Artículo original Año 2006 Número IX  

REQUERIMIENTOS GERMINATIVOS Y MODELIZACIÓN DE LA EMERGENCIA DE
PLÁNTULAS DE Portulaca oleracea L. (Verdolaga).

FERRARI, Germán; LEGUIZAMÓN, Eduardo Sixto

Docentes de la Cátedra de Malezas
Facultad de Ciencias Agrarias. UNR.
C.C. Nº 14 (S2125ZAA) - Zavalla - Santa Fe - Argentina
E-mail: malezas@unr.edu.ar

 

Resumen 

El conocimiento de los factores que modulan los procesos de germinación y emergencia abre la posibilidad del diseño de modelos de predicción, una herramienta útil para optimizar las decisiones en el manejo de malezas. Con este fin, se han realizado experimentos para estudiar el comportamiento germinativo y modelar la emergencia a campo de Portulaca oleracea. Los resultados obtenidos indican que:
Las semillas de Portulaca oleracea, biotipo Zavalla, exhiben una fuerte dependencia de la irradiancia para germinar, bajo cualquier régimen térmico ya sea constante o alternado.
Las semillas recientemente dispersadas no exhiben dormición y presentan una viabilidad muy elevada, del orden del 90 %.
Las temperaturas cardinales son las siguientes: Temperatura base (Tb) 14,9º C; Temperatura óptima (To) 35,5º C; Temperatura máxima (Tm) 45,5º C.
El umbral mínimo de potencial agua es  -1,13 MPa.
La emergencia a campo se completa con una acumulación cercana a los  200 HGDD (Grados hidrotermales).
El modelo de emergencia validado a campo, provee de una predicción de la dinámica de la emergencia muy razonable y se lo considera suficientemente robusto para  la toma de decisiones acerca del momento de pulverización de herbicidas postemergentes o de la residualidad que deben poseer los herbicidas preemergentes en sistemas bajo siembra directa con cultivos de maíz o soja.

Palabras clave:
Temperaturas cardinales, modelo hidrotermal, toma de decisión, malezas.

Summary

Knowledge about factors modulating germination and emergence processes makes it possible to design predictive models, a useful tool for weed management decisions. For this purpose, several experiments have been done to study the germination behabiour of Portulaca oleracea and to model the emergence of the weed in the field. Results indicate that:
Seeds of Portulaca oleracea, Zavalla biotype, exhibits a strong dependence irradiance for germination to proceed under any thermal regime, whether alternate or constant.
Recently dispersed seeds do not exhibit dormancy and they have a high viability (ca.90%).
Cardinal temperatures are: Base Temperature (...)   C; Optimum Temperature (...)    C; and Maximum Temperature (...)   C.
The weather threshold is -1,13 MPa. Total field emergence-span is completed at about 200 HGDD (Hydro growing degrees).
Validated field emergence model provides a very reasonable prediction on the dynaniics of seedling emergence~ It is considered robust enough for timing in case the application of postemergence herbicides or for making decisions regarding the persistence of soil-applied herbicides in no-till corn or soybeans crops.

 Key words:
Cardinal temperatures, Hydrothermal model, decision making, weeds.

Introducción

La dormición es un atributo central de las especies vegetales espontáneas, que surge de la combinación, a veces complementaria, de características morfológicas y mecanismos fisiológicos que bloquean la germinación (Baskin & Baskin, 1998; Begon et al., 1999). La pérdida de esta condición,  resultante de la interacción de la semilla con su ambiente, confiere un patrón de emergencia característico a las plántulas de cada especie. Todos estos conceptos fueron planteados  recientemente por Clements et al. (1996). El conocimiento de los factores que modulan este proceso abre la posibilidad de diseñar modelos predictivos de emergencia, una herramienta útil para optimizar las decisiones en el manejo de malezas, no sólo respecto de la táctica emplear (control mecánico o químico, tipo de herbicida, residualidad, etc.) sino también de la oportunidad, para implementar dicha acción (Bullied et al., 2003; Myers et al., 2004).

El estudio de la fisiología de la dormición de las semillas y la emergencia de las plántulas puede ser enfocado desde una visión empírica: la revisión realizada para diseñar este trabajo se orienta a la larga serie de experimentos realizados por Roberts & Feast (1970, 1973) como pioneros de este enfoque. Con una clara visión aplicada, Roberts & Feast (1970) modelaron los patrones de emergencia de las principales malezas de los sistemas hortícolas en las "midlands" inglesas con el objetivo de brindar instrumentos de manejo y control de las mismas. Más recientemente Forcella et al. (1997), modelaron la emergencia de Setaria sp., Amaranthus retroflexus y Chenopodium album con buenos resultados en ausencia de stress hídrico. Existe evidencia sustancial que indica que, en la mayoría de los casos, las variables ambientales que juegan un papel central en la ruptura de la dormición y definen el patrón de emergencia son la temperatura  y la humedad del suelo (Gummerson, 1986). Para la construcción de un patrón, Gummerson (1986) y Weaver et al. (1988) propusieron el uso de grados hidrotermales como variable independiente de mejor aproximación al modelado de la germinación y emergencia de las plántulas. Dicho tiempo hidrotermal define en una sola función las interacciones entre el potencial agua (superiores al umbral mínimo de disponibilidad), la temperatura (superior a la temperatura base) y el tiempo.

En el marco descrito se ha estudiado el comportamiento germinativo y la emergencia a campo de Portulaca oleracea en tres etapas sucesivas.

Materiales y Métodos

Etapa 1: Estudio de la respuesta de las semillas a la luz. Determinación de la temperatura base para la germinación.

Se sembraron semillas de reciente formación (60 días en promedio), limpias y aparentemente viables, en cajas de Petri de 9 cm de diámetro, acondicionadas con una capa de algodón de 4 mm y sobre ella un  disco de papel de filtro tipo Whatman No 1, el  cual fue humedecido con 5 ml de una solución acuosa al 0,5 % de benomyl (PM 50 %) para prevenir la infección de patógenos. Las cajas fueron expuestas, en una cámara de germinación, a temperaturas constantes y temperaturas alternadas con un ∆T = 10º C (Tabla 1), con un fotoperíodo diario de 14 hs de luz y 10 hs de oscuridad, coincidente con la alternancia de la máxima y mínima temperatura respectivamente. Se prepararon tres repeticiones de 30 semillas c/u para cada uno de los tratamientos, es decir, 63 cajas en total. La irradiancia entregada por los fluorescentes de luz fria de 20 Watts, que posee la cámara de germinación, fue del rango de los 15 a 20 μmol m-2 sec-1.Otra serie de 63 cajas fueron expuestas a las temperaturas detalladas en la Tabla 1, pero fueron mantenidas en oscuridad permanente. La germinación fue registrada cada 48 horas durante 14 días subsiguientes a la siembra, considerando como semilla germinada a aquella que hubiese emitido una radícula de 5 mm.

Tabla 1: Temperaturas (º C) constantes y alternadas a las que fueron expuestas las semillas.

Se realizaron los siguientes cálculos y análisis:

a) Germinación parcial y total (%), b) Relación funcional entre la tasa media de germinación y la temperatura para cada temperatura constante, siguiendo la propuesta de García Huidobro et al. (1982), como la inversa del tiempo requerido para alcanzar el 50% de la germinación total ( se excluyeron los datos de germinación en oscuridad absoluta) c) Cálculo analítico de las temperaturas cardinales (Bradford, 2002): Temperatura base (Tb), Temperatura óptima (To) y Temperatura máxima (Tm). Para la determinación deTb y Tm los datos fueron ajustados a cada función y ésta, extrapolada analíticamente hasta alcanzar y=0; d) Ajuste de los valores finales de germinación a la variable independiente (temperatura) según el modelo sigmoide asimétrico (doble exponencial) propuesto por Gompertz (1832).

Donde: Y es  la proporción de semillas germinadas, a es el máximo valor posible de Y (100 en este caso), (x-x0) el diferencial de la variable independiente y b es un parámetro que determina la pendiente de la función en su sector lineal, es decir la tasa de incremento. La determinación de la bondad de ajuste para las regresiones no lineales se realizó considerando el r2 y el cuadrado medio de los residuales (CMR) (Noguera et al., 2004).

Se construyó un modelo teórico de la evolución de la germinación en función de la acumulación de temperatura o tiempo térmico, (Grados día):

donde Tm es la temperatura media diaria y Tb es temperatura base (14,91º C para este caso). Para construir este modelo se utilizaron 7 recuentos de las temperaturas constantes en el rango de 20º C a 42º C, en total 63 valores. El ajuste de los modelos se realizó según el método de mínimos cuadrados. Para ello, se utilizó el programa estadístico Sigma Plot 8.0 (Brannan, 2002). Con el objeto de obtener curvas sigmoides correctamente ajustadas, en ambas series, fueron eliminados los datos de germinación igual a cero, provocados  por un exceso de temperatura (superiores a 46º C), que alteraban el valor máximo de la función. Por el mismo motivo, para el caso de la determinación de la temperatura óptima (To), fue necesario descartar los datos cercanos a cero. Los análisis de variancia (LSD) realizados para diferenciar los tratamientos con y sin irradiancia fueron realizados con el programa Statgraphics 5.0 para Windows (Enterprise, 2000).

Etapa 2: Determinación del Potencial Agua mínimo para la germinación.

Se sembraron semillas recolectadas recientemente en cajas de Petri, previamente acondicionadas con una capa de algodón de 4mm y sobre ella un disco de papel de filtro tipo Whatman No 1 humedecido con 5 ml de una solución acuosa al 0,5 % de benomyl (PM 50%) y distintas concentraciones de PEG 6000 (Polietilenglicol de peso molecular 6000), según Michel & Kaufmann (1973), para obtener el rango de potenciales agua mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2: Potenciales agua (MPa) obtenidos con las distintas concentraciones de PEG 6000 (g/kg de solución).

La contribución del benomyl al potencial osmótico de la solución se consideró despreciable (Michel, 1983). El PEG es una macromolécula que permite investigar los efectos osmóticos en la imbibición / absorción de agua por las semillas sin ulteriores efectos en las características biológicas de las membranas y es de amplia utilización en experimentos de este tipo. Para cada potencial agua se prepararon tres repeticiones, una por caja de Petri, conteniendo 30 semillas cada una, las que fueron emplazadas en una cámara de germinación a temperatura constante de 34º C (temperatura óptima de germinación) y con un fotoperíodo diario de 14 hs de luz y 10 de oscuridad completando una cantidad total de 18 cajas. Todos los tratamientos fueron emplazados en cada uno de los estantes del equipo. Se utilizaron por lo tanto diferentes estantes por repetición, con el objeto de minimizar el efecto bloque. Para evitar la pérdida de humedad y la formación de gotas por condensación, las cajas fueron envueltas con un film de polietileno autoadherente antes de colocarles la tapa. La germinación de las semillas fue registrada cada 48 horas durante 14 días teniendo el mismo criterio de la etapa 1 para considerar semillas germinadas. Con los datos obtenidos se calcularon la germinación parcial y total (%) y el potencial agua mínimo requerido por la especie para germinar.

Para el cálculo del umbral mínimo de potencial agua para la germinación, se utilizó una relación funcional entre la tasa de germinación, medida como la inversa del tiempo requerido para alcanzar el 50% de la germinación total (T50) y el potencial agua. Surgió aquí una restricción para valorizar la T50 debido a que: cuando la germinación total de algún tratamiento era inferior a 50% de la población total de semillas y dicha germinación ocurría en los primeros días del experimento, la T50 era sobreestimada para esos tratamientos, distorsionando el cálculo del valor  umbral de potencial agua. Para evitar esto, se asignó valor de T50 = 0 a todo tratamiento o repetición donde la germinación total no superara el 50% de la población despierta de semillas (Se consideró población despierta al 90% de las semillas sembradas, según una prueba preliminar de germinación). Una vez obtenida la humedad umbral para la germinación y con la temperatura base calculada en la etapa 1 se estuvo en condiciones de modelizar la germinación utilizando como variable independiente grados hidrotermales calculados con la siguiente ecuación

Donde ΘH es el tiempo hidrotérmico requerido para la emergencia, Ψ es el potencial agua diario; Ψb es el potencial agua base para la germinación de la especie; Ti es la temperatura media diaria en el día i y Tb es la temperatura base para la germinación de la especie. Como no hay emergencias con potenciales agua por debajo del potencial base, si Ψ - Ψb ≤ 0, se considera 0 y si Ψ - Ψb > 0, se considera 1.

Etapa 3: Construcción y validación de un modelo de predicción de la emergencia de plántulas en una situación real.

En un lote de producción bajo siembra directa en el Campo Experimental de la Facultad de Ciencias Agrarias, Zavalla, Santa Fe (lat 33º 01' S, long 60º 53' W), en el que se realiza una rotación típica de cultivos de verano (soja-maíz), se delimitaron áreas por medio de la instalación de aros de PVC de 45 cm de diámetro y 12 cm de altura, clavados en el suelo hasta la mitad de su altura. En dichas áreas, que componen las 4 repeticiones de un ensayo a largo plazo, se dispersaron manualmente 500 semillas de  P. oleracea  cada mes de junio de los años 2000, 2001 y 2003.  Dichas semillas obtenidas en cada uno de los veranos precedentes se agregaron entre la broza de superficie de cada aro, simulando una "lluvia de semillas" natural. A partir del 1 de agosto de cada año se realizaron recuentos semanales destructivos de las plántulas emergidas en cada una de las cuatro repeticiones, tarea que continuó semanalmente hasta marzo-abril de cada año subsiguiente. Los datos de emergencia semanal fueron acumulados, expresándose como proporción porcentual del total emergido al final del ciclo de evaluaciones. Los datos diarios de la temperatura máxima y mínima del aire y de la precipitación pluvial, provenientes de la estación agrometeorológica , situada en un sitio próximo al experimento, asociados a los datos agronómicos (cultivo antecesor, tipo de labranza y profundidad) son los insumos ("inputs") del modelo computarizado de simulación de emergencia de malezas "Weed Cast 2.0" (Archer et al., 2001) cuyo componente principal es el "Soil Temperature", con el cual fue posible calcular la marcha diaria de la temperatura (oC) y de humedad (MPa) del suelo a partir de los "inputs" mencionados.Los valores de capacidad de campo en relación con la composición textural que utiliza el programa fuente, gentilmente cedido por los autores, fueron modificados o corregidos a partir de los valores generados por el software "Soil Water Characteristics"  versión 6.1.52 (Saxton et al., 2004), dado que existe evidencia que los mismos no resultan adecuados para otro tipo de suelos diferentes a los del estado de Minnesota (EE.UU), sitio donde fue desarrollado el programa Weed Cast (Leguizamón et al., 2005). En el caso particular de este experimento, el cálculo de grados hidrotermales fue realizado para un tipo de suelo Argiudol vértico con cobertura de cultivos de soja o maíz según el año y sin perturbación por labranzas (siembra directa). Se utilizaron los registros de las emergencias de los años: 2000 y 2001 para definir los parámetros del modelo de emergencia, el cual describe una función acumulativa porcentual de las plántulas emergidas. Utilizando el modelo obtenido, se realizó la predicción de la emergencia para el año 2003, que fue validada con los valores de emergencia ocurridas durante ese mismo año.

Resultados y Discusión

Etapa 1: "Determinación de la Temperatura base de germinación.

 

En las Tablas 3 y 4 se exhiben los valores finales de germinación para cada uno de los regímenes térmicos en las dos condiciones de irradiancia (luz / oscuridad y oscuridad continua). Aquellos casos en los que no se detectaron diferencias significativas entre los tratamientos con y sin irradiancia, se correspondieron con ambientes térmicos restrictivos. En las Figuras 1 y 2, donde se ha modelado la  respuesta de la germinación según los dos niveles de irradiancia, se pueden  observar estos efectos. Las semillas de la población estudiada exhibieron una fuerte dependencia de la irradiancia para germinar, bajo cualquier régimen térmico ya sea constante o alternado. Este resultado es coincidente con estudios realizados por Singh (1968) y por Baskin & Baskin (1988). Específicamente, para el caso de las semillas sometidas a irradiancia se registró un nivel de germinación del orden del 95% en el rango de 27º a 40º C. Estos resultados coinciden con los de Miyanishi (1979), quien logró 96% de germinación en semillas recién formadas (menos de seis meses), como es el caso de la población estudiada para este trabajo. Por el contrario, Kruk & Benech-Arnold (1998) obtuvieron un alto nivel de dormición en las semillas recién dispersadas, sin registro de germinaciones en todas las temperaturas evaluadas. El máximo de germinacion (90%) ocurrió a los 9 meses posteriores a la dispersión de las semillas enterradas en el suelo. Esta discordancia de las respuestas puede deberse a varias razones:

 

Figura 1: Germinación total en temperaturas continuas con luz (línea llena) u oscuridad (línea de trazos). Parámetros y bondad de ajuste.

Figura 2: Germinación total en temperatura alternas (± 5º C del valor x) con luz (línea llena) u oscuridad (línea de trazos). Parámetros y bondad de ajuste.

 

 

Tabla 3: Germinación total (%) bajo regímenes térmicos continuos en dos condiciones de irradiancia.

Letras iguales para cada uno de los valores medios a lo largo de las filas implican la ausencia de diferencia significativa según el test LSD a P<0,05
Tabla 4: Germinación total (%) bajo regímenes térmicos alternados en dos condiciones de irradiancia.
Letras iguales para cada uno de los valores medios a lo largo de las filas, implican ausencia de diferencia significativa según el test LSD a P<0,05
 

a)   el periodo de tiempo transcurrido entre la recolección de las semillas y la realización del experimento, un factor que afecta a los mecanismos de post-maduración de las semillas (El Keblawy & Al Ansari, 2000);

b)   las condiciones de almacenaje de las mismas, principalmente la temperatura (Roberts & Feast, 1970; Baskin & Baskin 1998) o bien

c)   la posibilidad que los diferentes ecotipos de la especie  posean distintos requerimientos de temperatura y luz, según lo puntualizan Gorske et al. (1979).

En las figuras 3 y 4 puede verse la evolución de la T50, respecto de la temperatura. Como ya se ha mencionado, para la determinación de la temperatura base (Tb) los datos fueron ajustados a una función lineal y ésta extrapolada analíticamente hasta alcanzar y=0.  Para la determinación de las temperaturas máxima y óptima de germinación (Tm y To) los datos ajustaron a un modelo cuadrático, el cual brindó mejores niveles de ajuste a los valores estimados de T50 respecto del lineal. Cabe señalar que el ajuste a un modelo no lineal ya ha sido utilizado para la determinación de las temperaturas cardinales en otras especies por Roman et al. (1999) y Shafii & Pirce (2001).

 

En la Tabla 5 se detallan las temperaturas cardinales obtenidas analíticamente, por interpolación, a partir de los parámetros de las funciones de las Figuras 3 y 4. Steinmaus et al. (2000) obtuvieron una Tb = 9,0º C en el promedio de 6 métodos analíticos de estimación. De las especies estudiadas,  P. oleracea fue la que presentó la mayor variación entre métodos (CV = 34,95%). El método mas robusto utilizado por los autores fue el que calcula la inversa del tiempo para la mediana de la germinación, cuyo valor de Tb fue de 11,27º C. La diferencia en el valor de Tb que existe entre los distintos trabajos de investigación publicados puede deberse a la selección de ecotipos locales para cada experimento. Steinmaus et al. (2000) afirman que el criterio para la elección del método de cálculo de la temperatura base de germinación debe ser el que más exactamente se aproxime a los umbrales de germinación obtenidos empíricamente, o bien, el que mejor predicción realice. En la tabla 3 puede verse que  la temperatura base se situó entre los 12º C y los 15º C, coincidentemente con lo calculado por el método de extrapolación de una función lineal, propuesto por García Huidobro et al. (1982). Este método brindó además una  estimación satisfactoria del cálculo de la respuesta térmica de la germinación en 44 especies cultivadas, comparado con estimaciones no lineales, según encontraron Angus et al. (1981).

Figura 3: Relación entre la tasa de germina-ción (1/T50) y la temperatura para el cálculo de Tb Tm con los parámetros y bondad de ajuste

Figura 4: Relación entre la tasa de germina-ción (1/T50) y la temperatura para el cálculo de To con los parámetros y bondad de ajuste
Letras iguales para cada uno de los valores medios a lo largo de las filas implican la ausencia de diferencia significativa según el test LSD a P<0,05
Tabla 5: Temperaturas cardinales

 

Kruks & Benech-Arnold (1998) concluyeron en sus experimentos que las semillas conservaban la dormición luego de ser dispersadas, obteniendo mayores niveles de germinación  bajo temperaturas alternadas que constantes, aunque la sensibilidad a dicha alternancia fue disminuyendo si las semillas eran almacenadas por varios meses a temperatura ambiente.  Los autores citados determinaron una Tb  de 7º C. En contraste, las semillas utilizadas en este experimento no exhibieron dormición aún cuando las mismas fueran emplazadas para su germinación en forma casi inmediata a su recolección. Tampoco presentaron respuesta a la alternancia de temperaturas. La diferencia de la temperatura base de germinación obtenida por Kruk & Benech-Arnold (1998) respecto de la obtenida en este trabajo, puede estar explicada por la existencia de biotipos distintos a lo largo del territorio argentino: el ecotipo utilizado por Kruks & Benech-Arnold (1998) proviene de la localidad de Balcarce, (lat 37º 45' S; long 58º 15' W), con un clima templado de inviernos relativamente frios y climáticamente subhúmeda-húmeda según la clasificación de Thornthwaite (1948), con deficiencias estacionales de agua y en donde P. oleracea es una maleza de emergencia en la primavera temprana y común en el cultivo de trigo (Alonso, 1984). El ecotipo utilizado para este experimento proviene de la localidad de Zavalla (lat 33º 01' S, long 60º 53' W), de clima templado pero con inviernos benignos y veranos más cálidos, siendo una especie característica de cultivos de verano cuyo pico de emergencia es la primavera tardía (Leiva & Iannone 1994). En la misma línea argumental, Steinmaus et al. (2000) proponen que la estimación de la respuesta de la germinación a la temperatura puede no ser válida para todos los miembros de una especie si existen ecotipos localmente adaptados, como podría ser el caso de P.  oleracea en regiones diferentes de la Argentina. Respecto a la metodología para la determinación de la temperatura base, Kruks & Benech-Arnold (1998) utilizaron el método propuesto por Washitani (1987). En este método las semillas de una misma muestra, son expuestas a temperaturas crecientes por periodos de tiempo suficientes para que la germinación se complete. Este método indudablemente se aproxima más a las condiciones naturales a las que una población de semillas está expuesta, debido a que el incremento o disminución progresivo de las temperaturas sobre la misma población de semillas, es una situación común a lo largo del año. Lamentablemente, no se dispuso de la tecnología necesaria para concretar ese enfoque experimental, pero cabe señalar sin embargo, que la metodología utilizada en nuestros experimentos son muy frecuentemente usadas y está vigentes, según se demuestra en numerosos trabajos de investigación en el campo de la fisiología de semillas en todo el mundo.

 

En función de los datos experimentales, se ha construido un modelo de germinación  basado en la suma térmica, acumulación de Grados-día (GD), a partir del umbral de 14,9o C. Los datos ajustaron razonablemente bien a una función de tipo Gompertz (1) (Figura 5), cuyos parámetros y bondad de ajuste se muestran al pie de la figura. Según un estudio realizado por Tipton (1984), esta función resultó ser la más adecuada para describir la germinación acumulada respecto del tiempo. Para la población de semillas no dormidas de la población de semillas estudiada en este experimento, el nivel de germinación máxima se alcanza con aproximadamente 60 GD. Este valor se encuentra dentro de los rangos requeridos para la germinación de otras especies estivales: Oryokot et al. (1997) encontraron que el 100% de la población de Amaranthus powellii germina a los 100 GD y A. retroflexus a los 60 GD y Roman et al. (1999) determinaron entre 100 y 120 GD para un ecotipo de Chenopodium album.

 

Etapa 2 "Determinación del Potencial Agua mínimo para la germinación"

 

Oryokot et al. (1997) afirman que la determinación de la temperatura base sólo es válida si no existe restricción hídrica. Roman et al. (1999), entre otros, han encontrado una interacción significativa entre la respuesta de la germinación a la temperatura y el potencial agua de la solución que embebe a la semilla, por lo tanto, la determinación del potencial agua base fue realizado solamente en la condición óptima de temperatura para la germinación del ecotipo estudiado (34º C). En la figura 6 se ha modelado la germinación final de la población en relación con el  potencial agua,  (semillas incubadas  a 34º C).  Como en el caso de la temperatura base, se obtuvo el umbral de germinación, por extrapolación de una función cuadrática ajustada a la tasa de germinación 1/T50, (Fig. 7), El valor obtenido fue de -1,13 MPa. En la Figura 7 es expuesta la función para dicho cálculo y el nivel de confianza del modelo. Este valor es superior al de Chenopodium album (-0,64 MPa), obtenido por Roman et al., (1999) y también al de Digitaria sanguinalis (-0,73MPa) calculado por Tuesca (2003 com. pers.). Esta capacidad de germinar con menor disponibilidad de agua está relacionada, probablemente, con atributos evolutivos de adaptación a la región semidesértica que se considera como centro de origen de la especie.

 

Figura 5: Evolución de la germinación en función de la acumulación del tiempo térmico, cuyos parámetros con sus respectivos valores y la bondad de ajuste son detallados más abajo.

Figura 6: Germinación total respecto de la población despierta de semillas (90%), incubadas con soluciones de potencial agua creciente durante 14 días. Datos ajustados a una función Gompertz (1). A continuación son mostrados los parámetros con sus respectivos valores y la bondad de ajuste.

Figura 7: Relación entre la tasa de germinación (1/T50) y el Potencial agua ajustadas a una función cuadrática. A continuación son mostrados los parámetros con sus respectivos valores y bondad de ajuste.

Figura 8: Ajuste de la germinación en función del tiempo hidrotérmico, a una función sigmoide tipo Gompertz (1) utilizando datos de dos años consecutivos (2000 y 2001).Parámetros y bondad de ajuste.

Figura 9: Emergencia acumulada de P. oleracea respecto del tiempo hidrotérmico (?) en el año 2003 comparado con la estimación de emergencia (--) obtenido a partir del modelo hidrotérmico de emergencia WeedCast.

Figura 10: Ajuste de los valores observados en el campo y los calculados por el modelo, a una regresión lineal de ordenada al origen Y0 = 0 y pendiente a = 1. A continuación son mostrados los parámetros con sus respectivos valores.

 

Etapa 3 "Construcción y validación de un modelo predictivo de la emergencia de plántulas en una situación real"

 

En la figura 8 se muestran los niveles de emergencia en cada cilindro del experimento en función del tiempo hidro-térmico y ajustados a una función tipo Gompertz (1), cuyos parámetros serán utilizados para conformar el modelo predictivo de emergencia a campo de esta especie. Los parámetros a, b y Xo de la función ajustada a los datos de emergencia de los años 2000 y 2001 fueron la base para construir el modelo predictivo de la emergencia de esta especie para el año 2003. Con los datos observados del año 2003 se realizó la validación del modelo. El resultado se expone en la Figura 9 y el nivel de ajuste de los datos en la Figura 10. En términos generales, el modelo sobreestimó la emergencia de la maleza entre 50 y 200 HGGD.

CONCLUSIONES

1 Las semillas de Portulaca oleracea, biotipo Zavalla, presentaron una fuerte dependencia de la irradiancia para germinar, bajo cualquier régimen térmico ya sea constante o alternado.

 

2 Las semillas recientemente formadas no exhibieron dormición.

 

3 La viabilidad de las semillas recién dispersadas fue muy alta: la germinación acumulada superó el 90% en las condiciones más apropiadas (25 - 42º C).

 

4 Las temperaturas cardinales determinadas para la población existente en el Campo Experimental de la Facultad de Ciencias Agrarias fueron las siguientes:

a) Temperatura base (Tb) 14,9º C

b) Temperatura óptima (To) 35,5º C

c) Temperatura máxima (Tm) 45,5º C.

5 El umbral mínimo de potencial agua fue de -1,13 MPa.

 

6 Disponiendo de los datos anteriores se pudo determinar la suma térmica en grados hidrotermales (HGDD) para modelar la emergencia. Para alcanzar el 100% de la emergencia, debieron acumularse aproximadamente 200 HGDD.

 

7 El modelo fue validado a campo. En términos generales, la predicción de la dinámica de la emergencia fue cercana a la realidad.

 

Se considera que el modelo de predicción  es suficientemente robusto para  la toma de decisiones acerca del momento de aplicación de herbicidas postemergentes o de la residualidad que deben poseen los herbicidas preemergentes en sistemas productivos conducidos bajo siembra directa, con cobertura en superficie y bajo cultivos de maíz o soja.

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Secretaría de Investigaciones - Facultad de Ciencias Agrarias - Universidad Nacional de Rosario
Revista de Investigaciones de la Facultad de Ciencias Agrarias - ISSN Nº 1515-9116