20 de mayo de 2022
El rendimiento de los híbridos de maíz se incrementó en las últimas décadas en Argentina. Estos aumentos fueron desde 4300 kg ha-1 en promedio a comienzo de los ’90 a 7600 kg ha-1 promedio de los últimos 3 años, es decir, +77% de aumento de rendimiento en los últimos 30 años a nivel país [1]. Este aumento puede explicarse por el efecto del mejoramiento genético, nuevas biotecnologías, por mejoras en las prácticas de manejo, por un mayor conocimiento de los ambientes y por la interacción entre estos factores [2-3].
En nuestro país, el mejoramiento genético contribuyó de manera significativa al incremento del rendimiento. Estudios realizados con híbridos Dekalb, cuantificaron que el aporte del mejoramiento fue del 1% a 1.2% por año durante el periodo 1965 a 2012 [4-8], para ambientes explorados entre los 4.000 y 14.000 kg ha-1. Este aumento en el rendimiento medio de maíz fue debido al aumento en el rendimiento potencial y/o la estabilidad del rendimiento. En este sentido, se conoce que una mayor estabilidad del rendimiento no se opondría a un mayor rendimiento [5]. En concordancia, un estudio realizado en Argentina mostró que existen genotipos que combinan altos rendimientos con alta estabilidad del rendimiento [6].
Se define estabilidad del rendimiento como la capacidad de un genotipo de alcanzar un alto rendimiento en ambientes con alta disponibilidad de recursos y de mantenerlo a medida que el ambiente se deteriora [7].
El ambiente, representa el mayor impacto en el proceso de selección del híbrido y su manejo. Por ello, para poder estudiar la estabilidad de los híbridos, desde Bayer contamos con una extensa red de ensayos (Figura 1) que busca capturar una amplia heterogeneidad de condiciones, permitiendo la selección de los híbridos y su manejo en cada uno de los ambientes explorados. Estudiar la heterogeneidad de ambientes es lo que nos da la posibilidad de reconocer diferentes distribución e intensidad de enfermedades, tipos de suelo, combinaciones que se dan por efecto de las variaciones del clima y estreses que se presentan a través de los sitios y años para seleccionar los materiales tanto en ambientes de alto potencial como en ambientes restrictivos. El rendimiento de los híbridos de maíz se incrementó en las últimas décadas en Argentina. Estos aumentos fueron desde 4300 kg ha-1 en promedio a comienzo de los ’90 a 7600 kg ha-1 promedio de los últimos 3 años, es decir, +77% de aumento de rendimiento en los últimos 30 años a nivel país [1]. Este aumento puede explicarse por el efecto del mejoramiento genético, nuevas biotecnologías, por mejoras en las prácticas de manejo, por un mayor conocimiento de los ambientes y por la interacción entre estos factores [2-3].
En nuestro país, el mejoramiento genético contribuyó de manera significativa al incremento del rendimiento. Estudios realizados con híbridos Dekalb, cuantificaron que el aporte del mejoramiento fue del 1% a 1.2% por año durante el periodo 1965 a 2012 [4-8], para ambientes explorados entre los 4.000 y 14.000 kg ha-1. Este aumento en el rendimiento medio de maíz fue debido al aumento en el rendimiento potencial y/o la estabilidad del rendimiento. En este sentido, se conoce que una mayor estabilidad del rendimiento no se opondría a un mayor rendimiento [5]. En concordancia, un estudio realizado en Argentina mostró que existen genotipos que combinan altos rendimientos con alta estabilidad del rendimiento [6].
Se define estabilidad del rendimiento como la capacidad de un genotipo de alcanzar un alto rendimiento en ambientes con alta disponibilidad de recursos y de mantenerlo a medida que el ambiente se deteriora [7].
El ambiente, representa el mayor impacto en el proceso de selección del híbrido y su manejo. Por ello, para poder estudiar la estabilidad de los híbridos, desde Bayer contamos con una extensa red de ensayos (Figura 1) que busca capturar una amplia heterogeneidad de condiciones, permitiendo la selección de los híbridos y su manejo en cada uno de los ambientes explorados. Estudiar la heterogeneidad de ambientes es lo que nos da la posibilidad de reconocer diferentes distribución e intensidad de enfermedades, tipos de suelo, combinaciones que se dan por efecto de las variaciones del clima y estreses que se presentan a través de los sitios y años para seleccionar los materiales tanto en ambientes de alto potencial como en ambientes restrictivos.
Figura 1: a) Mapa de distribución de ensayos de Bayer. b) Distribución de presión de enfermedades y agronómicos c) Foto aérea de ensayos de híbridos (FTN: field trial network) atravesando diferentes ambientes productivos. d) Foto aérea de ensayos nitrógeno, densidad e híbridos.
En Bayer, el proceso desde que se diseña una población hasta que lanzamos un híbrido al mercado lleva 8 años. En este proceso se implementan tecnologías de inteligencia artificial para el desarrollo de poblaciones en función de conceptos de producto específicos para el mercado y los ambientes de Argentina. El desarrollo de las líneas lo hacemos en cultivo protegido, en un invernáculo totalmente automatizado, complementado con análisis de marcadores moleculares para identificar las mejores líneas por selección genómica, es decir por la información de su ADN. Así reemplazamos los primeros años de ensayos a campo por ensayos en laboratorio, en los cuales además podemos probar hasta 4 veces más líneas. Esas líneas luego son estudiadas en nuestras estaciones experimentales de Fontezuela, Rio Cuarto y Tucumán. Los híbridos provenientes de estas líneas mejoradas son probados en una extensa red de localidades en Argentina durante 6 años. Durante esos años, partimos de miles de individuos probados en una cantidad limitada de ambientes, vamos seleccionando los mejores híbridos por rendimiento, adaptación geográfica, estabilidad y caracteres agronómicos, y nos vamos seleccionando con unos pocos híbridos que estudiamos en más detalle para lanzar al mercado comercial. Se realizan ensayos en múltiples ambientes, densidades, condiciones de nitrógeno, condiciones de suelo, condiciones hídricas, y son sometidos a condiciones de estreses severos para evaluar la tolerancia frente a estas condiciones.
La tolerancia a estrés se captura y se caracteriza principalmente a través de ensayos multi ambientes, sin embargo, para estudiar mecanismos subyacentes de tolerancia a estrés caracterizamos los híbridos actuales a estreses puntuales durante un periodo de 7 días a través del uso de carpas que limitan el 85-90% de la radiación incidente. A través de estos estudios, detectamos variabilidad genética a la tolerancia a estrés entre los híbridos actuales en Dekalb, principalmente a través del entendimiento de la duración y sensibilidad durante el periodo crítico y el impacto sobre los componentes de rendimientos (Figura 2).
Figura 2: Rendimiento relativo al control para 9 híbridos Dekalb en función de los días desde silking (R1). La línea roja indica el período crítico para cada híbrido.
Una vez identificadas estos patrones y mecanismos que cada genotipo presenta, se debe complementar con el conocimiento a nivel de cultivo. Se conoce, que cada híbrido tiene patrones diferentes en la relación al número de granos y la tasa de crecimiento por planta, por lo tanto, cada genotipo precisa de una curva especifica de respuesta a la densidad de plantas [9]. Por ello es necesario identificar cual es el manejo óptimo para cada genotipo que permita balancear la tasa de crecimiento en el ambiente que va a ser expuesto.
Desde Bayer, realizamos ensayos específicos de densidad*nitrógeno*híbrido en más de 70 ambientes por año, que buscan capturar diferentes condiciones ambientales (desde restrictivas a alto potencial) y combinado con el uso de modelos analíticos se generan curvas híbrido-específicas de repuesta a la densidad por ambientes.
Figura 3: Número de granos por espiga (NGE) en función a la tasa de crecimiento por planta (TCP) para 6 híbridos Dekalb. Los círculos azules indican el NG de la espiga principal (NGE1) y los círculos celestes el NG de la espiga secundaria (NGE2).
El programa de mejoramiento genético de Dekalb en Argentina comenzó en la década de 1960, y la continuidad en el reciclado de germoplasma cada vez más adaptado a los ambientes y practicas locales contribuyó a aumentar la estabilidad en cada ciclo de mejoramiento.
Avanzando en recomendaciones híbridos específicas, el aprendizaje de diversos estudios nos permitió identificar la respuesta diferente de los híbridos a la densidad*N. Cada híbrido requiere una dosis optima de N en función de la densidad por ambiente la cual permite optimizar el rendimiento y hacer un eficiente el uso del recurso. Finalmente, las recomendaciones otorgadas desde Bayer son en base al entendimiento del ambiente, el conocimiento de los genotipos y su manejo adecuado para optimizar el rendimiento (Figura 4).
Figura 4: a) Recomendaciones de densidad y b) recomendaciones de nitrógeno híbrido-específicas para distintos ambientes de rendimientos.
En conclusión, entender y seleccionar no solo por potencial, sino también por estabilidad es lo que permitió al maíz en los últimos 50 años pasar a usarse en regiones que eran impensadas para el maíz, y que hoy permiten hacer maíz donde antes había otros cultivos. Entendemos que la capacidad de selección y caracterización a través de situaciones (sitios*años*densidad*nitrógeno) es clave para un adecuado posicionamiento a través de ambientes.
Bibliografía
- [1] MAGYP. 2022. https://datosestimaciones.magyp.gob.ar/reportes.php?reporte=Estimaciones
- [2] Tollenaar, M.; Dwyer, L.M.; Stewart, D.W. 1992. Ear and kernel formation in maize hybrids representing three decades of grain yield improvement in Ontario. Crop Sci. 32:432.
- [3] Ehyérabide, G.H.; Damilano, A.L.; Colazo, J.C. 1994. Genetics gain for grain yield of maize in Argentina. Maydica 39:207-211.
- [4] FERREYRA, J.M. 2015. Efectos del mejoramiento de maiz (1965-2010) sobre la eficiencia en el uso del nitrógeno. Tesis MSc. UNMP.
- [5] Tollenaar, M.; Lee, E.A. 2002. Yield potential, yield stability and stress tolerance in maize. Field Crops Res. 75:161-169.
- [6] de Santa Eduviges, J.M. 2010. Potencial de rendimiento y tolerancia a sequía en híbridos de maíz. Tesis M Sc. Universidad Nacional de Mar del Plata; Facultad de Ciencias Agrarias: Balcarce, Buenos Aires. 75p.
- [7] Di Matteo, J. 2019. Aumento y estabilidad del rendimiento en híbridos de maíz (Zea mays L.) liberados durante los últimos 45 años en Argentina. Tesis. UNMP
- [8] VAN BECELAERE, G.; WALLACE, J. C.; CELA, M. D.; LUSTIG, S. B.; TAMBASCIO, W. J.; MELANI, M. D.; SARINELLI, J. M.; MAHUAD, S. L.; PACCAPELO, M. V. 2014. Incremento del potencial de rendimiento de los híbridos de maíz en Argentina durante 1993-2012. 10° Congreso Nacional de Maíz, Rosario, Santa Fe.
- [9] ANDRADE, F. H.; VEGA, C.; UHART, S.; CIRILO, A.; CANTARERO, M.; VALENTINUZ, O. 1999. "Kernel number determination in maize." Crop Science. 39: 453-459.