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Diferencias entre híbridos de sorgo en latencia
Pedro A. Pardo (Advanta Semillas SAIC). Brenda L. Gambín (CONICET – UNR).
Se presentan resultados de un análisis de una base de datos de tiempo a antesis en varios ambientes (localidad y año) mostrando diferencias entre híbridos de sorgo en la manifestación de la latencia. Este es un paso importante para determinar la utilidad de este rasgo a nivel de producción.
Palabras Claves:
Sorgo, Híbridos De Sorgo, Latencia, Ensayos Multi-ambientales.
El cultivo de sorgo tiene la capacidad de atrasar el tiempo a floración ante un estrés hídrico durante la pre-floración del cultivo (Craufurd et al., 1993). Este atributo es conocido como latencia, y ha sido identificado como un rasgo favorable en ambientes de estrés intermitente e impredecible (Borrell et al., 2006). Ante limitaciones de agua, el sorgo reduce e incluso detiene su desarrollo, para reanudarlo a tasas normales luego de la ocurrencia de una lluvia.
Todavía no es claro si la latencia es o no un rasgo favorable a nivel de producción. La latencia puede ser vista como un atributo deseable porque permitiría ubicar al menos parte del periodo crítico del cultivo (inmediatamente previo a la floración) una vez restablecida la condición hídrica. Por el contrario, puede ser no deseable si se tiene en cuenta que su expresión es indicativa de que el cultivo está sufriendo estrés, con la consecuente reducción del crecimiento y rendimiento (Eck y Musick, 1979; Wright et al. 1983). También la latencia aparece como un atributo no deseable en ambientes de altas latitudes o de ventana de crecimiento reducida. En estos ambientes, el atraso en la floración ante limitaciones de agua ubicaría el periodo de llenado en condiciones de crecimiento desfavorables y con alto riesgo de heladas tempranas.
Un paso previo importante antes de evaluar la ventaja de la latencia a nivel de producción, es determinar si hay diferencias en la manifestación de este atributo entre materiales comerciales. No hay registros claros que indiquen si hay materiales con mayor latencia que otros. En este trabajo se presentan resultados en diversos ambientes donde se exploró diferente condición hídrica que permitió estudiarlas diferencias en latencia entre híbridos.
Base de datos analizada
La base de datos utilizada proviene de ensayos multi-ambientales del programa de mejoramiento de sorgo de Advanta Semillas SAIC (Tabla 1). La misma involucra dos localidades en centro de Santa Fe (Gálvez) y centro de Córdoba (Laguna Larga) durante 3 o 4 campañas. La fecha de siembra tuvo lugar durante el mes de noviembre, luego de una lluvia importante que asegurara buena implantación. Los cultivos se manejaron con un planteo de buena tecnología de control de malezas, plagas y fertilización. El manejo fue similar en todos los ambientes y siguiendo las recomendaciones de la zona. En estos ambientes se disponía de registros de lluvias y datos climáticos para el cálculo de evapotranspiración potencial (ETo) (Penman, 1948). Con esta información se calculó un balance de siembra a antesis, como la diferencia entre las lluvias y la ETo durante ese periodo (Tabla 1). En cada ambiente se sembró un total de 92 híbridos (26 comerciales ampliamente difundidos y 66 en estado experimental). Cada híbrido fue sembrado en al menos 2 repeticiones por ambiente, aunque no todos los híbridos estuvieron sembrados en todos los sitios. Se aseguró, sin embargo, que todos los híbridos estuvieran sembrados en el ambiente de balance más positivo (Gálvez, 2009/10) y al menos en un ambiente con balance negativo a fin de poder evaluar la latencia como la diferencia entre ambas condiciones. En todas las parcelas se registró el dato de fecha de antesis (50% de plantas de la parcela con anteras expuestas). Los datos fueron analizados mediante modelos lineales mixtos usando el programa estadístico R (paquete lme4; Bates et al., 2013). El interés estuvo centrado en evaluar el efecto del balance de agua desde siembra a antesis (S-A) sobre el tiempo térmico desde siembra a antesis para el conjunto de datos y para cada híbrido particular. Se asume que no hubo efecto del fotoperiodo sobre la fenología, ya que los híbridos son prácticamente insensibles y el fotoperiodo explorado a fin de fase juvenil siempre superó al crítico de la especie (13.5 hs; RaviKumar et al., 2009). A pesar de que el análisis fue en tiempo térmico, los resultados se presentan en días para su mejor interpretación. El modelo ajustado explicó una importante proporción de la variación en fenología (r2=0.94).
Resultados
La variación en balance de agua fue importante (de -213 mm a 254 mm), lo que permitió explorar el efecto de condiciones limitantes de agua sobre el tiempo a antesis. El efecto general se observa en la Fig. 1, donde balances negativos aumentaron el tiempo a antesis. En todo el rango de ambientes explorado, el atraso global fue de 16 días en la antesis ante balances de agua negativos. La Fig. 1 muestra claramente que el cultivo de sorgo expresa latencia ante condiciones limitantes de agua. Sin embargo, el análisis demostró que hay diferencias importantes entre híbridos (p<0.001): algunos híbridos expresan mayor latencia (mayor atraso en la antesis ante balances de agua negativos), mientras que otros híbridos expresan poca latencia (poco atraso en la antesis ante balances de agua negativos).
descripción de la base de datos de fenología usada.
Sitio, Provincia latitud Año Fecha de siembra Fotoperiodo lluviasS-A
Galvez, SF
31°59’35” S 2009/10 2010/11 2011/12 Laguna Larga, Co 31°48’49” S 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 06-nov 01-nov 04-nov 11-nov 03-dic 26-nov 17-nov 13,83 13,83 13,83 13,90 14,09 14,05 13,97 583 268 300 236 392 363 393
etoS-A
328 488 513 429 369 474 528
BalanceS-A
254 -220 -213 -193 23 -111 -135
n
489 196 392 392 342 147 294
Tabla 01
días desde siembra a antesis vs. balance de agua desde siembra a antesis.
Figura 01
La Fig. 2 pretende mostrar de manera simple y usando los resultados del análisis las diferencias en latencia entre híbridos. En el eje “x” se indica el largo de ciclo en un ambiente sin limitación (Gálvez, 2009/10) como indicativo del ciclo de referencia del híbrido para la zona. En eje “y” se indica el atraso en días en la floración en un ambiente con limitación por agua (balance negativo de 200 mm) como indicativo de la latencia que podría expresar el híbrido. Aunque se indica la fenología en las condiciones extremas, las mismas representarían ambientes frecuentes para la zona y pretenden servir como referencia al productor. Para este cálculo se tuvo en cuenta una temperatura media de 23oC y una temperatura base de 11oC (Hammer et al., 1993).
Se puede apreciar una importante variabilidad en latencia entre híbridos, dentro de ciclos cortos (65-70 días a floración), medios (70-75) o largos (más de 75) para la zona (Fig. 2). Hay híbridos que prácticamente no evidencian latencia o la misma es muy baja (P8419, A9758M, A9829R, MS110 y DK51). Estos híbridos atrasan en promedio 10 días o menos su floración en un ambiente con limitación de agua. Otros híbridos muestran mayor latencia (como VDH205, VDH314, VDH305, 81T35, NK240), atrasando la floración hasta casi un mes (Fig. 2). También se observa importante variación entre híbridos experimentales.
Dentro de ciclos cortos por ejemplo, P8419 muestra baja latencia mientras que VDH205 muestra latencia alta. Dentro de ciclos intermedios, A9758M tiene baja latencia mientras que NK240 evidencia alta latencia. Dentro de ciclos más largos, DK51 muestra baja latencia mientras que el VDH422 evidencia mayor latencia (Fig. 2). Estas diferencias sugieren que ante similares condiciones ambientales algunos híbridos expresan mayor latencia que otros, lo que indicaría diferencias entre genotipos en otros aspectos del cultivo que confieren tolerancia a estrés.
días de atraso en la antesis en un ambiente con limitación (latencia) vs. días de siembra a antesis en un ambiente sin limitación. los símbolos cerrados indican los híbridos comerciales con su desvío. Híbridos experimentales se muestran como cruces.
Figura 02
Conclusiones
• En fechas de siembra de noviembre, que ubican el periodo de pre-floración en condiciones de alta demanda y baja probabilidad de lluvia de enero, es común que se manifieste latencia en sorgo. • Hay importantes diferencias en la manifestación de la latencia entre híbridos. Algunos prácticamente no atrasan la antesis, mientras que otros la atrasan hasta casi un mes respecto a una condición sin limitación de agua. • No hay clara relación entre la manifestación de la latencia y el ciclo del híbrido, lo que sugiere importantes diferencias entre materiales en otros atributos que confieren tolerancia a estrés. • Aún no es claro si la latencia es o no un atributo deseable a nivel de producción, pero la existencia de diferencias entre materiales es un primer paso para determinar su utilidad para diferentes opciones productivas. • Por primera vez se provee de información conjunta al productor en cuanto ciclo y latencia para materiales comerciales, información que puede ayudar a reducir la incertidumbre y predecir mejor la fenología ante diferentes planteos productivos.
Agradecimientos
La base de datos utilizada para el presente trabajo fue generada por el Programa de Investigación Sorgo Argentina de Advanta Semillas S.A.I.C.. Los autores agradecen el apoyo brindado por Advanta Semillas a través de Alberto Leon y Vicente Trucillo. También se agradece al equipo encargado de la conducción de estos ensayos: Oscar Allovatti, Job Maldonado, Mauricio Andrada y Paulo Serrano.
Bibliografía Bates D, Maechler M, Bolker B, Walker S. (2013). lme4: Linear mixed-effects models using Eigen and S4. R package version 1.0-5. http://CRAN.R-project.org/package=lme4. Borrell A, Jordan D, Mullet J, Henzell B, Hammer G. (2006). Drought adaptation in sorghum. In: Drought Adaptation in Cereals (Ribaut J, ed). The Haworth Press, Inc. NY. Craufurd PQ, Flower DJ, Peacock JM. (1993). Effect of heat and drought stress on sorghum (Sorghum bicolor).I. Panicle development and leaf appearance. Experimental Agriculture 29:61-76. Eck HV, Musick JT (1979). Plant water stress effects on irrigated grain sorghum. I. Effects on yield. Crop Science 19:589-592. Hammer GL, Carberry PS, Muchow RC. (1993). Modelling genotypic and environmental control of leaf area dynamics in grain sorghum. I. Whole plant level. Field Crops Research 33:293–310. Penman HL.(1948). Natural evaporation from open water, bare soil, and grass. Proc. Royal Society. LondonA193:120-146. R Core Team (2013).R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.URL http://www.R-project.org/. Ravi Kumar S, Hammer GL, Broad I, Harland P, McLean G. (2009). Modelling environmental effects on phenology and canopy development of diverse sorghum genotypes. Field Crops Research 111:157–165. Wright GC, Smith RCG, McWilliam JR (1983). Differences between two grain sorghum genotypes in adaptation to drought stress. I Crop growth and yield responses. Australian Journal of Agricultural Research 34:615-626.