Clase 4 a Factores Climaticos 2012I
-
Upload
j-frencel-zamora-ortiz -
Category
Documents
-
view
212 -
download
0
description
Transcript of Clase 4 a Factores Climaticos 2012I
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
1
Influencia del clima en la producción de arroz
En sus orígenes, el arroz se desarrolló en ambientes húmedos, de alta temperatura, días
nublados y lluviosos, en su expansión, el hombre ha desarrollado variedades adaptadas a rangos amplios
de ambientes. Actualmente se cultiva en áreas tropicales, subtropicales y templadas.
Los rendimientos promedios varían de 1 a 16 ton/ha. Existen varías razones biológicas,
ecológicas y socioeconómicas que explican estas grandes diferencias. Bajos rendimientos están
asociados a siembras de secano, aguas profundas, tecnologías inapropiadas y ambiente socioeconómico
pobre de las áreas tropicales. Altos rendimientos se asocia a cultivos irrigados, alta tecnología y buen
ambiente socioeconómico de las áreas templadas (California, áreas del Mediterráneo, Australia, Japón,
etc.).
Los procesos fisiológicos relacionados con rendimiento, están afectados por temperatura,
radiación solar, agua (lluvia). Las enfermedades y plagas que afectan los rendimientos están
influenciadas por los mismos factores. En la práctica es difícil separar los efectos individuales.
Los factores climáticos afectan en diferentes formas al período de cultivo, productividad y
estabilidad de la producción (Tabla Nº 01).
Tabla Nº 01 Influencia climática en la producción de arroz (1)
Templada Tropical
Periodo cultivo Temperatura Lluvia
Productividad Radiación Radiación
Estabilidad Temperatura Lluvia
Lluvia Tifones
Radiación
Tifones
(1) Yoshida, S. 1981.
En las áreas templadas, el cultivo de arroz es irrigado y comienza cuando las temperaturas están
entre 13 a 20ºC y se cosecha cuando las temperaturas caen por debajo de 13ºC. En los trópicos, donde
las temperaturas son favorables durante todo el año para el cultivo de arroz, las siembras comienzan con
el inicio de las lluvias.
Tanto en los trópicos como en las zonas templadas, el rendimiento está determinado por la
radiación solar. Las siembras en la época seca en los trópicos, tienen mayor rendimiento que las
siembras en la época lluviosa, por la mayor incidencia de radiación solar.
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
2
Varios factores climáticos influyen en la estabilidad de producción. En las zonas templadas, las
bajas temperaturas afectan los rendimientos, por aumentar la esterilidad de las espiguillas y detención del
crecimiento. En los trópicos mucha lluvia, en cualquier estado de crecimiento ocasiona pérdidas de
cosecha y está asociado a baja luminosidad. Asimismo los periodos de sequía o de inundación causan
mermas en las cosechas.
Los tifones son fenómenos inevitables tanto en los trópicos, como en las zonas templadas. Una
manera de evitar los daños por tifones, es realizar las siembras, en las épocas en que los tifones son
menos frecuentes.
1. Temperatura:
La temperatura media anual mensual es determinada de la temperatura media diaria, que se
calcula promediando la temperatura máxima más la temperatura media.
La temperatura media mensual del aire varía con la latitud, generalmente la temperatura
media anual disminuye con el aumento de la latitud. Una característica importante de los
trópicos es la uniformidad estacional de la temperatura. En Yurimaguas por ejemplo la
temperatura media varía de 26.8 en Enero a 26.2 en Diciembre, es decir es uniforme través del
año, casi constante.
La temperatura también varía con la altitud y disminuye con el aumento de elevación. El
descenso de la temperatura debido a la altitud es aproximadamente es 0.6ºc por 100 metros,
hasta 1,500 m de la atmósfera (Lockwood, 1974), sin embargo las condiciones locales de la
caída de la temperatura por la elevación pueden ser más grandes.
Las temperaturas extremas son perjudiciales al crecimiento y define el ambiente en que el
ciclo de vida de la planta de arroz se desarrolla.
Las temperaturas por debajo de 20 ºC y superiores a 30 ºC son críticas pero, los efectos
varían según los estados de crecimiento (Tabla Nº 02). Las temperaturas críticas difieren según
la variedad, la duración de la temperatura diurna y nocturna y el estado fisiológico de la planta.
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
3
Tabla Nº 02 Respuestas a las temperaturas en diferentes estados de crecimiento (1)
Estado de crecimiento Temperatura crítica (ºC) (2)
Baja Alta Optima
Germinación 10 45 20-35
Emergencia plántula y establecimiento 12-13 35 25-30
Enraizamiento 16 35 25-28
Alargamiento foliar 7-12 45 31
Macollamiento 9-16 33 25-31
Primordio de la panícula 15 - -
Diferenciación de la panícula 15-20 38 -
Antesis 22 35 30-33
Maduración 12-18 30 20-25
(1) Yoshida, S. 1981.
(2) Temperatura media diaria, excepto germinación.
Las temperaturas bajas, en el estado de reducción de las células madres del polen, causan
alta esterilidad. Reacción diferencial se observa entre variedades, siendo las índicas más
susceptibles que las japónicas, y aún entre las japónicas variedades como Nanei y otras tienen
más tolerancias que otras como Norín 20.
Se atribuye a las temperaturas bajas nocturnas, ser las causantes de la esterilidad.
Temperaturas diurnas altas parece que alivian los efectos de las temperaturas nocturnas bajas
(Yoshida, S. 1981). Exposiciones cortas (2 días) a temperaturas bajas (12ºC) al parecer no
inducen esterilidad tan alta (100%) como exposiciones largas (6 días).
Las temperaturas críticas, entre alta y baja, afectan el rendimiento, por perjudicar el
macollamiento, la formación de espiguillas (granos) y maduración. Para los diferentes estados
de crecimiento, existe un óptimo de temperatura que varían de acuerdo a la variedad, en
algunos grados. Temperaturas de 22 a 31 ºC incrementa la intensidad de crecimiento en forma
lineal después de la germinación. En los siguientes estados, la temperatura afecta ligeramente el
macollamiento y la intensidad de crecimiento relativo.
El cociente de temperatura es Q10, el incremento de la intensidad de crecimiento cuando la
temperatura, se incrementa de 10 en 10ºC.
El Q10 es 2 entre 19 y 25ºC. La respiración del arroz aumenta hasta 32ºC, después declina.
Altas temperaturas incrementan la emergencia de las hojas y promueven más yemas para
macollos. En condiciones de luz baja algunas yemas no pueden formar macollos, por falta de
energía necesaria para crecer. En estas situaciones bajas temperaturas pueden producir más
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
4
macollos. Cuando la luz es adecuada, altas temperaturas incrementan el número de macollos.
(Yoshida, 1973 a).
En el estado reproductivo, el número de espiguillas se incrementa a medida que la
temperatura cae. La temperatura óptima, cambia al parecer, de alta a baja a medida que el
crecimiento avanza de la fase vegetativa a la reproductiva.
Para variedades Japónicas, el óptimo de temperatura para maduración es de 20 a 22ºC
(Matsushima y Tsumoda, 1958). La temperatura en la maduración este estado afecta el peso de
grano. El peso de grano para una misma variedad y en condiciones de ambiente y prácticas
culturales eficientes, es casi constante. Sin embargo el peso de 1000 granos para una misma
variedad, varió de 24 gr., con una temperatura media de 22ºC (durante 3 semanas después del
panojamiento) a 21 gr, cuando la temperatura media fue de 28ºC en el Sur del Japón (Murata,
1976).
En los trópicos, temperaturas medias tan altas como 29ºC, no es detrimental para
maduración cuando la radiación es alta. Estudios realizados en las Filipinas, sugieren que las
variedades indicas están más adaptadas a altas temperaturas que las japónicas, que requieren
temperaturas más bajas para mejor maduración. Estudios realizados con temperaturas
controladas, indican que la temperatura óptima media diaria para llenado de grano varía de 19 a
25 ºC para IR 20, variedad indica y de 16 a 22ºC para fukisaka 5, variedad Japónica (Fig 1 ppt)
Puede observarse que no hay un óptimo pero sí un rango de temperaturas óptimas.
La longitud del periodo de maduración está inversamente correlacionada con la temperatura
media diaria. Entonces en los trópicos, condiciones de nubosidad son detrimentales para el
llenado de grano por las altas temperaturas, que acorta el período de maduración. La
combinación de temperatura media alta y baja luz, empeoran la maduración.
a. Efectos de las Temperaturas Altas:
Las altas temperaturas producen alta esterilidad cuando superan los 35ºC, en la
antesis por más de una hora. En varios países asiáticos se registran daños (Tailandia,
Pakistan, Cambodia, India), así como en los países del África tropical. En el Perú no se
registran daños de esterilidad por altas temperaturas, por el ambiente húmedo en que
se desarrolla el arroz en los trópicos.
Cuando el arroz está expuesto a temperaturas superiores a 35ºC, se afecta y los
daños varían de acuerdo a los estados de crecimiento. Una variedad puede ser
susceptible en una fase de crecimiento y resistente en otra. Es más sensitivo al
panojado y a los 9 días después. Una o dos horas de altas temperaturas durante la
antesis, tiene un gran efecto en la esterilidad. (Fig 2).
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
5
Con relación a la eficiencia de nitrógeno, bajas temperaturas la mejoran, por
mayor absorción al panojado, que determina un mayor número de espiguillas/m2. En el
Norte de Japón, la eficiencia de nitrógeno en producir espiguillas /m2, es más alto qué el
Sur. (Fig. 3).
Los efectos del fósforo son más significativos a bajas temperaturas que
temperaturas altas, según estudios realizados en Japón (Yoshida, S. 1981).
b. Efectos de las Temperaturas Bajas
Dependiendo de los estados de crecimiento, los daños por temperaturas bajas
ocurren cuando la temperatura media del aire está por debajo de 20oC. Los daños por
temperaturas bajas pueden suceder no solo en las zonas templadas sino también en
altitud alta y en estaciones secas en los trópicos. Varios países reportan daños por baja
temperaturas, Australia, Bangladsesh, China, Colombia, Cuba y Perú (el año frío más
dañino fue en 1968, los rendimientos descendieron a 2 t/ha con Minabir 2 en el Valle
Jequetepeque.
Tipos de daño: Los daños más comunes son: Fallas en la germinación, retraso
en la emergencia de plántula, retraso del crecimiento, decoloración foliar, degeneración
de las espiguillas en la punta de la panícula, retardo en la floración, alta esterilidad,
excersión incompleta y maduración irregular
Enanismo al estado de plántula: Enanismo, reducción de estatura, es un
síntoma común del daño del frío en plántula y está altamente relacionado
con el peso de raíces y tallo. En condiciones de riego, el estancamiento es
causado por el agua fría procedente de reservorios fríos o deshielos. La
tolerancia al agua fría es muy importante en áreas como California donde la
semilla es sembrada en agua estancada en capa de 15 cm. Existen
cultivares tolerantes al agua fría al estado de plántula, cultivares Japónicas
de USA, Japón y Corea. La tolerancia al estado de plántula no está
correlacionada con tolerancia al estado de división meiótica.
Retraso en la floración: En las regiones donde el verano es corto, las
condiciones de clima frío puede retrasar el crecimiento y desde luego la
floración. En estas condiciones, el arroz puede madurar a temperaturas más
bajas que las normales y puede no completar el llenado de grano, antes que
la temperatura esté por debajo del nivel crítico para maduración.
Esterilidad: El arroz es sensitivo a temperaturas bajas (15-20 oC) en el
estado de microspora juvenil después de la división reductora y es menos
sensitivo de 10 – 11 días antes de la antesis. Este resultado ha sido obtenido
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
6
de estudios en fitotrón (Satake 1976). Otros experimentos en condiciones de
campo, indican que el arroz es más sensitivo a temperaturas bajas, 7 a 14
días antes de la antesis dependiendo de la variedad y condiciones climáticas
(Sasaki y Wade 1973). Para propósitos prácticos 14-7 días antes del
panojamiento, expresado comúnmente como estado de “huso” 1, es el más
sensitivo a temperaturas bajas. El segundo estado más sensitivo es la
floración. En general los cultivares Japónicas son más tolerantes que las
Índicas a temperaturas bajas. Algunos trabajo sin embargo, demuestran que
algunos cultivares Índicas son tan tolerantes y aún más tolerantes a
temperaturas bajas, al estado de “huso”, que a los más tolerantes cultivares
Japónicas (Satake sin publicar)
Las temperaturas bajas diurnas y nocturnas afectan por igual la incidencia de
esterilidad al estado de huso (Shibata et al 1970)
2. Radiación Solar:
La unidad de radiación más usada en agricultura, es la caloría por centímetro cuadrado día
(cal/cm2/día). Existen también otras medidas como Kilojoule/m2/seg, Watt/m2, usadas por
meteorólogos y otros. Constante solar: 2 cal/cm2/día
La radiación media mensual es muy variable y depende de la ubicación geográfica y época
del año. En las zonas templadas los meses de mayor radiación son de Junio- Julio (países de
Mediterráneo, California, etc.), con valores hasta de 700 cal/cm2/día, y de Noviembre a Junio en
el Hemisferio Sur (Australia). En la mayoría de los lugares arroceros, reciben durante el periodo
de crecimiento, alrededor de 300 cal/ cm2/día), o más durante la maduración.
Los requerimientos de radiación varían durante los estados de crecimiento y difieren entre
estado a otro. Durante la fase vegetativa, el sombreamiento afecta ligeramente el rendimiento,
sin embargo en la fase reproductiva tiene un efecto significativo en el número de espiguillas.
Durante la maduración el sombreamiento, reduce el rendimiento por que aumenta la esterilidad
de las espiguillas (Fig 4).
La radiación solar ejerce el efecto más grande en el rendimiento, al estado de maduración en
los últimos 30 días de crecimiento en los trópicos (llenado y maduración de granos) y a los 45-60
días en las áreas templadas.
Con 300 gr/cm2/día en el estado reproductivo se pueden alcanzar 5 ton/ha de rendimiento. En
la maduración, el mismo rendimiento, se puede alcanzar con menos radiación. Entonces, el
efecto de la radiación solar es aparente, solamente cuando los rendimientos en grano son
superiores a 5 ton/ha. (Yoshida, S. 1981).
1 Se refiere más específicamente al estado en que la distancia entre las aurículas de la hoja bandera y la penúltima
hoja es casi cero.
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
7
En los trópicos la radiación solar es más alta en la época seca que en la época lluviosa, en
consecuencia los rendimientos en la época seca son más altos. En el monzón asiático, se
considera que el tiempo excesivamente nublado es un factor limitante para la producción de
arroz, pero para rendimientos superiores a 6 ton/ha y no para los rendimientos actuales de 3
ton/ha.
3. Precipitación:
En el cultivo de arroz bajo lluvia y cuando la temperatura alta y baja está dentro de los límites
críticos, la lluvia es quizás el factor más importante para el cultivo de arroz. En las áreas bajo
riego, el crecimiento y desarrollo están influenciados por la radiación y temperatura.
Es difícil determinar los requerimientos de agua y relacionarlos con rendimientos. La
precipitación total y los periodos de lluvia, en la estación lluviosa, son variables y difieren de una
localidad a otra. Los requerimientos de agua, están influenciados por características
topográficas, tipo de suelo, duración del periodo del cultivo y prácticas del cultivo. Se considera
que las siembras de secano requieren más de 1000 mm de lluvia anual.
La pérdida de agua por transpiración, está directamente relacionada con el ritmo de
crecimiento. El índice de transpiración, que es la cantidad de agua transpirada por gramo de
materia seca producida, varía con la humedad del suelo, condiciones climáticas, tipo varietal,
estado de crecimiento y duración de maduración varietal. Este índice varía de 171 a 766 gr/gr de
materia seca, pero generalmente se sitúa entre 250 a 350 gr/gr (Matsushima, 1962, Yoshida
1975c, citado por Yoshida, S. 1981).
Cuando se relaciona, el rendimiento en grano con índice de transpiración, las variedades
precoces consumen menos agua, casi un tercio que las variedades tardías, es decir que las
variedades precoces son más eficientes que las variedades tardías. También se pierde agua por
evaporación de la superficie del suelo o del agua y por percolación.
Los requerimientos de agua, determinados en los países asiáticos, se estiman en 1240 mm
(Kung, 1971) por campaña de siembra. Las pérdidas se estiman en 6 a 10 mm/día, es decir
cerca de 180 a 300 mm de agua/mes para una cosecha aceptable de arroz.
Varias unidades se usan para medir los requerimientos de agua del cultivo:
1mm/día = 10 mm3/ha/día
1lt/ha/segundo = 8.64 mm/día = 86.4 m3/ha/día.
1 riego 576m3
10000m3=17.4 riegos
Los estrés de agua en cualquier estado de crecimiento, reducen los rendimientos. Los
síntomas más comunes son clorosis, secado de hojas, hojas enrolladas, hojas tostadas, retardo
en el crecimiento, estrangulamiento de panículas, esterilidad y granos mal conformados. El
Curso: Arroz Profesora: Elizabeth Heros Aguilar
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Agronomía - Departamento de Fitotecnia
8
estado más sensitivo es la etapa de la reducción meiótica al panojado, porque produce un
porcentaje alto de granos vanos.
Los excesos de agua, en las zonas inundadas, bajan los rendimientos en diferentes grados,
dependiendo de los estados de crecimiento afectados. Estudios realizados por Pande (1976,
citado por Yoshida S, 1981) indican que cuando la sumergencia llega a 25 cm de la altura de la
planta al macollamiento, los rendimientos descienden entre 18 – 25%. La sumergencia a la
maduración, los rendimientos decrecen entre 30 y 50%. Se explica por que al macollaje, los
macollos se deterioran y el área fotosíntética disminuye. Para solucionar estos efectos se han
desarrollado variedades para áreas profundas, que cuando la capa de agua es delgada,
desarrollan tallos cortos y aumentan de estatura, por alargamiento de los internudos cuando la
capa de agua aumenta.
4. Humedad Relativa:
Es el vapor de agua que existe en la atmósfera. Se expresa en % de presión de vapor a
presión de saturación de vapor, que existe en la atmósfera. Es importante por que influye en el
desarrollo de enfermedades e insectos que afectan a la producción. En los trópicos en época
lluviosa, la humedad relativa es alta y enfermedades como quemado (Piricularia grisea),
bacteriosis (Xanthomonas oryzae), alcanzan gran incidencia.
La formación de rocío, también influye en el desarrollo de enfermedades. El rocío puede ser
caracterizado por duración, cantidad e intensidad.
5. Viento
Los vientos suaves son favorables al cultivo de arroz, por que mejora las condiciones de CO2
a las plantas. Vientos fuertes ocasionan tumbada, desgrane (en variedades susceptibles) y
esterilidad. Los vientos secos ocasionan secado de hojas y panojas, bajando los rendimientos.
En las condiciones de Costa, los vientos son más fuertes por las tardes. En las pozas de
almácigos, cuando la altura de agua es alta (más de 5 cm) se producen oleajes que arrastran la
semilla generando desuniformidad en la densidad de plántulas. En el estado de pre-floración
ocasionan daños en las puntas de las hojas, produciendo áreas secas y algunas veces
necróticas. En los campos bien conducidos los vientos no generan tumbada porqué los cultivares
son semienanos, resistentes. Los vientos tampoco generan desgrane, por que las variedades son
moderadamente resistentes al desgrane.