Control de Floración en Especies Ornamentales: Leucocoryne, Zephyra y Helianthus Paola Yáñez Corvalán Segundo Simposio de Horticultura Ornamental Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad de Talca Talca, 6-7 Diciembre de 2007 Contenidos Presentación Conceptos Generales Relación Hombre-Floricultura La industria de cultivos ornamentales El rol del control de floración Estudios de control de floración Objetivos Especies Estudios: Leucocoryne Zephyra elegans Helianthus annuus Comentarios finales 2 Dr. Kiyoshi Ohkawa Laboratorio de Floricultura Facultad de Agricultura Universidad de Shizuoka Japón La Relación Hombre Floricultura La historia de la floricultura es casi tan larga como la existencia humana El uso de flores en jardines y casas está bien documentado en muchos documentos y registros históricos 5 Para los seres humanos las flores tienen un valor estético adicional a su utilididad Para nosotros las flores están relacionadas con nuestros sentimientos, emociones y gustos personales 7 Las flores marcan momentos claves en nuestras vidas La industria ornamental La producción de plantas con fines ornamentales es un importante componente de la agricultura de muchos países. En este contexto, la industria ornamental se enfrenta al desafio de producir plantas de alta calidad en el momento apropiado, esto es cuando los consumidores desean estos productos 9 10 En este escenario el control de floración es una herramienta muy útil para la industria ornamental Control de floración Conjunto de técnicas de producción y prácticas de manejo dirigidas a manipular (controlar) el proceso de floración sobre la base de un acabada compresión del crecimeinto y desarrollo vegetal 12 Demanda (Consumidores) Control de Floración Oferta (Productores) 13 Factores involucrados en los principales mecanismos de control de la floración Fotoperíodo Temperatura Factores ambientales Intensidad de luz Reguladores de crecimiento 14 Estrategias de control de la floración Fotoperíodo: Creación de condiciones artificiales de día largo o corto Temperatura: Aplicación de frío (vernalización) en cámara Uso del DIF (diferencia de la Tº día/noche) Almacenaje a determinadas Tº para romper dormancia Intensidad de luz: Uso de luz suplementaria Todo dirigido a generar productos de alta calidad en el momento adecuado, satisfaciendo las necesidades del mercado 15 Estudios en control de floración Especies estudiadas Leucocoryne spp. Zephyra elegans Helianthus annuus 17 “Almacenaje a largo plazo de bulbos de Leucocoryne para su forzado como flor de corte” 18 Leucocoryne es un género chileno que agrupa varias especies con una gran variabilidad en la forma y color de los tépalos, como en la forma y colorido de los estaminodios por lo que su clasificación taxonómica es difícil Leucocoryne es una planta provista de bulbo 19 En Europa ha sido cultivado en jardines desde la antigüedad En la década de los 70 fue mejorado en Holanda produciéndose varios cultivares Actualmente es cultivado como flor de corte en Japón, Israel y Holanda En Chile investigadores de la U.Católica de Valparaíso han liderado un programa de mejoramiento en los últimos años 20 Estudios previos Estudios previos Los bulbos de Leucocoryne presentan una profunda dormancia En ensayos con L. coquimbensis 20ºC había resultado ser la temperatura más efectiva para romper la dormancia de los bulbos. Después de 16 semanas a esta temperatura se logró que los bulbos salieran de su estado de dormancia, mientras que bulbos mantenidos entre 0 y 15ºC permanecieron dormantes A 20ºC había sido posible almacenar bulbos por un período máximo de 10 meses, después de esto la primera flor era abortada 23 Objectivos “Almacenaje a largo plazo de bulbos de Leucocoryne para su forzado como flor de corte” Determinar el tiempo de almacenaje máximo de bulbos de Leucocoryne a baja temperatura Determinar la temperatura de almacenaje más adecuada para almacenaje a largo plazo de bulbos de Leucocoryne Determinar el efecto del tiempo y temperatura de almacenaje sobre el desarrollo de la yema floral y el crecimiento y desarrollo de Leucocoryne 25 Bulbos almacenados a 0, 5, 10, 15, 20 y 25ºC Período de almacenaje: 5, 7, 9, 11 y 13 meses Período de almacenaje: 5, 7, 9, 11 y 13 meses Almacenaje a 20ºC por 5 meses completando en total 10, 12, 14, 16 ó 18 meses de almacenaje 26 Terminado el período total de almacenaje los bulbos fueron plantados en invernadero Previo a la plantación se disectaron 10 bulbos bajo lupa para examinar el estado de desarrollo de la yema floral Se registró la fecha de emergencia y floración A la cosecha se registró Peso fresco y largo de las varas florales Número de florecillas por inflorescencia 27 Leucocoryne coquimbensis Leucocoryne purpurea Leucocoryne cv. Caravelle 28 Temperaturas entre 5 y 10ºC resultaron ser las más apropiadas para el almacenaje a largo plazo de bulbos de Leucocoryne Tanto bulbos almacenados a 0ºC como aquellos mantenidos entre 15 y 25ºC sufrieron una reducción en su capacidad de florecer a medida que el tiempo de almacenaje aumentó 29 Los bulbos mantenidos a 20ºC una vez liberados de su estado de dormancia desarrollan y abortan flores en forma continua Los bulbos de Leucocoryne tiene una prolongada capacidad de almacenaje 30 Tabla 1. Efecto de la temperatura y tiempo total de almacenaje de bulbos de Leucocoryne cv. Caravelle sobre el porcentaje de floración Tº almacenaje (ºC) Tiempo de almacenaje (meses) 10 12 14 16 18 0 94 100 90 88 86 5 98 100 94 100 98 10 98 100 100 96 98 15 86 98 98 92 96 20 76 96 64 72 66 25 92 84 88 80 70 31 “Efecto de la temperatura sobre la dormancia del cormo y el crecimiento de Zephyra elegans” 32 Zephyra elegans es una especie geófita endémica del norte de Chile 33 En su habitat natural Z. elegans crece en suelos arenosos, bajo un clima desértico y florece de Agosto a Octubre formando parte de la maravilla del “Desierto florido” 34 Z. elegans está provista de pequeñas y atractivas flores azules o blancas con bordes azules Su belleza le otorga potencial como flor de corte, pero hasta ahora no se cultiva comercialmente 35 Tiene un cormo que presenta una profunda dormancia Para que esta especie pueda ser utilizada con fines ornamentales se requiere: Conocer en forma detallada diversos aspectos de su crecimiento y desarrollo Contar con un método efectivo para manejarla dormancia del cormo 36 Estudios previos El cormo de Z. elegans presenta una profunda dormancia 38 Temperaturas constantes de 0 a 30 °C fueron evaluadas y 25 °C resultó ser la más efectiva para romper la dormancia 39 Duración del tratamiento para romper dormancia Se requirieron al menos 5 meses de almacenaje a 25 °C para obtener adecuada emergencia y floración 40 Tamaño mínimo floral Los cormos de menos de 0.3 g producen sólo hojas y no son capaces de florecer Cormos de más de 0.8 g varas florales de buena calidad (Calidad comercial) 41 Objectivos “Efecto de la temperatura sobre la dormancia del cormo y el crecimiento de Zephyra elegans” Evaluar el efecto del peso del cormo, altas temperaturas de almacenaje, y diferentes combinaciones de temperatura de almacenaje sobre la dormancia del cormo 43 1. Efecto del peso del cormo sobre su dormancia • 0.01 g Cormos pequeños (De semilla) • 0.03 g • 0.05 g 20 cormos/categoría • 0.07 g • 0.09 g • 1.0 g Cormos grandes • 2.0 g 10 cormos/categoría • 4.0 g • 8.0 g 45 1. Efecto del peso del cormo sobre su dormancia Los cormos fueron almacenados a 25 °C por 22 semanas Plantación en invernadero de vidrio Fecha de emergencia y floración Días a emergencia, días a floración A la cosecha: Peso fresco de las varas florales Largo de las varas florales No de florecillas y ramificaciones de la inflorescencia En el caso de los cormos originados de semilla se registró al final de la temporada el número y peso de los cormos sobrevivientes 46 8,00 Peso del cormo (g) 4,00 2,00 1,00 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01 0 10 20 30 40 Días después de plantación Fig.1.1. Días a emergencia de cormos de Zephyra elegans de diferentes categorías de peso Emergencia (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 1,00 2,00 4,00 8,00 Peso del corm o (g) Fig.1.2. Emergencia (%) de cormos de Zephyra elegans pertenecientes a diferentes categorías de peso Algunos cormos con pesos de 0.01– 0.09 g fueron demasiado pequeños (reservas insuficientes) para soportar la emergencia y desarrollo de una nueva planta Sin embargo, otros cormos de estas mismas categorías de peso brotaron y completaron su ciclo de desarrollo 49 Peso (g) 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Peso inicial Peso final 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 Categoría de peso inicial (g) Fig.1.3. Peso de cormos de Zephyra elegans al final de la temportada Exp 1. Efecto del peso del cormo sobre su dormancia Aunque es esta especie el peso del cormo tiene un efecto directo sobre la capacidad de florecer de las plantas, no tendría efecto sobre la dormancia, comportándose igual cormos pequeños y grandes 51 2. Efecto de altas temperaturas de almacenaje sobre la dormancia del cormo • 40.0 °C • 37.5 °C Cormos de 1.0 – 1.6 g almacenados a temperaturas constantes • 35.0 °C • 32.5 °C • 30.0 °C • 27.5 °C Cada 2 semanas 8 cormos fueron removidos de cada temperatura de almacenaje y puestos a 20°C en un sustrato húmedo • 25.0 °C • 22.5 °C • 20.0 °C 53 Después de 2 semanas bajo condiciones de humedad y 20°C se registró: Brotación de los cormos Emergencia de raíces Presencia de pudriciones 54 Exp 2. Efecto de altas temperaturas de almacenaje sobre la dormancia del cormo Ninguno de los cormos almacenados a temperaturas entre 32.5 °C y 40 °C brotó, aún después de 20 semanas en condiciones de humedad Estas altas temperaturas no fueron efectivas para romper la dormancia del cormo 55 Conclusiones “Efecto de la temperatura sobre la dormancia del cormo y el crecimiento de Zephyra elegans” Este estudio demostró que las altas temperaturas (de 30 a 40 °C) no son efectivas para romper la dormancia de los cormos de Zephyra elegans, así los cormos mantenidos a temperaturas de almacenaje sobre 30°C no brotaron (permanecieron dormantes) 57 Se demostró que el almacenaje de los cormos a una temperatura constante de 25 °C por al menos cinco meses es el mejor método para romper la dormancia de esta especie, otras temperaturas más altas o más bajas no fueron efectivas. 58 Finalmente, aunque el peso del cormo de Zephyra elegans tiene un efecto directo sobre su capacidad de florecer, no tendría efecto sobre la dormancia de éste 59 “Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración de girasol ornamental Helianthus annuus” 60 La popularidad del girasol como cultivo ornamental se incrementó en forma importante en la última década en todo el mundo 61 Históricamente el girasol había sido usado como una planta de jardín y posteriormente como planta en maceta 62 Sin embargo, más recientemente el girasol ha llegado a ser también una popular flor de corte 63 Actualmente hay una buena oferta de nuevos cultivares para uso ornamental Con una amplia variedad de formas y colores 64 Los productores necesitan más información respecto del manejo del cultivo y de cómo controlar la floración de los nuevos cultivares de girasol 65 Objectivos “Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración de girasol ornamental Helianthus annuus” Evaluar la respuesta fotoperiódica de varios cultivares de girasol ornamental Determinar el efecto del fotoperíodo sobre el desarrollo floral, crecimiento y floración de girasol ornamental Determinar el efecto de la temperatura sobre la respuesta fotoperiódica de girasol ornamental 67 1. Respuesta fotoperiódica de varios cultivares de girasol ornamental Ensayos realizados en dos años Un total de 46 cultivares fueron evaluados: En ambos años la siembra se realizó en la misma fecha: 17 de Julio (verano) 69 Respuesta fotoperiódica Desde siembra a floración Día Largo (16 h) Día Corto (11.5 h) Tratamiento de Día Largo (DL) Largo de día natural + Interrupción de la noche usando ampolletas incadescentes de 75 W (2 to 4 µmolm–2s-1 al nivel de la maceta) 71 Tratamiento de Día Corto (DC) Una cubierta opaca a la luz (bloqueaba completamente la luz) se abría en forma automática cada día a las 5:30 y se cerraba a las 17:00 horas Todos los cultivares florecieron tanto bajo condiciones de DC como de DL No hay una respuesta fotoperiódica cualitativa La mayoría de los cultivares florecieron antes bajo condiciones de DC que de DL Hay una respuesta de DC cuantitativa 73 El retraso de la floración bajo condiciones de DL fue variable entre cultivares Diferencia (Semanas) 2002 2003 Total % <1 5 4 9 19.6 1-2 5 2 7 15.2 2-3 6 9 15 32.6 >3 12 3 15 32.6 28 18 46 74 2. Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración Exp.2: Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración Parte I Dos época de cultivo (Verano vs. invierno) ‘Sunrich Pine’ ‘Moon Light’ ‘Moon Shadow’ ‘Munchkin’ Parte II Serie Sunrich (Verano) ‘Sunrich Fresh Orange’ ‘Sunrich Lemon’ ‘Sunrich Orange’ ‘Sunrich Pine’ Fotoperíodo: 10, 12, 14 or 16 h 76 Exp.2: Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración Extensión del día Fotoperíodo Luz natural (06:30-16:30) (Lámparas incandescentes) 10 h 0h 10 h 10 h 2h 12 h 10 h 4h 14 h 10 h 6h 16 h 77 Parte I: Dos épocas de cultivo Independiente del fotoperíodo los días a yema floral visible (YFV) y floración fueron menos en verano que en invierno Efecto de la temperatura Independiente de la época de cultivo, en ‘Sunrich Pine’ y ‘Moon Light’ los días a YFV y días a floración aumentaron a medida que el fotoperíodo se incrementó Respuesta de DC cuantitativa 78 MLi 140 Days to flower Days to VFB 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 MLi 120 100 80 60 40 20 10 12 14 16 10 12 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 16 14 16 Daylength (h) SRP 140 SRP Days to flower Days to VFB Daylength (h) 14 120 100 80 60 40 20 10 12 14 Daylength (h) 16 10 12 Daylength (h) Fig 2.1. Efecto del fotoperíodo sobre los días a yema floral visible (VFB) y dias a floración en ‘Moon Light’ (MLi) y ‘Sunrich Pine’ (SRP) cultivados en verano (rojo) e invierno (azul) Msh 120 Days to flower Days to VFB 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Msh 100 80 60 40 20 10 12 14 16 10 14 16 Daylength (h) 140 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mun Days to flower Days to VFB Daylength (h) 12 120 100 Mun 80 60 40 20 10 12 14 Daylength (h) 16 10 12 14 16 Daylength (h) Fig 2.2. Efecto del fotoperíodo sobre los días a yema floral visible (VFB) y días a floración en ‘Moonshadow’ (Msh) y ‘Munchkin’ (Mun) cultivados en verano (rojo) e invierno (azul) Parte II: Serie ‘Sunrich’ Los cuatro cultivares mostraron una respuesta similar. La floración fue retrasada cuando el ´largo del día se incremento de 10 a 16 h Respuesta de DC cuantitativa Excepto en ‘Sunrich Lemon’, las plantas cultivadas bajo fotoperíodos de 10 ó 12 h alcanzaron el estado de YFV al mismo tiempo, pero sucesivamente más tarde con 14 ó 16 h 81 90 Days to flower 80 70 Orange Lemon Pine Fresh 60 50 40 30 20 10 12 14 16 Daylength (h) 90 Days to VFB 80 70 Orange Lemon Pine Fresh 60 50 40 30 20 10 12 14 16 Daylength (h) Fig.2.3. Efecto del fotoperíodo sobre los días a yema floral visible (VFB) y días a floración en cultivares de la Serie ‘Sunrich’ 3. Efecto del fotoperíodo sobre la diferenciación de la yema floral Cultivares: ‘Sunrich Fresh Orange’ ‘Sunrich Pine’ ‘Munchkin’ Fotoperíodo: SD (11.5 h) LD (16.0 h) Muestras de 10 plantas se tomaron a partir del estado de dos hojas verdaderas Las plantas fueron disectadas bajo lupa para examinar el estado de desarrollo de la yema floral Tabla 3.1: Efecto del fotoperíodo sobre la diferenciación de la yema floral Inicio Cultivar Término Fotoperíodo No de hojas Días después de siembra No de hojas Días después de siembra DC 8 29.3 20 52.6 DL 8 27.9 16 43.5 Sunrich Fresh Orange DC 3 18.0 9 27.0 DL 5 19.0 16 36.5 Sunrich Pine DC 3 18.3 8 26.0 DL 5 22.4 14 30.8 Munchkin 86 Exp.3: Efecto del fotoperíodo sobre la diferenciación de la yema floral La diferenciación de la yema floral se inicia muy temprano en el desarrollo del cultivo Cultivares de DC cuantitativos La diferenciación de la yema floral empezó en un estado de desarrollo más tardío bajo días largos que bajo días cortos 87 4. Efecto de la temperatura sobre la respuesta fotoperiódica Exp. 4: Efecto de la temperatura sobre la respuesta fotoperiódica Condiciones de cultivo controladas en cámaras de crecimiento Fotoperíodo 10 h 12 h 14 h 16 h Temperatura de crecimiento Día/Noche 20/10 °C 25/15 °C 30/20 °C 89 10 horas de luz fotosintética proporcionadas por lámparas de Haluro Metálico de 400 W (PPF 400 µmolm-2s-1) 90 Para ‘Munchkin’ y ‘Pacino’ el factor controlador de la floración fue la temperatura de crecimiento El fotoperíodo casi no tuvo efecto en estos dos cultivares, aunque existió una pequeña interacción entre ambos factores 91 Días a floración 120 100 80 60 20/10 °C 25/15 °C 30/20 °C 40 20 0 10 12 14 16 Fotoperíodo (h) Fig.4.1 Efecto del fotoperíodo y de la temperatura de crecimiento sobre los días a floración del cultivar Munchkin Días a floración 120 100 80 60 20/10 °C 25/15 °C 30/20 °C 40 20 0 10 12 14 16 Fotoperíodo (h) Fig 4.2. Efecto del fotoperíodo y de la temperatura de crecimiento sobre los días a floración del cultivar Pacino Para ‘Big Smile’ tanto el fotoperíodo como la temperatura tuvieron efecto sobre la floración El efecto del fotoperíodo fue mayor que el efecto de la temperatura de crecimiento Las plantas florecieron al mismo tiempo bajo fotoperíodos de 10 h y 12 h, pero florecieron más tarde en los fotoperíodos de 14 h ó 16 h 94 Días a floración 120 100 80 60 20/10 °C 25/15 °C 30/20 °C 40 20 0 10 12 14 16 Fotoperíodo (h) Fig 4.3. Efecto del fotoperíodo y de la temperatura de crecimiento sobre los días a floración del cultivar Big Smile Conclusiones “Efecto del fotoperíodo sobre el crecimiento y floración de girasol ornamental Helianthus annuus” Los resultados de este estudio confirman el importante rol del fotoperíodo y la temperatura sobre el crecimiento y floración del girasol ornamental La evaluación de varios cultivares mostró que muchos de ellos responden al fotoperíodo La existencia de una respuesta de día corto cuantitativa en algunos cultivares de girasol ornamental fue confirmada cuando las plantas fueron cultivadas bajo diferentes condiciones de fotoperíodo 97 El girasol ornamental mostró ser sensible al estímulo fotoperiódico desde un estado de desarrollo muy temprano Entre los cultivares que mostraron una respuesta cuantitativa de DC en este estudio los niveles de respuesta fueron variables. En horticultura, desde un punto de vista práctico el nivel de respuesta es tanto o más importante que el tipo de respuesta 98 Comentarios Finales Fuji Mountain, July 2004. •El proceso de floración es una claro ejemplo de la fuerte interacción existente entre las plantas y su ambiente •La dormancia y el fotoperiodismo son complejas estrategias de supervivencia que capacitan a las plantas para detectar los cambios estacionales en sus ambientes de crecimiento Mis agradecimientos a todos quienes colaboraron en esta trabajo de investigación Niigata, April 2004 Gracias a ustedes por su atención!!