Biologia del arbol frutal 2011

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Page 1: Biologia del arbol frutal 2011

MÓDULO

FISIOLOGÍA DE FISIOLOGÍA DE FISIOLOGÍA DE FISIOLOGÍA DE FRUTALESFRUTALES

Alfredo GravinaGiuliana GambettaPamela Lombardo

Page 2: Biologia del arbol frutal 2011

FORMACIÓN DEL ÁRBOL FRUTAL

PLANTACIÓN

COMPONENTES DEL RENDIMIENTO

CICLO VEGETATIVOCICLO

REPRODUCTIVO

MECANISMOS

DE

TEMP

AGUA

LU

COMPONENTES DEL RENDIMIENTO

CALIDAD DE FRUTO

Nº DE FLORES FORMADAS

NNº DE FRUTOS CUAJADOS

TAMAÑO FRUTO

E

ADAPTACIÓN

Z

NUTRICIÓN

Page 3: Biologia del arbol frutal 2011

BIOLOGÍA DEL BIOLOGÍA DEL ÁRBOL FRUTALÁRBOL FRUTALÁRBOL FRUTALÁRBOL FRUTAL

Page 4: Biologia del arbol frutal 2011

Diferencias entre un árbol frutal y otros cultivos

• Leñosos perennes

• Juvenilidad: concepto y manejo

• Relaciones entre años

• Rol de las reservas• Rol de las reservas

• Manejo de la copa

• Mecanismos de adaptación específicos

Page 5: Biologia del arbol frutal 2011

JUVENILIDADPeríodo de desarrollo vegetativo

durante el cual no ocurre floración

•TAMAÑO, nº de ciclos de crecimiento

• nº mínimo de divisiones en el ápice para transición

• Meristemos, no actúan como unidades autónomas en la planta

• GAs, > en yemas juveniles y en raíces; aplicaciones exógenas inducen características juveniles

• < concentraciones de GAs, condición necesaria pero no suficiente para fase adulta

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OBJETIVOS DEL INJERTO EN FRUTALES

• Vitis: 1-2 años

♦ Reducir período de juvenilidad

• Prunus: 2-8 años

• Malus: 4-8 años

• Citrus: 4-8 años

Page 7: Biologia del arbol frutal 2011

OBJETIVOS DEL INJERTO EN FRUTALES

• Portainjerto confiere características favorables en:

� Adaptación a suelos���� Adaptación a condiciones de clima���� Adaptación a condiciones de clima���� Vigor y productividad���� Tolerancia o resistencia a patógenos���� Calidad de fruta

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Algunas características de portainjertos de Citrus

PI Phythophtora Tristeza Carbonatos Calidad de fruto

Tamaño Tolerancia frío

Trifolia ** ** -- ** ● **

Carrizo ** * - ● ● *** * - ● ● *

N.Agrio ** -- * ** * ●

Limón Rugoso -- ** ** -- * -

**Muy satisfactorio; *Satisfactorio; ● Aceptable; - Insatisfactorio; -- Muy insatisfactorio

Page 9: Biologia del arbol frutal 2011

Portainjerto vs. Tamaño del árbol y ProducciónTamaño del árbol, productividad y eficiencia de ár boles de naranja Valencia de 11 años de edad sobre 4 portainjertos,

plantados a 4,5 x 3,1m

Portainjerto Altura del árbol (m)

Rendimiento Acumulado

(6 años) Eficiencia

árbol Portainjerto árbol (m) (6 años) kg/árbol

(t/ha)

árbol (kg/m -3)

Limón rugoso 3.5 339.4 (237) 3.2

Trifolia 3.0 280.6 (203) 3.3

Citrange Rusk 2.8 238.9 (167) 3.0

Citrange Willt 1.9 130.4 (91) 1.8

Adaptado de Castle, 1980.

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Vigor y producción media anual de 5 años (ton/há) de 2 cultivares de manzano injertados

sobre 6 portainjertos

Cultivar: DELICIOUS Cultivar: JONATHAN

Portainjerto Sección tronco (cm 2)

Producción (ton/há)

Sección tronco (cm2)

Producción (ton/há)

M9 95 33.4 92 30.4

M2 370 28.3 347 30.2

M16 532 27.0 408 28.2

Franco 492 22.4 408 31.8

Adaptado de Roberts y Westwood

Page 11: Biologia del arbol frutal 2011

Relaciones entre años

• Ciclos productivos consecutivos• Producción de un año, condiciona el siguiente

• Comportamiento productivo de especies y • Comportamiento productivo de especies y variedades

• Tipo de frutos: con semillas o partenocárpicos

Page 12: Biologia del arbol frutal 2011

Rol de las reservas

• Ciclo anual condicionado por reservas• Relaciones entre producción de frutos y acumulación de reservas

• Capacidad fosa de los componentes del • Capacidad fosa de los componentes del árbol

Page 13: Biologia del arbol frutal 2011

Manejo de la copa

• Poda: objetivos, criterios y práctica• Época de realización e intensidad • Época de realización e intensidad • Resultados fisiológicos y productivos

Page 14: Biologia del arbol frutal 2011

Ciclo anual

• Frutales de hoja perenne: modelo, Citrus• Frutales de hoja caduca: modelo, Manzano

Page 15: Biologia del arbol frutal 2011
Page 16: Biologia del arbol frutal 2011

Cuajado

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DORMICIONDORMICION

Page 18: Biologia del arbol frutal 2011

Dormición (Lang et al., 1987)

Ecodormición – control ambiental

Paradormición – control dentro de la Paradormición – control dentro de la planta pero fuera de la estructura

Endodormición – control dentro de la estructura (tejido meristemático)

Page 19: Biologia del arbol frutal 2011

ESQUEMA DE LA DORMICION Y SUS COMPONENTES EN ZONAS DE INVIERNOS FRIOS

Correlativa Endógena ExógenaInhibicióncrecimiento

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Mes

paradormición endodormición ecodormiciónPromocióncrecimiento

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Esquema estacional de actividad y dormición

Verano Otoño Invierno Primavera

Crecimiento activo

Fotoperíodo corto

Cese crecimientoFormación de yemas

Bajas Temperaturas

Requerimientos de Frío Cubiertos

Ecodormición

Para

Aclimatación

Dormición Endo Dormición

Ecodormición

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Endodormición – Estado característico de muchasespecies frutales → crecimiento visible suspendidopero se dan cambios en el desarrollo (Saure, 1985).Al menos algunos de esos cambios son promovidospor bajas temperaturas necesarias para levantar ladormancia.

Mecanismo de adaptación

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Entrada y salida de la endodormición

Page 23: Biologia del arbol frutal 2011

Dinámica de desarrollo de la endodormición bajo diferentes tratamientos de fotoperíodo (Li et al, 2008)

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Efecto de diferentes tratamientos de fotoperíodo en la tasa respiratoria de yemas de duraznero

(Li et al, 2008)

Tas

a re

spir

ato

ria

de

yem

as

µm

O2

)

Tas

a re

spir

ato

ria

de

yem

as

Flo

rale

s (

µm

O

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0 5 10 15 20 25 30 35 40ºC

Intens

idad

promocióninhibición

ESQUEMA GENERAL DE DORMICIÓN

promoción de salida de dormición

inhibición de salida de dormición

-2

-1

0

1

2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

ºCU.F

.promoción

inhibición

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0 5 10 15 20 25 30 35 40

DORMICIÓN PROFUNDA

P

IIntensidad

promoción de salida de dormición

inhibición de salida de dormición

0 5 10 15 20 25 30 35 40

P

I-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

º C

U.F.

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DORMICIÓN FINAL

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Intensidad

PI

promoción de salida de dormición

inhibición de salida de dormición

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40º C

U.F.

0 5 10 15 20 25 30 35 40

PI

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DORMICION EN YEMAS(Hauagge y Cummins, 1991)

� Comienza enseguida de formada la yema

� En cvs. de altos requerimientos se induce aún a temperaturas mayores a 20ºC

� La intensidad de la dormición en cvs. de altos requerimientos aumenta hasta la caída de hojasaumenta hasta la caída de hojas

� Cvs. de bajos requerimientos nunca entran en dormición profunda

� La salida de la dormición luego de altas temperaturas puede ocurrir, pero a una tasa muy baja (Cvs. de bajos requerimientos.)

� Existen temperaturas óptimas diferentes de acuerdo a cvs.

Page 29: Biologia del arbol frutal 2011

Requerimientos básicos del mecanismo de control de la endodormición.

(Adaptado de Erez, 2000)

• Cambios lentos en el tiempo• Mecanismo debe responder en forma cuantitativa

al frío• Debe incorporar efectos negativos de alta T y fijar

los positivos de bajas T• El mecanismo debe residir en la yema• Cambios por frío disponen a la yema a crecer con

altas T

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ESQUEMA DE ACTIVIDAD METABOLICA EN RELACION A LA DORMICIÓN

ENTRADA Dormición SALIDA BROTACION

RNA soluble

Actividad enzimática global RespiraciónRespiración

(Modificado de LAVEE, 1973)

Page 31: Biologia del arbol frutal 2011

ESQUEMA DE VARIACIONES HORMONALESEN RELACION A LA DORMICIÓN

ENTRADA DORMICIÓN SALIDA BROTACION

RespiraciónGiberelinas

Citoquininas

(Modificado de LAVEE, 1973)

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REMOCION DE LAS CAUSAS PRIMARIAS:

Promoción de enzimas activas a bajas temperaturas(transición de dormición profunda a final)

SALIDA DE LA DORMICION

FASE DE ALTA ACTIVIDAD METABOLICA

Incremento de actividad de GAs

Biosíntesis y/o activación enzimas hidrolíticasBiosíntesis y/o activación enzimas hidrolíticas

Desarrollo de sistema de transporte

Movilización de reservas

ACTIVIDAD CK Y GA, CONTINUA MOVILIZACION DE RESERVAS

•Remoción inhibición endógena•Incremento actividad auxínica•Brotación y crecimiento

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Resultados en manzano (Naor et al., 2003)

� > 12.5ºC – inhibición de la brotación vegetativa

� 12.5 ���� 7.5ºC - significativo incremento de la brotación veg.

FRÍO EFECTIVO PARA SALIDA DE DORMICIÓN

� 0 – 7.5ºC - mayor brotación sin diferencias en el rango

� 8 hs a 20ºC y 16 hs a 6ºC – sin brotación

� Mayores requerimientos de frío en yemas vegetativas laterales que terminales

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FRÍO EFECTIVO PARA SALIDA DE DORMICIÓN(1, 4, 7, 10 y 13ºC, Jacobs et al.,2002)

� ;1ºC; ����= 4ºC=ם O=7ºC; X=10ºC; ����=13ºC (solo P.T.)

0 1 2 3

Índi

ce d

e br

otac

ión

Índi

ce d

e br

otac

ión

Meses de frío

Meses de frío

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FRÍO EFECTIVO PARA SALIDA DE DORMICIÓN

� Longitud del período de frío (1 - 13ºC) es el factor más importante en la determinación del potencial de brotación de las yemas

Resultados en manzana Granny Smith y peras Packham’s y Doyenne Du Comice (Jacobs et al., 2002)

las yemas

� Temperaturas de 1, 4, 7, 10 y 13ºC resultaron igualmente eficientes en la ruptura de la endodormición

� La acumulación de temperaturas menores a 13ºC describió mejor el proceso de salida de endodormición que los modelos previos

Page 36: Biologia del arbol frutal 2011

Ciclos diarios de temperaturas (Couvillon and Erez, 1985)

• Ciclos diarios 4º/19ºC inhiben en forma significativa brotación de yemas de duraznero Redhaven

• Ciclos diarios de 4º/15ºC, similar resultado en • Ciclos diarios de 4º/15ºC, similar resultado en brotación de yemas florales que temperatura de 4ºC

• Períodos mayores a 30 horas de temperaturas a 6ºC no son revertidos por temperaturas altas (fijación de frío)

Page 37: Biologia del arbol frutal 2011

Modelo dinámico (Erez y Couvillon, 1987)

Temperaturasefectivas

-------------->

Precursor--------Intermediario------->Factor de ruptura de la dormancia

<---------------

Temperaturas altas Fijación irreversible

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Efectos de “falta de frío”

Poca y tardía brotación de yemas laterales. Alta brotación de yemas terminales con mayor vigor

Retraso en la foliación y floración

Yemas florales abren antes que vegetativas

Pocos dardosPocos dardos

Retraso y prolongación del período de floración

Flores mal formadas

Retraso en la entrada en producción del árbol

Menor cuajado

Fruta más pequeña

Excesivo uso de reservas

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Requerimientos de frío

Métodos para estimarlo

Weinberger (1950)

Richardson (1974)

Shaltout and Unrath (1983)Shaltout and Unrath (1983)

Del Real Laborde (1989)

Jacobs et al. (2002)

Naor et al (2003)

Page 40: Biologia del arbol frutal 2011

Zonificación del país según Unidades de Frío (Contarín y Curbelo, 1987) en base al modelo de (Richardson et al., 1974)

Modelo de Richardson para el Cálculo de Unidades de Frío

Temperatura (°C)

Unidades frío

<1.4 0

1.5-2.4 0.5

2.5-9.1 1.0

9.2-12.4 0.5

12.5-15.9 0

16.0-18.0 -0.5

>18 -1.0

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RUPTURA QUIMICA DE LA DORMICION EN FRUTALES DE HOJA CADUCA (Erez et al.)

Tratamiento Concentración (%)

Yema hoja (%)

Yema flor (%)

Duraznero “Robin” 1966

Control - 0 15Control - 0 15

DNOC 0.2 1 42*

GA 0.02 9* 41*

Tiourea 1.0 4 40*

Duraznero “Robin” 1968

Control - 0 31

Aceite 0.5 15* 58*

KNO3 0.5 0 71*

* Estadísticamente significativo

Page 42: Biologia del arbol frutal 2011

RUPTURA QUIMICA DE LA DORMICION EN FRUTALES DE HOJA CADUCA

CIANAMIDA (H2CN2)

Cultivo Concentración

Momento Efecto Autor

Manzana ‘Anna’

1 – 5%10%

Dormición profunda

+ brotación- brotación

Subhadrabandhu1995‘Anna’ 10% profunda - brotación 1995

Manzana ‘Gala’

1%1% + aceite

Dormición final

+ brotación++ brotación

Petri and Stuker, 1995

Uva ‘Italia’ 1 – 2%Dormición profunda y

final

++ brotación Pires et al., 1995

Page 43: Biologia del arbol frutal 2011

Cultivo Concentración Momento Efecto Autor

RUPTURA QUIMICA DE LA DORMICION EN FRUTALES DE HOJA CADUCA CON CIANAMIDA

(H2CN2)

Manzana ‘Ana’ y ‘Bericher’

3%Dormición profunda

Adelanto floración, <

cuajado

Hasseeb and

Elezaby, 1995

Cereza 1.5 – 2.5%Dormición

finalAdelanto floración

Snir and Erez, 1988