Variación de la eficiencia transpiratoria durante la ontogenie del cultivo de soja y su asociación con la estabilidad del rendimiento

La eficiencia transpiratoria (ET) ha sido propuesta como criterio de selección por su asociación con la tolerancia al déficit hídrico en especies como trigo y cebada.

Las principales zonas de producción de soja en el mundo están expuestas a situaciones de déficit hídrico (DH) aleatorias que ocasionan importantes pérdidas de rendimiento. Edmeades et al. (1998) han destacado que ciertas características o atributos secundarios asociados con la tolerancia al DH podrían ser incorporados como criterios de selección, aumentando la eficiencia de trabajo de los programas de mejoramiento. Paralelamente, la utilización de atributos secundarios asociados con la tolerancia al DH que se expresan tempranamente y durante estadios reproductivos y que, además, estén asociados positivamente con la estabilidad del rendimiento permitiría la selección de genotipos contrastantes en etapas tempranas mejorando aún más la eficiencia y eficacia de los programas de mejoramiento (Chimenti et al., 1993).

La eficiencia transpiratoria, (ET, biomasa producida por unidad de agua transpirada) ha sido propuesta como criterio de selección por su asociación con la tolerancia al DH en especies como trigo y cebada (Condon et al., 2004). En soja, Prieto et al. (2007) demostraron que la ET es un carácter de naturaleza constitutiva que tiene variabilidad intraespecífica. Asimismo, estos autores demostraron que la ET aumenta en respuesta al déficit hídrico durante la fase vegetativa. Sin embargo, aún se desconoce si la ET es constante o varía durante la ontogenie del cultivo de soja; y si G que manifiestan alta ET durante la fase vegetativa mantienen también elevada su ET durante la fase de crecimiento reproductivo. Adicionalmente, un aspecto clave para considerar este criterio como potencial atributo de mejorar en soja es conocer si el mismo está asociado con una mayor estabilidad del rendimiento ante situaciones de estrés hídrico.

Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar si es posible identificar genotipos de distinta ET y estabilidad de rendimiento ante condiciones hídricas limitantes durante la fase reproductiva a partir de la caracterización de ET durante etapas tempranas vegetativas.

Materiales y métodos

Se realizaron dos experimentos en la Estación Experimental Agropecuaria Santiago del Estero del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (28º1’S, 64º14’O). Para el estricto control del contenido hídrico en suelo, se usaron plantas en macetas a campo. Las mismas se ubicaron bajo una estructura con techo corredizo de polietileno de 100 micrones de espesor, el cual se desplazó sobre las macetas únicamente durante la ocurrencia de precipitaciones evitando el ingreso de agua de lluvia. En ambos experimentos, se evaluaron seis genotipos (G) bajo dos regímenes hídricos (RH) contrastantes: control sin limitantes hídricas (C, reposición diaria del agua transpirada) y déficit hídrico (DH; reposición diaria del 30% de la transpiración de los controles de cada genotipo en particular). El DH se impuso durante la fase vegetativa (entre los estadios de 2 y 10 hojas completamente desarrolladas) en el experimento 1 (Exp. 1), y durante la fase reproductiva (entre los estadios de inicio de formación de vainas y final del comienzo de llenado de semillas) en el experimento 2 (Exp. 2). En ambos experimentos, se utilizó un diseño completamente aleatorizado en arreglo de parcelas divididas con cuatro repeticiones, donde la parcela principal fueron los RH y la subparcelas los G.

En el Exp. 1, la ET durante la fase vegetativa (ETfv) fue determinada al momento de finalización del DH para cada planta como el cociente entre la materia seca total (incluidas raíces) y la transpiración acumulada durante el experimento. En el Exp. 2, la ET durante la fase reproductiva (ETfr) se calculó como el cociente entre la materia seca reproductiva (vainas más semillas) producida entre el inicio de formación de vainas y madurez plena y el agua transpirada durante el mismo período. En Exp. 2, el rendimiento por planta en madurez plena en el DH fue valorado en forma absoluta y relativa al rendimiento en el régimen hídrico C. La ET se analizó mediante ANOVA y se estimó la significancia de la diferencia de medias según LSD de Fisher (InfoStat; Di Rienzo et al, 2010). Se analizó la correlación entre las variables con el test de correlación de Pearson utilizando InfoStat (Di Rienzo et al, 2010).

Resultados y discusión

La ETfv se incrementó significativamente (p<0.0001) en todos los G ante condiciones hídricas limitantes; encontrándose, asimismo, diferencias significativas (p<0.0001) entre G (Tabla 1). La magnitud de la respuesta de la ETfr ante el déficit hídrico difirió entre G (interacción RH*G significativa p<0.01 ; Tabla 1). Los genotipos BR16, Bragg y A7118 RG incrementaron significativamente (p<0.05) la ETfr en el régimen DH, mientras que los G restantes no exhibieron diferencias entre RH (p<0.05 Tabla 1).

El comportamiento de los G (valorados en términos de ETfv en condiciones sin limitantes hídricas durante la fase vegetativa) se mantuvo cuando la restricción hídrica ocurrió durante la fase reproductiva, ya que ETfv correlacionó significativa (p=0.03) y positivamente con ETfr en el régimen DH (Fig. 1A). En cambio, ETfv bajo EH durante la fase vegetativa no correlacionó (p=0.17) con la ETfr en el DH (Fig. 1B). Si bien esta última correlación no fue significativa, el comportamiento de los G de máxima y mínima eficiencia en ambos experimentos y fases de crecimiento fueron los mismos (BR 16 y Línea Paraná; Fig. 1B).

A través de G, la correlación entre ETfv y ETfr relativa al C en el DH fue significativa (P<0.05) y positiva tanto en condiciones sin como con limitantes hídricas durante la fase vegetativa (Fig. 1C y D). Estos resultados indican que, a partir de mediciones de la ET durante la fase vegetativa, e indistintamente en condiciones sin o con condiciones hídricas limitantes, se pueden identificar G con incrementos superiores en su ETfr ante estrés hídrico durante la fase reproductiva.

La ETfv en el régimen C correlacionó significativa (p­0.05) y positivamente con el rendimiento por planta en el DH, y significativa (p=0.05) y positivamente con el rendimiento por planta relativo al C en el DH (Figs. 2A y C, respectivamente). En condiciones hídricas limitantes, no se encontró correlación (p>0.10) entre la ETfv en el DH y el rendimiento por planta en el DH (Fig. 2B). En cambio, se encontró una correlación significativa (p=0.05) y positiva entre la ETfv en el DH y el rendimiento por planta en el DH relativo al C (Fig. 2D).

Por lo tanto, estos resultados demuestran que en soja sería posible identificar G de mayor ETfr, rendimiento y estabilidad de rendimiento ante situaciones con DH durante el período de determinación del número de semillas a partir de mediciones de la ET durante la fase vegetativa en condiciones sin limitantes hídricas. En trigo, se encontró que G de menor discriminación del 13C (i.e. mayor ET) mantenían este comportamiento tanto en condiciones hídricas no limitantes como limitantes (Condon et al., 1990), por lo que se utilizó la discriminación del 13C para identificar genotipos con mayor ET y estabilidad de rendimiento en ambientes con DH a partir de evaluaciones realizadas en condiciones sin limitantes hídricas (Condon et al., 1990; Condon et al., 2004)

Conclusiones

En soja, es posible identificar G de con mayor ETfr y estabilidad en su rendimiento ante DH durante la fase reproductiva a partir de mediciones de la ET durante la fase vegetativa. Por su carácter constitutivo y según lo demuestra este trabajo, la ET puede ser valorada durante la fase vegetativa sin la necesidad de generar condiciones hídricas limitantes durante las evaluaciones.

 

Fuente: INTA por Salvador Prieto Angueira, Claudia Rosa Cecilia Vega, Claudio Chimenti

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