Estudio agroecológico de las malezas : Helianthus annuus y Helianthus petiolaris

Abstract

El género Helianthus incluye especies silvestres y cultivadas de importancia biológica, genética y económica. Entre ellas, H. annuus y H. petiolaris se encuentran naturalizadas en la región Central Argentina. Ambas especies pueden comportarse como maleza, invadir lotes de producción de granos, limitar la producción de semilla pura y, debido a la posibilidad de transferencia de genes del cultivo, constituyen una amenaza para la durabilidad de la tecnología de tolerancia genética a herbicidas. El objetivo de la presente tesis fue registrar la distribución geográfica de malezas agrestales de H. annuus y H. petiolaris en la región Central Argentina, caracterizarlas fenotípicamente, determinar su viabilidad en el banco de semillas del suelo y sensibilidad a herbicidas. Asimismo, estudiar un proceso invasivo de un biotipo agrestal de H. annuus, determinar su posible origen y la interferencia ejercida sobre el cultivo de girasol. Finalmente, generar estrategias para prevenir la formación de poblaciones resistente a Imidazolinonas y desarrollar información técnica para el manejo de la tecnología. En cinco provincias de la región Central Argentina se observaron más de un centenar de casos de malezas de las especies H. annuus y H. petiolaris. Su presencia estuvo altamente asociada al cultivo de girasol. La provincia más afectada fue La Pampa, principalmente con poblaciones agrestales de H. petiolaris. Más del 25 % de los casos se adjudicaron a plantas fuera de tipo, originadas a partir de semillas contaminadas genéticamente. El estudio fenotípico no diferenció de forma consistente a plantas agrestales y ruderales para ambas especies. Las plantas agrestales de H. annuus adelantaron una semana el estadio R1 y todas sus inflorescencias finalizaron la floración más de un mes antes que las ruderales. Más del 20 % de la semilla podría permanecer viable durante 42 meses en el suelo. Se observó un biotipo agrestal de H. annuus en la localidad de Tres Arroyos, en una región sin antecedentes de poblaciones ruderales. El biotipo agrestal fue fenotípicamente intermedio entre el ruderal y el girasol, por lo cual no se pudo descartar el origen exoferal. El área invadida en el establecimiento del productor, aumentó de 8 a 45 ha en cuatro años y alcanzó la densidad de 11 malezas m-2. La maleza no modificó la fenología, la altura, ni el contenido de aceite del girasol, sin embargo los componentes de rendimiento fueron severamente afectados, observándose una disminución del 80 % del rendimiento con 10,7 malezas m-2. Para prevenir la formación de poblaciones agrestales de H. annuus resistente a Imidazolinonas debería realizarse un manejo estratégico con herbicidas inhibidores de AHAS y glifosato, con los cuales se podría limitar el tamaño poblacional. Luego del cultivo de girasol tolerante a Imidazolinonas, el control de malezas debería ser realizado al menos durante cuatro ciclos sucesivos con herbicidas pertenecientes a otra familia química. De esa manera la probabilidad estimada de nacimiento de una planta introgresada por el cultivo fue menor al 5 %.

The Helianthus genera include wild and crop species, with biological, genetic and economic importance. H. annuus and H. petiolaris are naturalized and widespread in Central Argentina. Both species behave as weed, may invade crop fields, put at risk the pure seed production and threat the durability of the genetic herbicide tolerance technology, due to the possibility of crop genes transferring. The aim of this thesis was to record the geographical distribution of agrestal H. annuus and H. petiolaris populations in the Central region of Argentina, characterize them phenotypically, determine their viability in the soil seed bank and their herbicide susceptibility. Also, studying an invasive process of an agrestal H. annuus biotype, determine its origin and the interference on sunflower. Finaly, generate strategies to prevent the emergence of Imidazolinone resistant populations and develop technical information for the management of the technology. Annual weeds of the Helianthus genus were found in more than a hundred fields, distributed in five Argentine provinces. The presence of agrestal plants was highly associated with the cultivation of sunflower. La Pampa was the most frequently invaded province, where H. petiolaris populations were mainly found. More than 25 % of the cases were allocated to “off-types” plants, originated in genetic seed contaminants. The phenotypic study did not consistently differentiate between agrestal and ruderal plants of both species. The agrestal H. annuus plants reached the R1 stage one week and their inflorescences finished the flowering more than a month before the ruderal plants. Up to more than 20 % of the buried seed may remain viable for 42 months. One agrestal biotype of H. annuus was found in Tres Arroyos, in a region with no history of ruderal populations. The agrestal biotype showed intermediate phenotype between ruderal and sunflower, therefore an exoferal origin could not be ruled out. In the crop field, the invaded area increased from 8 to 45 ha in four years and reached the density of 11 weeds m-2 in densest patches. Weed competition did not alter the phenology, height and the oil content of sunflower, however the yield components were severely affected, showing a yield decrease of 80 % with 10.7 weeds m-2. To prevent the emergence of Imidazolinene tolerant agrestal Helianthus populations, it should be done a strategic management of AHAS inhibiting herbicides and glyphosate, which could decreased population size. If Imidazolinone tolerant sunflower was cultivated, due to possible exchange of genes with biotype agrestal, the control should be conducted at least during four successive cycles. Thereby estimated probability of emergence of an introgressed plant was less than 5 %.