Desempeño del maíz en densidades de población muy altas
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Los rendimientos de maíz han incrementado considerablemente en EE UU y Canadá en los últimos 50 años. El mejoramiento constante en la tolerancia al estrés de los híbridos, que ha incrementado su desempeño bajo condiciones de sequía y ha permitido a los agricultores sembrar poblaciones más altas, ha sido uno de los factores clave para dicho incremento.
El progreso que los investigadores han hecho en mejorar la tolerancia al estrés se demuestra en un estudio que compara la respuesta de híbridos modernos con híbridos más viejos a la población de plantas. En este estudio, se sembraron híbridos Pioneer desde 1930 hasta 1990 para alcanzar poblaciones de 4000, 12 000, 22 000 y 32 000 plantas/acre. En bajas densidades (un ambiente de estrés bajo) no se presentaron diferencias en rendimiento en híbridos de las diferentes décadas (Figura 1). Sin embargo, la población óptima para maximizar el rendimiento fue más alta con híbridos de cada subsecuente era. Los híbridos más nuevos se adaptaron mucho mejor a los niveles más altos de estrés en poblacionesmás altas y produjeron los rendimientos más altos.
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Estudio en altas poblaciones de Pioneer
Investigadores de Pioneer estudiaron las respuestas de la población de plantas en múltiples ambientes en todo EE UU y Canadá en los últimos 20 años. Esta investigación incluyó la evaluación de híbridos con poblaciones tan altas como 42 000 plantas/acre. Sin embargo, para caracterizar la respuesta por arriba de ese rango, Pioneer condujo un estudio a densidades ultra-altas desde 9 000 hasta 90 000 plantas/acre. De aquí, se determinó el impacto de estas poblaciones sobre el rendimiento y atributos secundarios.
Respuesta al rendimiento
Resultados de este estudio mostraron que la respuesta al rendimiento en todo el rango de poblaciones fue similar entre los híbridos (Figura 2). El rendimiento del grano generalmente se incrementó con poblaciones más altas hasta 36 000 plantas/acre y disminuyó con poblaciones por arriba de 45 000 plantas/acre.
Altura de la planta y la mazorca
La respuesta de la altura de la planta a las diferentes poblaciones fue similar a la de la respuesta al rendimiento (Figura 3). La altura incrementó con las densidades hasta 36 000 plantas/acre y declinó una vez que la población sobrepasó las 45 000 plantas/acre. La altura de la mazorca también incrementó con poblaciónes de hasta 36 000 plantas/acre, pero se mantuvo relativamente constante con poblaciones por arriba de ese punto, incrementando sólo ligeramente en poblaciones demasiado altas.
Características de la mazorca
El número de hileras y granos por hilera disminuyó continuamente con el incremento en la densidad poblacional (Figura 4). El rendimiento incrementó hasta poblaciones de 36 000 plantas/acre, sugiriendo que hasta este punto el rendimiento incrementa por un mayor número de mazorcas por acre superando el decremento en rendimiento que pudiera existir por producir mazorcas más pequeñas. La disminución en el rendimiento en poblaciones superiores a 36 000 plantas/acre se debe a que el maíz en poblaciones muy altas no es capaz de producir suficientes mazorcas por superficie para compensar la reducción en el tamaño de la mazorca.
Atributos asociados con el rendimiento
Para entender los atributos secundarios asociados con el incremento en los rendimientos (de 18 000 a 36 000 plantas/acre) y aquellos asociados con la pérdida de rendimiento (de 36 000 a 90 000 plantas/acre) se construyeron dos matrices de correlación separadas (Figura 5). Se muestran los atributos que contribuyeron con más del 50% de la variación fenotípica en el rendimiento y si incrementaron o disminuyeron en valor.
El incremento en el rendimiento registrado para el rango de 18 000 a 36 000 plantas/acre se debe a un incremento en los granos/acre y se asocia negativamente con el tamaño de la mazorca y el número de granos. Esto no es sorprendente ya que el entendimiento agronómico común sostiene que rendimientos altos son más probablemente obtenidos por 36 000 mazorcas de tamaño moderado que por 18 000 mazorcas grandes. La disminución en el rendimiento en el rango de 36 000 a 90 000 plantas/acre se correlaciona con un incremento en la esterilidad y en los intervalos de antesis (Figura 6). Los atributos con tendencia a una reducción con el rendimiento en este rengo de poblaciones son: bushels/planta, peso del grano y la mazorca, hileras y granos por hilera. Los bushels/acre se maximizan por los rendimientos más altos por planta, detonados por el establecimiento alto de semillas.
El intervalo de antesis es el lapso de tiempo entre la polinización y la emergencia del estigma. Idealmente, el estigma debe emerger concurrentemente con el desprendimiento del polen para asegurar una polinización completa. Conforme se amplía el IA incrementa la probabilidad de que los estigmas que emergen más tarde no serán polinizados. Los IA incrementan en densidades poblacionales altas debido a la desaceleración del desarrollo de la mazorca en relación con el desarrollo de la espiga. Esto es indicativo de un nivel alto de estrés en la planta, lo cual puede ser el resultado de la competencia extrema entre las plantas en altas densidades u otros factores de estrés como la sequía. El estrés en el maíz desacelera el crecimiento axillar en un mayor grado que el crecimiento vertical, lo cual favorece más al desarrollo de la espiga que de la mazorca. Esta asimetría en el desarrollo floral puede provocar un llenado incompleto del grano o, en casos extremos de estrés, en esterilidad y ambos pueden reducir el rendimiento considerablemente.