Modelado poblacional del raigrás perenne (Lolium perenne L.) en cultivos de trigo de la región semiárida

Abstract

Las malezas causan perjuicios económicos al competir con los cultivos por la captura y utilización de los recursos escasos disponibles, fundamentalmente luz, agua y nutrientes minerales del suelo. Por este motivo, es necesario realizar operaciones de control sobre las poblaciones de malezas para reducir sus tamaños hasta niveles aceptables y lograr así los rendimientos esperados en los cultivos. De los numerosos métodos de control existentes, el control químico, a través del uso de herbicidas, es el principal método para el manejo de dichas poblaciones. En la actualidad, el uso intensivo de herbicidas es cuestionado debido a los perjuicios que ocasionan sobre la flora y fauna benéfica, la contaminación de suelos y aguas y los posibles residuos en alimentos, la posibilidad de la aparición de poblaciones de malezas resistentes a los mismos y por sus potenciales efectos sobre la salud humana. Por esta razón, en los últimos años se entiende necesario efectuar un uso racional de los métodos químicos y combinarlos, de ser posible, con prácticas mecánicas y culturales para controlar las poblaciones de malezas con bajo impacto ambiental. Esta actividad, que se ha identificado como deseable para muchos de los agroecosistemas productivos de Argentina en los que se han empezado a manifestar malezas problemáticas, puede verse beneficiada por el desarrollo de herramientas de soporte a la toma de decisiones basadas en modelos matemáticos. En la presente tesis se estudiaron aspectos de la biología y la ecología del raigrás perenne (Lolium perenne) como maleza de cultivos de trigo en la región semiárida del sudoeste de la provincia de Buenos Aires, y se desarrollaron modelos matemáticos con el objetivo de diseñar herramientas que permitan predecir el comportamiento a campo de la maleza y controlarla de la manera más eficiente, de modo de maximizar el rinde del cultivo y, por ende, las ganancias netas del productor, y al mismo tiempo reducir el impacto ambiental de las prácticas de control sobre el agroecosistema en cuestión. En el Capítulo 2 se presentan los resultados del estudio de los cambios en los parámetros térmicos asociados a la germinabilidad de las semillas de L. perenne en función del tiempo de postmaduración a campo y se propone un modelo de tiempo térmico de postmaduración orientado a predecir la salida de la dormición primaria de las semillas de la especie. En el Capítulo 3 se construyeron modelos de la producción de semillas de L. perenne y se estimó el tiempo térmico necesario para pasar de un estadío fenológico al siguiente. En el Capítulo 4 se propone un modelo de planeamiento operativo del control químico, con el objetivo de determinar los momentos óptimos de aplicación de herbicidas en cultivos de invierno orientado a maximizar el beneficio económico de la actividad teniendo en cuenta el impacto ambiental. En el Capítulo 5 el modelo propuesto se aplica al sistema trigo – raigrás. Finalmente, en el Capítulo 6 se realiza una discusión general de la tesis, se enumeran las principales conclusiones que surgieron a partir de los resultados y se destacan las líneas de investigación futuras asociadas al trabajo en ella desarrollado.

Weeds cause economic losses by competing with crops for the available scarse resources, mainly light, water and mineral nutrients from the soil. For this reason, it is necessary to control weed populations in order to reduce its sizes to an acceptable level and reach the expected crop yields. There are numerous control methods and, among them, chemical control is the most popular. Nowadays, the intensive use of herbicides is questioned because of the damage caused to benefic flora and fauna, soil and water pollution, the appearance of residues in food, the probability of developing weed resistant populations and its potential effects on human health. For this reason, in the last years, it has been reputed necessary to make a more rational use of chemical methods, and combine them, if possible, with mechanical and cultural strategies to control weed populations at a low environmental impact. This activity has been considered desirable for many productive agroecosystems of Argentina with presence of problematic weeds, and can benefit from the development of decisión support systems based on mathematical models. In this thesis, aspects of the biology and ecology of perennial ryegrass (Lolium perenne) as a weed of wheat crops in the semiarid región of the south-west of Buenos Aires province have been studied, and mathematical models developed as tools that allow the prediction of the weed behaviour in the field and their control in a more efficient way, in order to maximize crop yield and net income, and at the same time reducing the environmental impact of control practices on the agroecosystem. In Chapter 2, results are presented of the study of thermal parameters change associated to L. perenne seed germinability as a function of after-ripening time in the field, and an after-ripening thermal time model is proposed, as an attempt to predict primary dormancy loss of the species seeds. L. perenne seed production models were developed in Chapter 3, and the thermal time needed for phenological state change was also estimated in this chapter. Chapter 4 proposes an operational planning model of the chemical control, in order to find the optimal application time of herbicides in winter crops, to maximize the economical benefit also considering the environmental impact. In Chapter 5, the model proposed in Chapter 4 was applied to the wheat – perennial ryegrass system. Finally, in Chapter 6 there is a general discussion of the present thesis, the principal conclusions of the results are listed and related future research work is highlighted.