Universidad Austral de Chile

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA DE CULTIVOS
Facultad de Ciencias Agrarias
Campus Isla Teja
Valdivia, CHILE

El objetivo del grupo de investigación es incrementar el conocimiento de las bases fisiológicas que determinan el rendimiento y la calidad en especies inverno-primaverales. Los cultivos en los que se concentra la mayor parte de la investigación son los cereales de clima templado (trigo, cebada y triticale) pero el grupo también realiza estudios en leguminosas de grano (lupino y arveja) y en menor medida en oleaginosas (colza-canola). En estos últimos cultivos los estudios abordan el entendimiento de los procesos especialmente a través de la fisiología comparada con los cereales.

El nivel de organización en el que trabaja el grupo de investigación es el de cultivo y los estudios se realizan principalmente en condiciones de campo. Dependiendo de la línea de trabajo, también se utilizan aproximaciones a menor escala (celular y molecular), para complementar el análisis ecofisiológico. 

Líneas de investigación:

Determinantes del peso potencial de los granos en cereales inverno-primaverales

El peso de los granos es un componente muy importante del rendimiento y la calidad en los cultivos de trigo y cebada. Muchos estudios han evaluado los efectos genéticos y ambientales sobre el peso de los granos, y la mayoría de esos estudios han focalizado su investigación en el período de llenado de los granos. El grupo de investigación además de considerar la etapa post-antesis estudia la fase inmediatamente previa a la floración ya que esta etapa es de importancia central para la determinación del peso potencial de los granos. En este aspecto, las contribuciones de los integrantes del grupo de trabajo han sido pioneras para el entendimiento de los mecanismos asociados a la determinación del peso potencial de los granos en los cereales inverno-primaverales. Paralelamente, los mecanismos de crecimiento de los granos se abordan a nivel molecular a través de la expresión de expansinas (proteínas que permiten el ablandamiento de las paredes celulares) y el análisis microscópico del crecimiento de las células del pericarpio.

 

 

 

Interacción entre el número y el peso de los granos de cereales inverno-primaverales, leguminosas de grano y oleaginosas

Los dos principales componentes del rendimiento son el número y el peso de los granos. Hasta el presente el mejoramiento genético ha incrementado el rendimiento potencial y real de los cultivos mediante el aumento del número de granos con poco efecto sobre el peso de los granos, y en algunos casos, con efecto negativo sobre este componente. La baja efectividad de la mejora genética para incrementar ambos componentes numéricos en un solo genotipo podría ser una limitación en la eficiencia de los programas a futuro. Para entender las causas de esta limitación, el grupo de investigación realiza estudios en trigo, lupino arveja y canola evaluando la respuesta de ambos componentes a distintas relaciones fuente-destino en diferentes momentos del ciclo de los cultivos. Además, el grupo utiliza líneas doble haploides de trigo (producto del cruzamiento de genotipos contrastantes en los componentes) para dilucidar los condicionantes genéticos y ambientales de la interacción número x peso de los granos.

 

 

 

 

Efecto de estreses abióticos sobre el rendimiento y la calidad de trigo
El sur de Chile cuenta con ambientes de muy alto potencial de rendimiento pero éste está condicionado por diferentes factores abióticos (presentes o futuros) que afectan a los sistemas de producción. Entre ellos, la toxicidad por aluminio, el impacto del cambio climático y una mayor radiación ultravioleta son los desafíos que deben enfrentar los productores.

- Efecto de la acidez y toxicidad por aluminio sobre trigo
La acidez de los suelos y la toxicidad por aluminio es de gran importancia en el sur de Chile teniendo en cuenta que la mayor proporción de suelos deriva de cenizas volcánicas. La literatura es abundante en estudios bioquímicos y moleculares del efecto de la acidez y toxicidad por aluminio sobre especies vegetales pero existe muy poca información a nivel de cultivo y en condiciones de campo. Por ese motivo es que el grupo de investigación en colaboración con el Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos han abordado la problemática de la toxicidad por aluminio desde una perspectiva cuantitativa (evaluando un amplio rango de concentraciones de aluminio en el suelo), estudiando la producción de biomasa aérea y radical, la captura de nutrientes y la concentración de aluminio y otros elementos a nivel de canopia y en diferentes órganos de la planta.

 

 

- Efecto de altas temperaturas sobre el cultivo de trigo
El cambio climático que esta enfrentando el planeta afectará de manera importante a la agricultura. Entre los factores ambientales, se espera que la temperatura se  incremente en muchos agroecosistemas. Los escenarios para el sur de Chile pronostican incrementos dentro del rango de temperaturas moderadamente altas (entre 15 y 32°C). La mayoría de la información disponible comprende estudios de muy altas temperaturas o de temperaturas moderadas por períodos prolongados que no son los escenarios que enfrentarán los productores de la zona sur del país. Por este motivo el grupo de investigación está evaluando el impacto que tendrán los incrementos térmicos sobre trigo en el rango de las temperaturas moderadamente altas por períodos cortos. Los estudios de aumento térmico en trigo que realiza el grupo se focalizan en el período inmediatamente previo a la antesis y durante el llenado de granos evaluando el efecto sobre el número, peso y calidad de los granos con el objetivo de comprender los mecanismos que modulan esos efectos.

 

 

- Efecto de la radiación UV-B sobre el rendimiento y la calidad de trigo
Como parte del cambio climático, en el sur de Chile se espera una mayor carga de radiación UV, al menos en el mediano plazo. La evaluación experimental del incremento de radiación UV-B en cultivos ha mostrado resultados controvertidos. En trigo se ha reportado una amplio rango de respuestas: desde ausencia de efecto hasta disminuciones del 73% del rendimiento con incrementos de UV-B entre 6 y 60%. Con el fin de evaluar la sensibilidad de trigo al incremento de la radiación UV-B, nuestro grupo de investigación estudia la respuesta del rendimiento y la calidad en función de los escenarios plausibles de incremento de UV durante el ciclo de trigo y en etapas particulares del mismo.

 

 

Respuesta del rendimiento, la captura de recursos y su eficiencia de uso a la densidad de siembra y el arreglo espacial en trigo, cebada y triticale
La densidad de siembra y el arreglo espacial de las plantas condiciona la captura de recursos y la productividad de los cultivos. En cereales inverno-primaverales es aceptado que el rendimiento muestra una respuesta asintótica a la densidad de siembra con estabilización del rendimiento en niveles relativamente bajos de densidad. Por otra parte, con niveles muy bajos de densidad, y con un arreglo espacial homogéneo de las plantas, la altura del cultivo se reduce mejorando así el comportamiento ante problemas de tendedura (vuelco o acame). La tendedura representa un problema de especial importancia en áreas de muy alto rendimiento como es el sur de Chile. El grupo de investigación esta estudiando el efecto de la densidad y el arreglo espacial homogéneo sobre el rendimiento, la altura de planta y la captura de recursos en trigo, cebada y triticale. Las evaluaciones realizadas indican que una muy baja densidad de siembra con distribución homogénea de las plantas no sólo alcanzaría los rendimientos del sistema convencional de siembra sino que en algunos casos se vería favorecida la productividad. En todas las situaciones estudiadas la menor densidad afectó positivamente la calidad de grano y la captura de nitrógeno y fósforo. En la actualidad, el grupo esta trabajando para dilucidar las causas de las respuestas favorables identificadas y al mismo tiempo, conocer las posibles extrapolaciones y limitaciones de los resultados obtenidos.

 

 

Personas de contacto: