Estabilidad productiva y plasticidad fenotípica de Populus spp. en relación con el contenido de agua y sales en el suelo en el Delta del Paraná, Argentina

Abstract

El análisis de la estabilidad productiva es importante para los programas de mejoramiento genético forestal destinados a obtener genotipos de alto rendimiento y capacidad de aclimatación para un amplio rango de ambientes. En contraposición al amplio uso de este abordaje en cultivos anuales, son escasos los antecedentes paraespecies leñosas. La plasticidad morfo-fisiológica de un genotipo determina en gran medida su posibilidad de sobrevivir, aclimatarse o mantener un rendimiento estable a lo largo de un gradiente ambiental. El objetivo de esta tesis fue determinar la relación entre la estabilidad productiva y la plasticidad fenotípica en características relacionadas a los mecanismos de aclimatación expresados por Populus deltoides `Australiano 129/60´ (A), ´Carabelas INTA´ (C), ´Stoneville 67´ (ST) y P. x canadensis `Ragonese 22 INTA (R) en ambientes con distinto contenido de agua y sales en el suelo. En un marco de elevada heterogeneidad ambiental como lo son los sistemas forestales endicados del Delta del Paraná, se evaluó la estabilidad productiva de los genotipos de Populus spp. a partir de una red de ensayos de largo plazo. A pesar de ser clones comerciales, estos genotipos tuvieron amplias diferencias y, en función de su rendimiento medio, se clasificaron como estables de alto rendimiento (A) y de bajo rendimiento (ST), e inestables de alto rendimiento (C) y de bajo rendimiento (R). La evaluación de la dinámica hidrológica destacó la heterogeneidad en la distribución del agua en el suelo y su efecto sobre la dinámica de sales. La distancia a los canales generó una disminución del recurso hídrico y merma en la productividad del rodal (-28 % en promedio). Mediante ensayos manipulativos con distinto contenido de agua y sales en el suelo, se evaluaron las estrategias de aclimatación a estrés por inundación, sequía y salinidad en los clones de Populus. Luego se relacionaron los índices de plasticidad fenotípica de distintas variables morfológicas y fisiológicas con la capacidad y estabilidad productiva de estos genotipos. La mayor estabilidad productiva se asoció a una menor plasticidad en las características foliares y propiedades hidráulicas del xilema. Considerando que estas características tuvieron alta correlación con la producción de materia seca, es factible que las mismas determinen la relación inversa entre el potencial de crecimiento y la estabilidad productiva. Esta relación destaca la importancia de evaluar las características morfológicas y fisiológicas desde una perspectiva dual, la variable per se y su plasticidad, para la selección temprana de genotipos estables de alto rendimiento. Los resultados de esta tesis tienen implicancias productivas relacionadas con la necesidad de rediseñar el modelo de manejo de agua en los predios endicados del Delta del Paraná como también mejorar la selección de genotipos en función de las características del sitio y la fluctuación de la disponibilidad de recursos.

Stability analysis is important for forest breeding programs aimed at obtaining high yield genotypes and with greater adaptability for a wide range of environments. In contrast to the ussual approach for annual crops, its application in woody species is scarce. Morpho-physiological plasticity of a genotype largely determines its ability to survive, acclimate or sustain its productivity along different environmental gradients. The aim of this study was to assess the relationship between yield stability and phenotypic plasticity of different traits related to acclimation mechanisms expressed by Populus deltoids ´Australiano 129/60´ (A), ´Carabelas INTA´ (C), ´Stoneville 67´ (ST) and P. x canadensis `Ragonese 22 INTA (R) at different water and salt contents in forest soils. Yield stability of Populus genotypes was evaluated using long-term trials at field conditions, in a context of high environmental heterogeneity such as the afforested leveed systems of the Paraná Delta. In spite of these clones were selected for commercial purposes, these genotypes had great differences based on the stability and yield, and where they were classified as stable genotypes of high yield (A) and low yield (ST); and unstable genotypes of high yield (C) and low yield (R). Hydrological processes highlighted the heterogeneity in the distribution of water in the soil and its effect on salt dynamics. Greater distance to the channels decreased water resources and reduced stand productivity (-28 % on average). Acclimation responses for flooding, drought and salinity stress were evaluated in these Populus clones under controlled assays with different water and salt contents in the soil. Then phenotypic plasticity index of morphological and physiological traits were related to the potential yield and stability. Higher yield stability was linked to a lower plasticity in foliar traits and xylem hydraulic properties. Due to a higher correlation between these traits and dry matter production were found, it is probably that they largely determine the inverse relationship between growth potential and stability of these poplar genotypes. These relationships highlight that it is necessary to consider these traits from a dual perspective, the trait perse and its plasticity, due to it is relevant for the early selection of higher yield stable genotypes. Moreover, results from this study have greater forest management implications related to the need of redesign the water management system in the leveed farms of Paraná Delta, as well as to improve the genotypes selection according to site conditions and resource availability fluctuations.