Universidad Nacional del Comahue Facultad de Ciencias Agrarias Climatología y Fenología Agrícola

Fenología Agrícola

Ing. Agr. Juliana Gastiazoro Blettler

En su ciclo ontogénico, los vegetales experimentan cambios visibles o no y que están en estrecha relación con las condiciones ambientales y genéticas. La rama de la Bioclimatología Agrícola que conecta los elementos del clima con los fenómenos periódicos que exteriorizan los seres vivos se denomina Fenología, del griego phainomenon que significa aparecer o manifestar y logo: tratado o ciencia.             

Fenología: es el estudio de los fenómenos periódicos que presentan los organismos vivos y su reacción  con el proceso meteorológico. La Fenología Agrícola se refiere a los fenómenos periódicos que presentan las plantas y su relación con las condiciones ambientales tales como temperatura, luz, humedad, etc. Fenómeno es toda manifestación de un hecho, y fenómenos periódicos son las manifestaciones externas que se producen en los vegetales, con algunas variaciones, año tras año y en las mismas épocas: aparición de las hojas, floración, maduración, etc.

El ciclo vital de un vegetal implica el nacimiento, crecimiento, desarrollo, reproducción y muerte. El nacimiento, en la visualización de una nueva planta, puede generarse a partir de una semilla denominándose en ese caso germinación, o a partir de una parte del vegetal y en tal caso será brotación.

Los cambios, visibles o no, que experimentan los vegetales se dividen en: Crecimiento: es el aumento en número, tamaño o volumen de las células del vegetal e implica un cambio cuantitativo.

Desarrollo: es la diferenciación de las células de la planta y significa un cambio cualitativo.

Las observaciones fenológicas en la agricultura son de suma importancia ya que el conocimiento de las necesidades climáticas de una especie vegetal, permite una mejor elección del tipo de producción a implementar en una zona o región, Es decir que, la observación y cuantificación de los distintos fenómenos de los vegetales, que se relacionan con los elementos y factores climáticos, significan un paso en el conocimiento de las formas y metodologías que permitan un uso racional del medio ambiente en beneficio de la producción.      

Para una mejor interpretación de los fenómenos periódicos, es conveniente definir algunos términos:

Fase: es la aparición, transformación o desaparición de los órganos de un vegetal. Ej. : encañazón, floración, nacimiento, etc. Las fases pueden ser vegetativas o reproductivas, y cuando se manifiestan exteriormente son designadas como fases visibles (floración, caída de follaje). Las fases invisibles (germinación, tuberización) son las que no se pueden apreciar a simple vista, siendo su observación y registro más compleja.

Una fase está compuesta por momentos: inicio, plenitud y fin de fase. Estos momentos se cuantifican en porcentaje de ocurrencia. Se dice inicio de fase cuando se sucede una aparición, transformación o desaparición ininterrumpida y en aumento de algún órgano. Comienza un proceso que es continuo y que en pocos días se hace generalizado en la planta y se indica como inicio cuando el fenómeno alcanza al 20% de los órganos en observación.

Es plenitud de fase el momento en que, visualmente, puede decirse que el fenómeno tiene su máxima intensidad, es decir cuando se aprecia la mayor ocurrencia y se contabiliza a partir del 50% de lo observado.

Fin de fase es la aparición, desaparición o transformación de los últimos órganos de la fase, sin interrumpir la continuidad del proceso y cuando el mismo ha alcanzado el 80%.  

Subperíodo: es el tiempo transcurrido entre fase y fase, donde las condiciones meteorológicas se  mantienen estables. 

Fases y Subperíodos Fenológicos en Cultivos Anuales y Perennes

Fases Fenológicas del Trigo

-  Emergencia: complemento de la fase invisible de la germinación.

-  Macollaje: desarrollo o transformación de las yemas axilares en macollos.

-  Encañazón: formación de la caña.

Hasta aquí, las exigencias climáticas son de días cortos y temperaturas bajas.

-  Espigazón: la espiguilla emerge de la hoja bandera que la envolvía. Es de importancia económica puesto que el rendimiento del cultivo dependerá de las condiciones climáticas, si éstas son favorables o no. La espigazón es consecuencia de la acción combinada de la temperatura y la duración del día (días largos y altas temperaturas). La humedad del suelo no tiene importancia en la aparición de la espiga, sino en el rendimiento. Si el trigo ha crecido poco por no tener humedad adecuada, pero sí dispone de condiciones favorables de luz y temperatura, espigará cualquiera sea su altura.

-     Floración: las espiguillas se abren dejando paso a los estambres y anteras. La fecundación se produce con anterioridad (cleistogamia) y es una fase invisible.

-           Maduración y formación del grano: se distinguen tres subfases:

• Lechoso: el cariopse absorbe agua y apretando los granos hasta romperlos, se libera un líquido blancuzco. Esta subfase coincide con el comienzo de cambio de color en la planta (amarilleo), dato muy importante pues desde ese momento la planta no necesita provisión de agua.
  
•  Pastoso o céreo: los granos tienen consistencia de cera y pueden ser moldeados.
  
• Seco o vítreo: los granos alcanzan su máxima dureza.

-      Cosecha: esta fase es importante porque cualquier condición climática adversa determina una disminución en el rendimiento, proporcional al daño causado.

Los subperíodos respectivos son:

Siembra-emergencia
Emergencia-macollaje
Macollaje-encañazón
Encañazón-espigazón
Espigazón-floración
Floración-maduración
Maduración-cosecha

Fases Fenológicas del Maíz

-          Emergencia
-     Macollaje
-          Panojamiento
-          Polinización
-          Espigazón
-          Maduración
-          Cosecha

Las temperaturas en aumento favorecen el desarrollo del cultivo de maíz; la planta no espera condiciones propicias  de humedad para florecer (a diferencia del sorgo). Cuando las condiciones térmicas son adecuadas aparece la inflorescencia masculina y si las disponibilidades hídricas del suelo son escasas, se produce una pobre fecundación de estigmas.

El subperíodo aparición de la inflorescencia masculina-fecundación y el de fecundación-maduración lechosa son períodos críticos para el factor humedad, lo mismo que para la fase floración.

Fases Fenológicas del Lino

-          Emergencia
-          Ramificación: aparición de las dos primeras yemas laterales.
-          Floración
-          Bolilleo.
-          Maduración: verde y amarilla.

El período crítico respecto del agua, es el subperíodo que va de la floración al bolilleo y la floración que también está determinada por la duración del día.

Fases Fenológicas de la Soja

-         Emergencia
-          Floración
-          Fructificación (formación de la vaina)
-          Amarilleo de las hojas.
-          Caída de las hojas.
-          Maduración.
-          Cosecha.

Fases Fenológicas del Manzano

-          Brotación
-          Floración
-          Fructificación
-          Maduración
-          Cosecha

Las necesidades hídricas del manzano tienen un período crítico entre la fructificación completa  y el principio de la maduración. A causa del rápido aumento de la masa de los frutos, la planta necesita considerables cantidades de agua y no tan solo para el ciclo biológico en curso, sino también para consumo de las yemas florales del próximo ciclo que se esbozan  precisamente durante este intervalo. Cuando los frutos han alcanzado su peso máximo y las yemas florales han finalizado la primera fase de su desarrollo, se hace necesaria la detención del crecimiento del año que se ve favorecido por el descenso de la temperatura.

Fases Fenológicas de la Vid

-          Brotación
-          Floración
-          Cuaje de frutos
-          Maduración
-          Vendimia

Las fechas medias de producción de las fases varían según las regiones. Para facilitar el estudio de dicha variación geográfica se recurre a las líneas isófanas.

Línea isófana: es la línea imaginaria que une todos los puntos donde una fase comienza en una misma fecha para una variedad o especie.

Línea isoante: es la línea imaginaria que une todos los puntos donde la fase Floración de una variedad o especie comienza en una misma fecha. Es decir, la isoante corresponde a la isófana de la fase floración que es uno de los fenómenos periódicos de los vegetales más fáciles de observar.

Fenodata: es la fecha en que se produce una fase. Asimismo se pueden tomar las fechas de los momentos de cada fase. Luego de las observaciones, a través de los años de cada cultivo que se estudia, se hallan las fechas promedios de cada fase y así se obtienen las fenodatas medias.

Esas fenodatas medias se pueden utilizar para comparar regiones donde se producen los mismos cultivos y ver sus diferencias. Por ejemplo: fenodatas medias de manzanos en Río Negro y fenodatas medias en el Delta. Se obtiene un cuadro comparativo y se pueden deducir las variaciones climáticas que originan las diferencias entre las dos zonas.

En la Argentina, desde 1948, el SMN publicaba semestralmente el Boletín Fenológico sobre observaciones realizadas en plantas perennes del Jardín Botánico de Buenos Aires y de la Facultad de Agronomía y Veterinaria de la UBA. Allí se analizaban las anomalías del tiempo y las fases de la vegetación perenne.

Con las distintas líneas isófanas obtenidas se pueden confeccionar Cartas de Siembra o de Cosecha de cultivos de interés y variedades específicas y con ellas las denominadas Cartas Fenológicas. Estas nos permitirán ver gráficamente la distribución y amplitud de un cultivo en una geografía determinada.

Mapa Fenológico del Trigo en la República Argentina

En un trabajo publicado en la Revista Meteoros, Año II 1-2. Bs.As. (1952) por el Ing. Agr. Antonio Pascale, se presenta un Mapa Fenológico del trigo en la República Argentina. El objetivo del trabajo fue determinar las isolíneas de cultivo de trigo en la República Argentina. Se confeccionaron los mapas de siembra, espigazón y cosecha correspondientes a las variedades primaverales e invernales, con el objeto de explicar las causas de la siembra de cada grupo de variedades según la zona de cultivo.

La principal fuente de información de este trabajo han sido las observaciones practicadas por observadores fenológicos que se hallaban distribuidos en toda la región cerealera. Estos observadores, que colaboraban con el Servicio de Fenología del SMN, remitían anualmente una ficha donde constaba la variedad sembrada y los datos fenológicos correspondientes a las fases de siembra, espigazón y cosecha. Se trabajó con los datos de 3 cosechas: 1947/48, 1948/49 y 1949/50 a fin de obtener un promedio aproximado a la realidad.

Las fechas fenológicas así obtenidas, se confrontaron con los datos registrados en las Estaciones Agrometeorológicas del SMN y Estaciones Experimentales del Ministerio de Agricultura y Ganadería que se encuentran en la zona cerealera. Estos valores fenológicos se asentaron sobre mapas, trazándose las isolíneas correspondientes a siembra, espigazón y cosecha de los trigos invernales y primaverales.

Los trigos se clasifican en:

-          trigos otoñales: son aquellos que deben pasar sus primeros estadios de desarrollo en un ambiente de bajas temperaturas y días de corta duración. Esto le permite entrar en la segunda parte del desarrollo (que comprende la floración) en ambientes de altas temperaturas y días largos .

-          trigos primaverales: pueden prescindir de la primera condición, pudiendo sembrarse y cosecharse en un medio de altas temperaturas y fotoperíodos largos.

-          Trigos invernales: tienen un comportamiento intermedio a los anteriores.

En nuestro país, los trigos son invernales con tendencia a primaverales porque:

·         la región cerealera argentina no dispone de suficiente frío invernal como para permitir el desarrollo de variedades de trigo de gran exigencia en frío.

·         Tampoco existen zonas en las que se puedan sembrar variedades típicamente primaverales, pues el fotoperíodo largo solamente se encuentra en lugares donde el trigo difícilmente pueda madurar por falta de altas temperaturas durante el verano.

Regiones comerciales para el trigo

En la Argentina, la gran región de los trigos comerciales está situada entre los paralelos 28 y 39º de latitud S, en el centro este del país y hacia el W, hasta la isohieta de 500 mm (Fig. 2).Existen 5 regiones comerciales: Entre Ríos, Rosafé, Córdoba, N de Buenos Aires y E de La Pampa y SE de Buenos Aires.

Carta Fenológica de los trigos primaverales

Isófanas de siembra: los trigos primaverales se siembran en el período comprendido entre el 20 de mayo (parte septentrional) y el 1º de agosto (parte meridional) (Fig. 3a). La razón que una misma variedad deba sembrarse en el N hasta con 2 meses de anticipación con respecto al S, radica en el hecho que debe aprovecharse el máximo frío invernal a fin de completar el termoestadio (o estadio de acumulación de bajas temperaturas).

Además, en el N, las temperaturas suficientemente elevadas como para entrar en la segunda parte del desarrollo de la variedad, se producen antes que en el S.

Isófanas de espigazón: en la espigazón, la diferencia de dos meses y medio que separa las fechas extremas de siembra, se reduce a un mes y medio, variando del 20 de septiembre (en el N) al 5 de noviembre (en el S)(Fig. 3b).

Isófanas de cosecha: van  del 15 de noviembre al 30 de diciembre (Fig. 3c). Una vez producida la espigazón, posterior floración y formación del grano, el proceso de maduración está gobernado principalmente por las altas temperaturas. Con temperaturas altas y humedad relativa reducida, la maduración se acelera. En regiones con condiciones climáticas inversas, la maduración se prolonga, pudiendo citarse la acción retardadora del océano Atlántico sobre la maduración de los trigos sembrados en el SE de la provincia de Buenos Aires.

Fig.3: Mapas de isófanas de trigos primaverales

a)                                               b)                                            c)

Carta Fenológica de los trigos invernales

Los trigos invernales son aquellos relativamente exigentes en trigo.

Isófanas de siembra: corresponden al 10 de mayo y 30 de junio (Fig. 4a). Las siembras posteriores al 30 de junio determinarán la no espigazón del trigo por no cumplir con el termoestadio.

En el SE de la provincia de Buenos Aires, las isófanas de siembra mas cercanas al mar, tienen fechas anteriores a otras que pasan por localidades del interior de la provincia, ya que la influencia reguladora del océano sobre las temperaturas extremas, determina inviernos mas benignos. O sea, que los trigos deben sembrarse antes para cumplir con el termoestadio.

Isófanas de espigazón: corresponden al 20 de octubre y 10 de noviembre (Fig.4b). Como puede observarse, la espigazón se produce con un mes de retardo en relación a los trigos mencionados anteriormente, por la circunstancia de necesitar más frío y también porque tienen un umbral lumínico alto, ya que la espigazón se produce sólo cuando los días son decididamente largos.

Isófanas de cosecha: corresponden al 5 de diciembre y 5 de enero (Fig.4c). Esas isolíneas son posteriores a las de los trigos primaverales ya que la espigazón también se produce con posterioridad.

Fig.4: Mapas de isófanas de trigos invernales.

a)                                              b)                                            c)

Ley Bioclimática de Hopkins

Las líneas isófanas tienen un trazado irregular y sinuoso. Ello se debe a que la fecha de una fase fenológica es la resultante de la acción de diferentes elementos meteorológicos: temperatura, humedad, precipitación, etc. Estos elementos del clima están determinados por tres variables geográficas (factores climáticos) principales: latitud, altura sobre el nivel del mar y distancia al mar.

Hopkins llegó a la conclusión que las fechas fenológicas se adelantan o se atrasan de acuerdo a una ley que él enunció para el Hemisferio Norte y que no se cumple rigurosamente en el Hemisferio Sur, y menos en la Argentina debido a su posición geográfica.

La ley de Hopkins dice: “las fases fenológicas sufren un atraso en primavera de 4 días por cada grado de aumento en la latitud; 4 días por cada 100 m de elevación y 4 días por cada 5 grados de longitud con respecto a la distancia al mar. En otoño, bajo las mismas condiciones, en lugar de un atraso se registra un adelanto”.

1º Lat. = 4 días      100 m = 4 días        5º Long. = 4 días                 

Por ejemplo, comparando dos localidades:

4º Lat = 16 días     270 m = 10.8 días    10º Long = 8 días

La Ley de Hopkins es muy útil, pues permite un correcto trazado de las isófanas con relativamente pocos puntos de observación.

Condiciones para la Iniciación de una Fase

Existen condiciones que determinan el pasaje de una fase a otra a través de los distintos subperíodos. El vegetal debe llegar a un estado de disposición y debe tener un estímulo posterior.

Disposición: es el cumplimiento de ciertos requerimientos meteorológicos.

Dentro de la disposición tenemos como elementos principales:

·         Suma de temperaturas: son sumas de calor que debe acumular una planta. Ej. : el lino florece cuando ha acumulado 900ºC. de temperatura.

·         Exigencias de frío: hay determinados vegetales que en el período de descanso necesitan bajas temperaturas. Ej.: trigo (cultivo de invierno), árboles frutales caducifolios.

·         Amplitud térmica: es la alternancia de temperaturas generalmente entre el día y la noche.

Estímulo: es un agente climático sin el que la planta no puede cambiar de fase aunque esté dispuesta. Si no existen los estímulos no se producen las fases. Esos estímulos se denominan umbrales.

Estímulos principales:

·     Umbral térmico: hasta que no se alcance determinada temperatura, no puede iniciarse la fase siguiente. Ej.: la tipa (Tipuana ) tiene un umbral térmico alto y hasta que no se alcance cierta temperatura, no va a florecer.

·    Umbral fotoperiódico: el día debe tener determinada duración para que comience la floración.

·    Umbral hídrico: no todas las plantas lo requieren. El algodón y el sorgo solo florecen si hay una cantidad determinada de agua en el suelo.

Energía de Fase

Las fases pueden presentarse con diferente vigor y esa fuerza con que se produce la aparición de nuevos órganos se denomina Energía de Fase. La energía de fase indica si la especie o variedad ha satisfecho, o no, sus exigencias respecto a determinados elementos meteorológicos. Puede valorarse por el número de días que transcurren desde la aparición de los primeros hasta los últimos órganos de la fase en estudio.

Ledesma (1945) estudió la energía de fase en el duraznero y llegó a la conclusión que la energía no depende tanto de la temperatura primaveral sino de que el vegetal haya cumplido las horas de frío durante el invierno. Pascale (1948) determinó que no solo la temperatura tiene influencia sobre la energía de la fase floración, sino también la longitud del día y la humedad.

Observaciones Fenológicas

Al realizarse observaciones fenológicas, el primer problema que surge es establecer un sistema de observaciones simple y de utilización generalizada, de forma que los valores obtenidos en diferentes sitios sean comparables por haberse registrado con el mismo criterio.

En los cultivos pueden diferenciarse 2 sistemas de observaciones según el tipo de plantas integrantes de la comunidad vegetal. Los cultivos pueden ser ralos o densos, según las plantas mantengan su individualidad dentro de la masa del cultivo, o pasado cierto tiempo, luego del nacimiento, las plantas se confunden unas con otras, no siendo posible diferenciar a cuales corresponden los órganos de la fase que se están observando.

En los cultivos ralos puede adoptarse un criterio objetivo de observaciones, contando las plantas con órganos en fase y porcentualmente sobre el número de plantas de la parcela, determinar las fechas de comienzo, plenitud y fin de la fase cuando hayan aparecido los órganos en un 20-50 80% de las plantas respectivamente.

En el caso de cultivos densos, solo puede seguirse un criterio subjetivo de apreciación del número de órganos aparecidos o el porcentaje aproximado de los mismos sobre el total de la parcela. Se puede seguir la siguiente forma de apreciación:

Comienzo de fase: momento en que comienzan a aparecer, sin interrupción y en aumento, los órganos de la fase en observación en la masa del cultivo.

Plenitud de fase: momento en que el proceso se produce con su máxima intensidad, pudiendo apreciarse que en esa fecha han aparecido la mayoría de los órganos.

Fin de fase: momento en que declina la intensidad del proceso pero sin interrumpirse la continuidad de aparición de los órganos.

Antes del comienzo de fase y después de fin de fase, pueden aparecer órganos sin continuidad en el proceso, debiendo considerárselos como órganos aislados.

Métodos de Observación Fenológica

Para que las observaciones fenológicas sean de utilidad deben cumplir varios requisitos:

-          se debe realizar sobre plantas de amplia distribución mundial.
-          se deben registrar fases visibles.
-          debe ser realizada en forma continuada.
-          las observaciones se hacen sobre los mismos ejemplares, con similar estado de desarrollo, edad, condiciones de sanidad, etc.

La observación se puede realizar de diferentes formas:

-          Registro de un momento de cada fase.
-          Delimitar algunas fases o subperíodos
-          Observación fenológica completal (Ledesma, 1951)
-          Método de Fleckinger (1965) para frutales de pepita: estado-tipo fenológico.
-          Método de Baggiolini (1952) para frutales de carozo.

Método Fitofenológico Integral

El autor de este método es el ing. Agr. Néstor Ledesma (1951). Consiste en el registro del estado fenológico de todos los órganos visibles del vegetal en el momento de la observación. La repetición de la misma operación, con suficiente frecuencia, permite conocer el proceso de los fenómenos en cada uno y en la totalidad de los órganos. El registro de las observaciones se hace sobre rectángulos de 12-15 mm por 8-10 mm que se colocan uno al lado de otro. Cada lado del cuadro está destinado al registro de una fase determinada.

Sobre el lado 1: se anota la floración y maduración del fruto.
Sobre el lado 2: brotación y crecimiento del tallo.
Sobre el lado 3: cambio de color de las hojas y cambio de color del fruto previo a la maduración.
Sobre el lado 4: caída de hojas y caída de frutos.

Los órganos se representan por signos convencionales. Los símbolos utilizados son:

La  intensidad de los procesos observados se cuantifica por el número de signos y puede oscilar entre la actividad plena o máxima con 5 signos y la inactividad fenológica registrada con 0 (cero). La actividad de la fase avanza según la dirección de las flechas.

Método de Fleckinger (1965):  Estados - Tipos Fenológicos

El método de observación de los estados fenológicos permite el estudio del crecimiento y desarrollo de las yemas mixtas de los distintos frutales. Con su empleo se puede determinar, en cualquier momento, en que estado de evolución se encuentran las yemas florales y utilizarse, entre otros, para los siguientes fines:

-          proporcionar datos sobre la biología floral de las especies frutales  y poder comparar y estudiar el comportamiento de una       variedad en el lugar de cultivo a lo largo de varios años.
-          facilitar datos de tipo ecológico sobre el desarrollo de los botones florales y la  influencia de los factores ambientales
-          mejorar las técnicas de cultivo (raleo, control de malezas, control de enfermedades, etc.).
-          intervenir en el momento oportuno para  el control de plagas y enfermedades.

Este método tiene como base una serie de figuras elegidas entre los diferentes aspectos por los que va pasando el botón floral, desde el estado de reposo invernal hasta el pequeño fruto recién formado. Tales estados se designan con las primeras letras del alfabeto. Cuando el estado de la yema esté representado exactamente por una de las figuras de los estados-tipo, es claro que la yema se encuentra precisamente en ese estado. Si el desarrollo de la yema la sitúa entre 2 figuras del gráfico, se le asignará la letra del primero de tales estados, precediendo al número (del 1 al 4) que corresponda como sub estado.

Estados tipo: Yema floral cerrada
                      Botón de flor hinchado
                      Flor abierta
                      Ovario fecundado
                      Fruto cuajado.

Entonces, cada estado - tipo se divide en 4 subestados que llevan un subíndice. Para poder apreciar de forma objetiva el estado global de un árbol (y en consecuencia, y por extensión, el del conjunto de árboles que forman la plantación) debe operarse con relativa atención dado que la evolución de las distintas yemas no es simultánea en un árbol y mucho menos en la plantación. Pueden darse en una planta hasta 3 y 4 estados de separación, por lo que  es el estado más frecuentemente observado sobre las yemas de un árbol, el que determinará el estado de ese árbol. Y generalizando, el estado más abundante en los distintos árboles de la parcela.

Las sucesivas observaciones pueden representarse gráficamente mediante el empleo de un triángulo con la fecha de la observación, y los estados: más abundante (vértice superior), más atrasado (vértice izquierdo) y más adelantado (vértice derecho) Fig.5.

El triángulo viene a representar el reparto de frecuencias de los estados de las yemas del árbol, y el método será tanto más exacto cuanto mayor haya sido el control visual y la frecuencia de las observaciones.

Para manzano y peral, los estados-tipo y su representación gráfica fue realizada por M. Fleckinger (1965) del I.N.R.A. de Francia. Para frutales de carozo fue realizado por M. Baggiolini (1952) de la Station Federale de Recherches de Changis (Suiza).

 

Fig. 5 : Representación gráfica de los estados fenológicos.

El Método observación fenológica de Fleckinger permite:

-          comparar climas mediante estados fenológicos
-          determinar las respuestas de la vegetación a las técnicas culturales utilizadas.
-          conocer las características y aptitudes varietales.
-          aplicar los tratamientos fitosanitarios adecuados según el estado de sensibilidad del árbol.
-         facilitar datos de tipo ecológico sobre la influencia de los factores ambientales.   

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