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Título : Ecología del banco de semillas de Lithospermum arvense L. modelado de la dormición y germinación
Autor(es) : Chantre, Guillermo R.
Director(es) : Sabbatini, Mario Ricardo
Co-director(es) : Orioli, Gustavo Adolfo
Palabras clave : semillas; ecología; lucha de las malezas; malezas; CIENCIAS AGRARIAS
Resumen : Lithospermum arvense es una maleza anual facultativa de invierno de creciente importancia en sistemas agrícolas de la región semiárida del sud-sudoeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Los mayores niveles de abundancia de L. arvense se han observado en las zonas de mayor aptitud agrícola donde los sistemas de labranza conservacionista alcanzan los más altos niveles de adopción y difusión. La implementación de prácticas de manejo conservacionista, como la labranza cero, produce cambios en el patrón de distribución vertical de las semillas en el suelo en relación con los sistemas de labranza convencional. Asimismo, el carácter estacional e irregular de las precipitaciones de la región afecta el patrón de germinación de las malezas. Los objetivos generales del presente trabajo de tesis consistieron en: (a) estudiar aspectos de la ecología del banco de semillas de L. arvense a fin dilucidar algunas de las causas del incremento de la abundancia de la especie en la región, y (b) comprender y modelar los cambios en el nivel de dormición de las semillas a fin de poder predecir la germinación y emergencia a campo con miras a instrumentar prácticas más eficientes y sustentables de control. Se llevaron a cabo experimentos a campo con la finalidad de estudiar la dinámica de la dormición, germinación y mortalidad de semillas en el banco bajo condiciones contrastantes de profundidad de enterramiento de semillas y de regimenes hídricos fluctuantes de suelo. Complementariamente, se estudió el efecto de la profundidad de enterramiento sobre la germinación y la emergencia bajo condiciones controladas de laboratorio. Se observó una marcada reducción de la germinación y la emergencia con el incremento de la profundidad de enterramiento. Los cambios en el nivel de dormición en el banco de semillas estuvieron regulados por la temperatura del suelo, mientras que la profundidad de enterramiento o el régimen hídrico del suelo no ejercieron un efecto definido sobre dicho atributo poblacional. Se observó un incremento en la mortalidad de las semillas con el aumento de la profundidad de enterramiento. Los resultados obtenidos bajo las condiciones ambientales evaluadas sugieren que la proporción de semillas viables se reduciría luego de dos años de enterramiento a < 10 % de la población inicial. A fin de cuantificar los requerimientos térmicos para la salida de la dormición de L. arvense, las semillas fueron almacenadas a temperaturas constantes en condiciones de laboratorio durante distintos periodos de tiempo. Los cambios en el nivel de dormición poblacional fueron adecuadamente descritos a través de un índice de tiempo-térmico que permitió establecer relaciones funcionales entre la acumulación de unidades de tiempo-térmico para la salida de la dormición y la tasa de cambio de los parámetros térmicos y de hidrotiempo de la población. Los modelos desarrollados fueron validados con datos independientes mostrando una aceptable capacidad para predecir los cambios en el nivel de dormición permitiendo estimar las distintas fracciones de la población de semillas capaces de germinar dada una determinada condición térmica o hídrica del ambiente.
Lithospermum arvense is a facultative winter annual weed of increasing importance in agricultural systems of the semiarid region of the south-southwest area of the Buenos Aires province, Argentina. L. arvense higher abundance levels were observed in the areas of higher agricultural aptitude where conservationist tillage systems reach the highest adoption and diffusion levels. The implementation of conservationist tillage practices, such as non-tillage, produce changes on the vertical pattern of seed distribution in the soil in relation to conventional tillage systems. Likewise, the seasonal and irregular pattern of precipitation of the region affects the germination pattern of weeds. The main objectives of the present thesis were: (a) to study aspects of the seed bank ecology of L. arvense in order to elucidate some of the reasons of the abundance increment of this species in the region, and (b) to comprehend and model the changes in the level of seed dormancy in order to be able to predict seed germination and field emergence aiming to reach more efficient and sustainable weed control practices. Field experiments were conducted in order to study seed dormancy, germination and mortality dynamics in the seed bank under contrasting conditions of seed burial depth and fluctuating soil water regimes. Also, the effect of seed burial depth on seed germination and seedling emergence was studied under laboratory controlled conditions. A significant reduction of seed germination and seedling emergence was observed as seed burial depth increased. Dormancy changes in the seed bank were regulated by soil temperature, while the effect of seed burial depth or the soil water regime was not conclusive. An increment on seed mortality was observed as seed burial depth increased. Observed results under the evaluated environmental conditions suggest the amount of viable seed would be reduced to < 10 % of the initial population after two years of burial. In order to quantify the thermal requirements for L. arvense dormancy loss, seeds were stored at constant temperatures under laboratory conditions during different time periods. Changes in the dormancy level of the seed population were adequately described by means of a thermal-time index which allowed establishing functional relations between the accumulation of thermal-time units for seed dormancy release and the rate of change of thermal and hydrotime parameters of the population. Developed models were validated using independent data showing an acceptable capacity to predict seed dormancy changes and allowing the estimation of the different fractions of the seed population which are able to germinate given a certain thermal or hydric environmental condition.
URI : http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2065
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