Desarrollo de modelos de predicción de emergencia de malas hierbas en condiciones de secano

Las malas hierbas son el principal desafío en la protección de cultivos ya que pueden llegar a causar pérdidas potenciales de más del 30% del rendimiento total. Además, la capacidad de adaptación a los métodos de control, incluyendo la aparición de individuos resistentes a herbicidas, está dificultando su manejo. Por ello, es necesario incrementar el conocimiento de la biología de las malas hierbas. Un punto vulnerable, particularmente en malas hierbas anuales de semilla pequeña, es el momento de su emergencia ya que dependen de las escasas reservas de la semilla hasta el momento en el que consiga realizar la fotosíntesis. De este modo, los métodos de control aplicados en estos estadios obtendrían mayores eficacias. Por consiguiente, el conocimiento del momento de emergencia de las malas hierbas facilitaría su manejo, especialmente en el caso de malas hierbas preocupantes como Avena sterilis ssp. ludoviciana (Durieu) Gillet & Magne, Centaurea diluta Aiton, Lolium rigidum Gaudin y las tres especies de Phalaris (Phalaris brachystachys Link, Phalaris minor Retz y Phalaris paradoxa L). Por un lado, L. rigidum y A. sterilis ssp. ludoviciana son malas hierbas problemáticas en todo el mundo, y en los últimos años se ha incrementado la dificultad para controlarlas debido a la aparición de biotipos resistentes. Por otro lado, C. diluta y las tres especies del género Phalaris son malas hierbas especialmente preocupantes en el sur de España, de las cuales es necesario incrementar su estudio para poder establecer estrategias óptimas de manejo. Para incrementar el conocimiento de la biología de L. rigidum, C. diluta y A. sterilis, se estableció un experimento en condiciones de campo en distintas localidades repartidas por España. El número de localidades varió entre 9 y 11 localidades, dependiendo de la especie. En cada localidad se sembraron un total de 400 semillas por especie y localidad, con cuatro repeticiones. La siembra se realizó en el otoño de 2016 y se monitoreó la emergencia durante dos campañas agrícolas en condiciones de secano. Por otro lado, para estudiar la emergencia de las tres especies de Phalaris, se realizaron experimentos de campo en dos localidades del sur de España durante dos (2006/07 y 2007/08) y tres (de 2005/06 a 2007/08) campañas agrícolas. En ambas localidades, se embraron 500 semillas de cada especie de Phalaris en cada campaña agrícola, simulando las condiciones de los campos de cereales de secano. La emergencia de L. rigidum total respecto al total de las semillas sembradas fue del 59% en el primer año y de un 9% en el segundo año. Su emergencia varió en función de la localidad, comenzando entre los 5 y los 16 días después de la siembra (DAS) y terminando entre los 40 y 110 DAS. Por otro lado, la emergencia de C. diluta fue del 39% en el primer año y de un 11% en el segundo año. En ambos años, el principal pico de emergencia C. diluta se produjo aproximadamente a los 45 DAS. Mientras que para el caso de A. sterilis ssp. ludoviciana el porcentaje de emergencia fue del 30% durante la primera campaña agrícola y del 21% durante la segunda. En ambas temporadas, el principal pico de emergencia se produjo entre noviembre y febrero. Respecto a la emergencia de las tres especies de Phalaris, el periodo de emergencia duró entre 31 y 48 DAS, mostrando dos picos principales. Además de estudiar la emergencia, estos ensayos sirvieron para desarrollar modelos para predecir la emergencia de las seis especies estudiadas y para validar lo modelos previamente publicados de L. rigidum (Izquierdo et al. 2013) y A. sterilis ssp. ludoviciana (Leguizamón et al. 2005). En ambos casos, los modelos nuevos obtuvieron mayor precisión que los modelos previamente publicados. El nuevo modelo de L. rigidum se basó en tres puntos cardinales que se establecieron en 5.8 ºC, 11.5 ºC y 20.6ºC para la temperatura base (Tb), optima (To) y techo (Tc), respectivamente. Además, el modelo basado en el tiempo hidrotérmico (HTT) no mejoró significativamente el modelo basados únicamente en el tiempo térmico (TT). La precisión de los modelos nuevos fue mejor en las localidades del norte que en las del sur. Por ello, se desarrollaron modelos específicos para el norte y sur. El modelo desarrollado para las localidades del norte funcionó muy bien, pero el modelo del sur necesita mejorar su precisión. Estos trabajos revelan que, en lo que respecta a esta especie de mala hierba, probablemente deban desarrollarse modelos diferentes para las distintas condiciones climáticas. Respecto al modelo de C. diluta, la función Weibull de tres parámetros fue la que mejor describió su emergencia. Se desarrollaron modelos de emergencia basados en TT y HTT que mostraron un alto grado de precisión, como demuestran los valores del error medio cuadrático (RMSE) de 10.8 y 10.7, respectivamente. Para estos modelos se establecieron los tres puntos cardinales en 0.5ºC, 10.0 ºC y 35 ºC para las Tb, To y Tc; mientras que el potencial hídrico base (Ψb) se estimó en -0.5 MPa. El modelo de A. sterilis ssp. ludoviciana también utilizó tres temperaturas cardinales para estimar el TT. Los tres puntos cardinales se establecieron en -1.0 ºC, 5.8ºC y 18.0ºC para las Tb, To y Tc, mientras que Ψb se estableció en -0.2 MPa para la estimación de la HTT. Por último, los modelos para las tres especies de Phalaris, tanto los modelos paramétricos como no paramétricos, se establecieron en base a tres puntos cardinales. Las Tb, To y Tc se establecieron entre -1 °C y 1 °C, entre 9.8 °C y 11.8 °C y entre 21.2 °C y 23.4 °C, respectivamente; mientras que el Ψb se estimó entre -1 y -1.1 MPa. Además de desarrollarse modelos nuevos para cada especie, éstos se validaron en ensayos independientes. Se obtuvo un ajuste adecuado (RMSE<15) en 2 de las 2 situaciones testadas para C. diluta y 5 de 8 para A. sterilis ssp. ludoviciana. Mientras que los modelos paramétricos y los no paramétricos de las tres especies de Phalaris obtuvieron resultados similares y fueron validados con éxito en 12 de los 15 experimentos independientes. Adicionalmente a estos ensayos, se desarrolló una aplicación, llamada MalertappUS (https://malertappus.es/), capaz de predecir la emergencia implementando los nuevos modelos desarrollados para A. sterilis ssp. ludoviciana, C. diluta, L. rigidum, P. brachystachys, P. minor y P. paradoxa. Además, se añadieron los modelos de dos especies adicionales (Papaver rhoeas L. y Bromus diandrus Roth). Utilizando los datos proporcionados por esta aplicación, se validaron los modelos de estas ocho especies durante dos campañas agrícolas (2019/20 y 2020/21) en seis y nueve localidades respectivamente. Las especies que obtuvieron resultados suficientemente robustos para su uso fueron: C. diluta con 93% de éxito, B. diandrus con un 86%, L. rigidum con un 85%, P. rhoeas con un 77%, P. paradoxa con un 71% y A. sterilis ssp. ludoviciana con un 53%.

Author dc:creator

• Sousa Ortega, Carlos

Advisor dc:contributor.advisor

• Delgado García, Antonio

Statement dc:rights

• Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

spa

Handle dc:identifier.uri

https://hdl.handle.net/11441/134655

OAI identifier oai:identifier

oai:idus.us.es:11441/134655