos
Radiación solar
Culturales
Alto requerimiento de nitrógeno Nitrógeno traslocable desde las hojas Riego
) % ( r a l o s n ó i c a i d a r e d o t n e i m i r e u q e R
100
75
Periódo crítico para radiación solar
50
15 días
25 a 55 días
Emergencia Macollaje
21 días
21 días
Primordio Floración
10 días
Grano Grano pastoso maduro
Biomasa vegetativa Radiación solar incidente
Rendimiento Energía para producción MS
Radiación incidente Eficiencia de intercepción Eficiencia de conversión Eficiencia de traslado a parte aerea Eficiencia de partición a granos
Radiación incidente Radiación electromagnetica
OC 0,3-3nm (lumínica) OL 5-100 nm (térmica)
t o n e i ) a m h i / d g n K e ( R
µmol.m-2s-1
Factores que afectan la radiación solar incidente en el cultivo Fotosíntesis •Longitud del día •Máxima intensidad de radiación esperable en un día claro •Nubosidad
Variación de la radiación según los meses
40º LS
R P A
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
meses
Variación de la radiación según la latitud 40º LS
R A P
0º LS
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
meses
Radiación incidente Eficiencia de intercepción
Radiación interceptada Eficiencia de conversión
Materia seca producida Eficiencia de partición parte aérea
Temperatura Estado de crecimiento Germinación Emergencia y establecimiento de plántulas Enraizamiento Elongación de hojas Macollamiento Iniciación de panícula Diferenciación de panícula Antesis Maduración
Materia seca producida Eficiencia de partición parte aérea
Materia seca parte aérea
Eficiencia de partición a granos
Rendimiento económico
Composición reserva del grano
Partición a granos Crecimiento
Rendimiento Indice de cosecha
Rendimiento en grano Indice de cosecha = Biomasa total
Partición a granos Rendimiento en grano Indi In dice ce de co cose sech chaa = Biomasa total Numero de granos
Peso de granos
Activo crecimiento durante el llenado de granos Activo crecimiento durante etapa crítica de fijación de granos
Partición a granos Indi In dice ce de co cose sech chaa Calidad de la biomasa producida Con 1 gramo de glucosa se obtienen: 0,83 g de almidón 0,33 g de aceite 0,41 g de proteínas Requerimientos de glucosa para la producción de grano (g glucosa / g grano) Arroz: 1,4 Girasol: 2,4 Soja: 2,0
Partición a granos Relación fuente-destino Reguladores de crecimiento
Control de distribución
Control nutricional
Partición a granos Relación fuente-destino Transporte asimilados Carga y descarga
Partición Interacción fuente-destino Cantidad de carbohidratos producidos Nº de espiguillas fecundadas
Partición a granos Plasticidad morfológica Variaciones fenotípicas de distribución Ideotipos
Partición a granos Plasticidad morfológica
Partición a granos Plasticidad morfológica Variaciones fenotípicas de distribución Ideotipos
Variaciones fenotípicas de distribución ) a h / g K ( a c e s a i r e t a M
T H G
Dias desde siembra ) a h / g K ( a c e s a i r e t a M
) a h / g K ( a c e s a i r e t a M
T H
G
Dias desde siembra
T H G
Dias desde siembra
Partición a granos Plasticidad morfológica Variaciones fenotípicas de distribución Ideotipos
Partición a granos Ideotipos 1 -
Hoja bandera
s
Inferiores planta moderna
2 -
m .
2
O C l o M
Inferiores Planta tradicional
µ
µMol
PPDF. m-2 s-1
Mejoramiento genético Aumentar rendimiento Rendimiento: Kg/ Ha N panojas / m2 °
