Radiation use efficiency in potato crop estimated from the foliage coverage

Agriscientia

Martínez, J.¹  de la Casa, A.¹  Ovando, G.¹  Rodríguez, A.¹  Bressanini, L.¹ 

[1] Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina

关键词: : Potato;    Foliage cover;    Leaf area index;    RUE Fecha de recepció;    n: 28/07/10;    fecha de aceptació;    n: 05/05/11 ;    INTRODUCCIÓ;    NLa cantidad de radiació;    n solar absorbida por la vegetació;    n y la utilizació;    n de esta energí;    a en el crecimiento vegetal constituyen los procesos biofí;    sicos que controlan la producció;    n de biomasa y el rendimiento de los cultivos a una tasa potencial;   

DOI  :  

学科分类：农业科学（综合）

来源: Universidad Nacional de Cordoba * Facultad de Ciencias Agropecuarias

【 摘 要 】

La eficiencia en el uso de la radiación (EUR) de un cultivo es la relación entre la materia seca producida y la radiación fotosintéticamente activa interceptada (RFAI) durante su ciclo. La fracción de radiación fotosintéticamente activa interceptada (fRFAI) puede determinarse mediante el método tradicional de Beer, a partir del índice de área foliar (iaf), o empleando la cobertura del suelo (f), como medida subrogante de fRFAI. Cuando el iaf en papa supera 3, el valor de fRFAI cambia muy poco, haciendo muy difícil detectar diferencias debidas a variaciones en las condiciones del cultivo. El objetivo de este trabajo fue determinar la EUR en papa (Solanum tuberosum L.) cv. Spunta, comparando el uso de valores de iaf y de f para obtener fRFAI. El ensayo se realizó en el cinturón verde de Córdoba, Argentina, sobre un cultivo de ciclo tardío entre febrero y mayo de 2008. La utilización del valor de f produjo resultados que sobreestiman EUR, como consecuencia de una sistemática subestimación de fRFAI, mientras que tomando valores de fRFAI corregidos de acuerdo a la relación con f previamente establecida, EUR resultó similar a la obtenida con el método de referencia, que presentó un valor de 2,90 gr MJ-1 PAR.Palabras clave: Papa; Cobertura de follaje; Índice de área foliar; EUR.Radiation use efficiency in potato crop estimated from the foliage coverageSUMMARYThe radiation use efficiency (RUE) of a crop is the relationship between dry matter produced and the intercepted photosynthetically active radiation (IPAR) during the growth cycle. The IPAR can be determined by applying Beer's traditional method, that uses leaf area index (LAI), or taking ground cover (f) as a surrogate of IPAR. When potato LAI exceeds 3, the IPAR values change very little, making it very difficult to detect differences due to variations in crop conditions. The aim of this study was to determine the RUE in potato (Solanum tuberosum L.) cv. Spunta, comparing the use of LAI and f values to obtain IPAR. The trial was conducted in the green belt of Cordoba, Argentina, on a late season crop from February to May 2008. The use of f values overestimates RUE, as a result of a systematic underestimation of IPAR, but when IPAR values where correctly taken according to the previously established relationship with f, RUE was similar to that obtained through the reference method which presented a value of 2.90 g MJ-1 PAR.Key words: Potato; Foliage cover; Leaf area index; RUE Fecha de recepción: 28/07/10; fecha de aceptación: 05/05/11  INTRODUCCIÓNLa cantidad de radiación solar absorbida por la vegetación y la utilización de esta energía en el crecimiento vegetal constituyen los procesos biofísicos que controlan la producción de biomasa y el rendimiento de los cultivos a una tasa potencial. Por esta razón, estos parámetros son fundamentales para estimar la cantidad de biomasa acumulada y monitorear el crecimiento de un cultivo (Kooman et al., 1996; Liu et al., 2004), en la medida que no experimente condiciones de estrés durante su ciclo (Monteith, 1977; Sinclair & Muchow, 1999).La pendiente de la relación lineal entre los valores acumulados de la materia seca vegetal y la radiación solar (total o fotosintéticamente activa), absorbida o interceptada, es denominada eficiencia en el uso de la radiación (EUR, gr MJ-1) (Monteith, 1977). En general, se puede asumir que el valor de radiación interceptada se asemeja a la cantidad de energía absorbida, de manera particular cuando el vegetal no presenta tejidos en senescencia (Gallo et al., 1993; Edwards et al., 2005). También es común que la radiación solar se exprese en forma total, o se restrinja sólo al espectro fotosintéticamente activo (RFA) (Sinclair & Muchow, 1999). En un sentido aplicado, los modelos de simulación de cultivos, ya sean específicos para papa como SUBSTOR (Griffin et al., 1993) o genéricos como STICS (Brisson et al., 2003), estiman la producción diaria de materia seca a tasa potencial como el producto entre la cantidad de radiación solar y un valor particular de EUR.La EUR es una medida que tiende a ser estable en papa (Bouman et al., 1992) y se ha mostrado invariable incluso bajo diferentes niveles de ataque de tizón tardío (Phytophthora infestans) (Van Oijen, 1991). Jefferies & Heilbronn (1991) en su modelo de productividad utilizan un valor de 1,75 g MJ-1 (solar), que corresponde a la tasa máxima para el cultivo de papa, de acuerdo a distintas experiencias reportadas por Sinclair & Muchow (1999). Sin embargo, Kooman et al. (1996) señalan para EUR un rango entre 1,8 y 3,7 g MJ-1 (RFA) en ensayos correspondientes a distintos genotipos, lugares geográficos y estaciones de cultivo. Asimismo, el modelo SUBSTOR (Griffin et al., 1993) utiliza para estimar la tasa potencial de crecimiento un valor de 3,5 g MJ-1 (RFA) antes de la tuberización, que se incrementa posteriormente a 4 g MJ-1 (RFA).La naturaleza empírica de la EUR y la baja precisión con la que puede medirse son causas de incertidumbre acerca de las estimaciones que se obtienen a partir de los modelos de simulación de cultivos; en este sentido, algunos autores cuestionan la utilización del concepto de EUR en la modelación de cultivos (Loomis & Amthor, 1999). La forma en que se deberían realizar las mediciones a los efectos de estimar EUR, tanto de la biomasa del cultivo como de la intercepción de radiación, ha sido objeto de abundante debate. Si bien Sinclair & Muchow (1999) sostienen que la relación lineal entre la biomasa acumulada y el total de la radiación interceptada para el mismo periodo provee una expresión apropiada de EUR, y a pesar de ser el procedimiento más utilizado en su determinación, su naturaleza acumulativa ha sido objetada y su implementación puesta en tela de juicio (Demetriades-Shah et al., 1992, 1994; Monteith, 1994). Sin embargo, la EUR es un parámetro ecofisiológico particularmente útil a los efectos de analizar el crecimiento vegetal (Kadaja & Tooming, 2004, Lindquist et al., 2005; de la Casa et al., 2007).Entre las distintas alternativas para medir la fracción de radiación interceptada, el empleo del medidor de fotones fotosintéticamente activos o "interceptómetro" ha sido una de las técnicas más utilizadas (Jonckheere et al., 2004), cuyo empleo permite, además, estimar el valor del índice de área foliar (iaf) en forma no destructiva. En papa y bajo las condiciones ambientales y de producción del cinturón verde de Córdoba, Argentina, este instrumento se ha utilizado para evaluar la EUR (de la Casa et al., 2007), así como para estimar el iaf bajo diferentes densidades de plantación (de la Casa et al., 2008a).Empleando una analogía con la ley de Beer, Monsi & Saeki (2005) determinaron la fracción de radiación interceptada a partir del valor de iaf y de un coeficiente de extinción lumínico (K), que depende del ángulo de inserción de las hojas. La relación entre el iaf y la fracción de radiación interceptada, sin embargo, presenta un efecto de saturación típico a medida que se incrementa la superposición de hojas y con ella el área foliar. En papa, los estudios muestran que cuando el iaf supera el valor de 3 la fracción de radiación interceptada cambia muy poco (Jefferies & Heilbronn, 1991; de la Casa et al., 2007), haciendo muy difícil la detección de diferencias que se pueden suscitar entre distintas condiciones propias del manejo del cultivo, como la densidad de siembra, distancia entre plantas, distancia entre hileras.La fracción de suelo cubierto por el follaje (f) ha sido interpretada en algunos cultivos como una medida subrogante de la fracción de radiación interceptada (Steven et al., 1986). Purcell (2000) en soja, Caviglia et al. (2003) en trigo y Edwards et al. (2005) en maíz evaluaron esta premisa que tiene la ventaja de requerir sólo fotografías digitales obtenidas de manera vertical sobre el cultivo a los efectos de determinar la condición de cobertura, y es independiente de las condiciones de iluminación. En papa, Haverkort et al. (1991) utilizando una grilla regular y de la Casa et al. (2007) por medio de fotografías digitales, han mostrado que existe una asociación estrecha entre ambas variables. Por otra parte, el modelo de cultivo STICS, entre las distintas variantes de cálculo que dispone, permite utilizar directamente el valor de f para expresar fracción de radiación fotosintéticamente activa interceptada (fRFAI) y, de este modo, estimar el rendimiento del cultivo (Brisson et al., 2003).Purcell (2000) estableció que la relación entre f y fRFAI en soja se aproxima a la función de identidad, en tanto Kooman et al. (1996), asumiendo un comportamiento similar para papa, determinaron la cantidad de radiación fotosintéticamente activa (RFA) interceptada por el cultivo directamente como el producto de f y la RFA incidente. de la Casa et al. (2008b) mostraron que el empleo de la cobertura de follaje para estimar fRFAI constituye una alternativa apropiada para monitorear el crecimiento del cultivo de papa bajo diferentes densidades de plantación; sin embargo, estos autores encontraron que la relación entre fRFAI y f no resultó lineal, y verificaron que el coeficiente de extinción (cociente entre los coeficientes de extinción obtenidos con el interceptómetro y la cobertura (ki/kf)) adopta un valor de 0,7.El objetivo de este trabajo fue determinar la EUR en papa comparando dos alternativas para calcular la fracción de radiación interceptada; la de referencia, aplicando el modelo de Beer mediante el uso de valores de iaf, o empleando directamente valores de f corregidos por el método propuesto por de la Casa et al. (2008b).MATERIALES Y MÉ

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