Morfogénesis reproductiva del cártamo (Carthamus tinctorius L.) : su aplicación al análisis del efecto de la fecha de siembra y genotipo sobre el rendimiento del cultivo y la calidad de los frutos

Abstract

El cártamo (Carthamus tinctorius L.) es una oleaginosa anual de ciclo inverno-primaveral perteneciente a la familia de las Asteráceas. En la subregión subhúmeda seca del sudoeste bonaerense constituye una alternativa para diversificar los sistemas productivos gracias a su adaptación a condiciones de semiaridez. El objetivo general de esta tesis fue analizar el efecto del genotipo, fechas de siembra y año teniendo en cuenta las condiciones ambientales prevalecientes, sobre el desarrollo reproductivo, el rendimiento y sus componentes y la dinámica del contenido de humedad del fruto. El rendimiento en grano fue hasta dos veces superior en la siembra otoñal (109,8 g m-2) que en la invernal independientemente del año y genotipo, asociado a un mayor número de capítulos y frutos llenos. Esto estuvo asociado con menores temperaturas, mayores precipitaciones, menores índices de estrés/humedad y menor déficit de precipitación. En 2013, el incremento del estrés térmico y de humedad redujo el rendimiento en grano, el número de frutos llenos y, en menor medida, el peso seco (PS) por fruto, lo que se corroboró con la correlación negativa entre rendimiento y déficit de precipitación e índice de estrés térmico. El efecto del genotipo fue notable en el contenido de aceite, siendo superior este valor en los genotipos primaverales (28 - 38 %) que en los invernales (16 - 25 %) porque han tenido mejora genética. La dinámica de crecimiento del fruto de cártamo fue similar entre genotipos y años de ensayo al expresarla en días calendario y tiempo térmico (expresado como sumatoria de grados días). El pericarpio de cártamo presentó una fase lag luego de la antesis que se superpuso con el inicio del crecimiento lineal de la semilla lo cual resulta novedoso para esta especie bajo las condiciones estudiadas. Las diferencias en el peso seco (PS) del pericarpio y de la semilla fueron explicadas principalmente por su tasa de crecimiento mientras que las diferencias en el PS del fruto resultaron de su tasa de crecimiento o de su periodo de llenado efectivo. Las diferencias de estas variables entre tratamientos fueron contabilizadas por el efecto de la temperatura, ya que no hubo diferencias entre tratamientos al expresarlo en tiempo térmico. Se creó un modelo preliminar de predicción de madurez fisiológica basado en el PS relativo del fruto y su contenido de humedad relativa para el cártamo bajo las condiciones estudiadas. Se estableció que la madurez fisiológica en cártamo se alcanzó con un 35 ± 1,1 % de humedad relativa de los frutos, entre los 17 y 25 DDA. La utilidad del modelo deberá validarse con datos independientes. Este es el primer trabajo en cártamo que proporciona un esquema integrador preliminar sobre la relación de los principales estadios fenológicos del cártamo con el desarrollo morfoanatómico de las estructuras reproductivas asociados a una escala de tiempo en días calendario y de tiempo térmico. Este estudio morfoanatómico resulta de utilidad a otros investigadores como punto de partida y referencia para poder aplicarla en otros genotipos y bajo otras condiciones ambientales.

Safflower is a spring-winter oilseed crop corresponding to Asteraceae family. It constitutes an alternative for diversification in the use of resources in the dry sub-humid subregion of southwest Buenos Aires Province due to its adaption to semiarid conditions. The main objective of this thesis was to analyze the effect of genotype, sowing dates and years, taking into account prevailing environmental conditions, on reproductive development, yield and its components, and the dynamics of fruit moisture content. Grain yield was as twice as high in fall sowing (109,8 g m-2) than in winter sowing, regardless of the year and genotype, and was associated with a greater number of heads and filled grains number. This was associated with lower temperatures, higher rainfall, lower heat/moisture stress index, and lower precipitation deficit. In 2013, the higher thermal and moisture stress reduced grain yield, number of filled grains, and, to a lesser extent, weight per grain. This was corroborated by the negative correlation between yield and precipitation deficit and heat stress index. The effect of the genotype was notable in oil content, being this value higher in the spring genotypes (28 - 38 %) than in the winter genotypes (16 - 25 %) that have not undergone genetic improvement. Safflower fruit growht dynamics was similar between genotypes and years when expressed in thermal time and calendars days. Safflower pericarp dry weight showed a lag phase after anthesis which was overlapped with the beginning of the lineal phase of seed growth, a development that is novel for this species under the studied conditions. Differences in pericarp and seed dry weight resulted from their growth rates meanwhile differences in fruit dry weight were explained either by their growth rate or by their effective filling period. Differences in these variables between treatments were accounted by the effect of temperature, since there were no differences between treatments when expressed in thermal time. In this thesis, it was developed a preliminary model based on relative fruit dry weight and fruit relative fruit moisture content (%). It was established that physiological maturity in safflower was attained with 35 ± 1,1 % of fruit relative water content, between 17 to 25 days after anthesis. The usefulness of the model requires validation with independent data. This is the first work in safflower that provides a preliminary integrative framework for the relationship of the main phenological stages of safflower with the morphoanatomical development of reproductive structures associated with a time scale in calendar days and thermal time. This morphoanatomical study is useful to other researchers as a starting point and reference for application to other genotypes and under other environmental conditions.