Universidad de Lleida

 

Departamento de Producción Vegetal y Ciencia Forestal:

 

Laboratorio de Ecofisiologia de Cultivos:

 

La misión y programa de investigación del grupo es aumentar los conocimientos sobre las bases ecofisiológicas del rendimiento y la calidad de los principales cultivos en la región Mediterránea del Valle del Rió Ebro y en general en amplio rango ambiental en distintas áreas de producción el mundo (principalmente a través de colaboración en proyectos con otros laboratorios o a través de supervisión conjunta de estudiantes de postgrado en diferentes organizaciones).

El foco principal es el nivel de organización de cultivo en condiciones experimentales de campo, con “excursiones” experimentales a niveles levemente más bajos o más altos de organización y con experimentos bajo condiciones más controladas. La mejora del conocimiento sobre los determinantes ecofisiológicos del rendimiento y la calidad esta orientada a contribuir con el aumento en la producción y sostenibilidad Parte de la investigación se lleva a cabo con la colaboración de mejoradores y agricultores. La mayoría el trabajo es en trigo (harinero o duro) y cebada, pero también incluimos otros cultivos como colza, soja, girasol y maíz.

 

 

 

Áreas de investigación:

 

Desarrollo de los cultivos

· Bases fisiológicas y genéticas
· Interrelaciones entre el desarrollo y el rendimiento

 

 

Crecimiento de los cultivos

· Acumulación y partición de biomasa
· Economía el nitrógeno
· Relaciones hídricas
· Relación fuente/destino

 

 

Calidad de lo granos

 

· Respuesta a estreses ambientales
· Acumulación y proporción de distinto componentes

 

 

Principales líneas actuales de investigación:

 

Desarrollo de las flores de trigo y cebada en respuesta a la disponibilidad de agua y nitrógeno

 

El rendimiento de trigo y cebada depende muy fuertemente de la determinación del número de granos por m2 del cultivo. Se ha realizado por esto mucha investigación acerca de cómo se determina este componente. La mayor parte de estos estudios estudiaron el número de granos como consecuencia del crecimiento de las espigas en pre-floración. Sin embargo el número de granos que el cultivo determina también puede entenderse como la consecuencia de una dinámica de generación y degeneración de estructuras florales. Aunque estudios recientes de cómo estas dinámicas afectan la respuesta del numero de granos a factores genéticos y ambientales han sido desarrollados, el modo en que la fertilización o el riego generan cambios en esta dinámica no ha sido prácticamente estudiado. El objetivo de esta línea de investigación es contribuir a entender las bases mecanísticas de las respuestas del rendimiento de cereales al manejo del N y agua.

 

 

Peso y calidad de los granos en respuesta a diferentes relaciones fuente-destino en trigo y cebada

 

En las últimas décadas ha habido multitud de estudios (y algunas revisiones) en los que quedaba claramente establecido que con mucha frecuencia el rendimiento de los cultivos de trigo y cebada se encontraban -durante el periodo de llenado de granos- limitados por la capacidad de los mismos granos de crecer y que en la mayor parte de los casos los asimilados disponibles para el crecimiento de los granos (fotosíntesis durante postanthesis y reservas acumuladas con anterioridad). Sin embargo la mayoría de los estudios en los que estas conclusiones están basadas fueron realizados en condiciones que generalmente han sido de bajos niveles de estrés durante el llenado de los granos. En la región Mediterránea, dentro de la que se encuentra la zona productora de cereales de Cataluña, y muchas otras comunidades de España) estos estreses (hídricos y térmicos) son endémicos. En esta condición, la literatura frecuentemente asocia los efectos del estrés sobre la senescencia foliar y sobre el peso de los granos lo que sugeriría un patrón de determinación del rendimiento diferenciado, generado por el patrón especifico de estrés. No hay abundancia de estudios donde esta relación se pruebe como mecanística, antes que la senescencia y el peso de los granos respondan ambos a los estreses terminales (y por ello estén correlacionados) de modo independiente. El objetivo de esta línea es dilucidar el grado de limitación por fuente (que podría ser específico, si existiera de modo recurrente y fuerte, de la región Mediterránea) que los granos de trigo y cebada presentan en condiciones de crecimiento de un rango amplio de disponibilidades de agua y N.

 

 

 

Control genético de diferentes fases en pre-floración y otros atributos relativos al desarrollo de cebada y trigo en DH (en asociación con el Grupo de Mejora Genética de la UdL)

 

En estudios anteriores se mostró que la manipulación del fotoperíodo en etapas críticas de la determinación del rendimiento en trigo afectaba de modo consistente el número de granos generados por el cultivo. También se encontró variabilidad genética en esta respuesta y en la duración de las etapas críticas. Sin embargo, cuando intentamos buscar bases genéticas con el uso de líneas recombinantes o isogénicas para genes mayores de fotoperíodo, los resultados no fueron concluyentes. El objetivo de esta línea de trabajo es la identificación de QTLs (y por asociación intentar identificar genes candidatos) responsables de las diferencias genotípicas en trigo y cebada en duración de la etapa critica y, a posteriori, estudiar en que medida estos QTLs están asociados a sensibilidad fotoperiódica o a tempranez intrínseca durante la etapa de encañado específicamente.

 

 

Rendimiento y eficiencia de uso de agua y de nitrógeno para los cultivos de trigo y cebada en ambientes Mediterráneos

 

Resulta ampliamente reconocido en la literatura que la Principal limitante al crecimiento y rendimiento de cereales en secano de la región Mediterránea. En este contexto es claro que los cultivos de cebada se concentran, en forma predominantemente de monocultivo, en las condiciones de peores rendimientos, sobre el supuesto ampliamente aceptado que la cebada es mas eficiente que el trigo en el uso de recursos escasos particularmente agua) en condiciones de limitaciones severas (probablemente debido a que su ciclo frecuentemente mas corto le permite escapara a estreses mas severos comparativamente con el trigo). Sin embargo, varias fuentes de evidencias sugieren que muy frecuentemente aun en esta condición de bajos rendimientos por limitantes hídricas la disponibilidad de N puede estar limitando el rendimiento y la eficiencia en el uso del agua. Por otra parte las evidencias contrastadas de las ventajas genuinas de la cebada sobre el trigo en términos de eficiencia en el uso de los recursos son pocas y de resultados inconsistentes. El objetivo de esta línea de investigación es dilucidar los elementos centrales que explican variaciones en las absorciones de agua y N y en las eficiencias del uso del agua y del N en un contexto de cultivos en condiciones de campo de la región Mediterránea y con un rango amplio de condiciones hídrico-nutricionales. El análisis comparativo puede dar sustento o quitárselo al patrón de distribución de los cereales, que puede resultar beneficioso para los agricultores de esas regiones.

 

 

Mezcla de cultivares de trigo como alternativa para mejorar el uso de los recursos en ambientes Mediterráneos

 

El uso de mezcla de cultivares de una especie en lugar del uso de cultivos monovarietales ha sido introducido hace décadas con resultados consistentemente positivos en términos de tolerancia poblacional a enfermedades. La utilización de esta aproximación como estrategia para maximizar la captura y uso de recursos ha sido mucho menos abordada. En principio es posible hipotetizar que si los genotipos combinados difieren lo suficiente sus “nichos” serian lo suficientemente diferenciados y el grado de interferencia entre individuos de la mezcla podría resultar menor que la existentes entre individuos de cultivos monovarietales. El cultivo de trigo en la región Mediterránea podría en este contexto hipotético verse favorecido de mezclar genotipos de modo que en años de determinadas características prevalezca en la mezcla la producción del componente mas adaptado a esa condición y vice-versa en otros años de características opuestas. El objetivo de esta línea de investigación es identificar ventajas probables de mezclar trigos diferentes con relación a sus cultivos monovarietales en un rango amplio de condiciones en la zona Mediterránea de cultivo de Cataluña.

 

 

Efecto de las altas temperaturas y su interacción con el nitrógeno en cultivos de maíz (en asociación con el Grupo de Agronomía de la UdL)

De todos los cambios ambientales asociados al cambio climático el más evidente es el aumento en las temperaturas a las que los cultivos serán expuestos. En maíz la sensibilidad del rendimiento a un estrés térmico (sola o asociada al estrés hídrico o de nutrientes) es generalmente mucho mayor si el estrés ocurre durante el período alrededor de la floración (lo que determina el número de granos por planta) o durante el llenado de los granos (que afecta el peso final de los granos). Sin embargo las causas fisiológicas que generan estas penalidades a la productividad no han sido claramente dilucidadas, como tampoco ha sido determinada la variabilidad genotípica que podría ser de utilidad en este contexto en programas de mejora o las prácticas culturales derivadas de un mejor conocimiento de la fisiología de la tolerancia a las altas temperaturas. El objetivo de esta línea de trabajo es determinar el efecto de estrés térmico en pre- y post-emergencia de estigmas en híbridos de maíz contrastantes en ciclo y la interacción de este estrés con la disponibilidad de N. También se propone determinar el grado de variabilidad existente entre híbridos comerciales en términos de sensibilidad a altas temperaturas y de mitigación que la nutrición N puede generar en la sensibilidad mencionada.

 

 

 

 

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