Understanding wheat yield responses to heat waves and availability of resources

Millorar la productivitat del blat és més urgent que mai, a cauda de les creixents pressions ambientals associades al canvi climàtic. Per afrontar aquest desafiament és essencial augmentar tant el potencial de rendiment com com la tolerància dels cultius a diversos factors d’estrès ambiental. No obstant això, el rendiment és un tret extremadament complex i, com a tal, és difícil de millorar-de manera directa. Per això, identificar trets relativament més simples que contribueixin al rendiment sense perjudicar altres trets complementaris resulta clau per a avençar. Entre els diferents factors d'estrès ambiental, les onades de calor són una de les amenaces més greus per a la productivitat agrícola global, inclòs el blat. Les projeccions indiquen un augment en la seva freqüència i intensitat en les pròximes dècades. A més, el seu impacte sol ser més severdel que s'esperaria si es compara amb augments similars en la temperatura mitjana i ja han provocat importants pèrdues de collita en els darrers anys. Un problema afefit és que, en augmentat la seva freqüència, també creix la probabilitat que ocorrin diverses onades de calor dins la mateixa temporada de cultiu, una situació que encara no s’ha estudiat en profunditat. A això se sumen les oscil·lacions d’un any a un altre que causa més incertesa sobre la disponibilitat de recursos per als cultius, la qual cosa també pot interferir en la sensibilitat dels cultius a una onada de calor. Aquest treball va tenir com a objectiu principal quantificar com afecta la disponibilitat de recursos, les onades de calor i la seva combinació al rendiment del gra, i analitzar la plasticitat dels seus components en materials de blat d'elit seleccionats per les seves diferències en rendiment i en el nombre de grans. Per aquest proposit, es realitzar sis experiments de camp sota reg i fertilització per avaluar: i) la resposta de genotips de blat amb diversa plasticitat de grans per espiga a les variacions en el nombre d'espigues sota diferents nivells de recursos, i ii) la resposta de genotips amb estratègies de rendiment contrastants (major nombre de grans o pes mitjà del gra) a les onades de calor amb la disponibilitat de recursos o l'ocurrència de més d'una onada de calor en una mateixa campanya. Els resultats mostren que el nombre d'espigues determina, de manera general, el nombre de grans, mentre que els grans per espiga permeten ajustar i afinar aquesta quantitat. La plasticitat dels grans per espiga en resposta a una major disponibilitat de recursos durant el període crític va estar estretament relacionada amb la dels flòsculs fèrtils, la qual va ser afectada principalment per la supervivència dels primordis dels flòsculs iniciats. D'altra banda, quan es va produir una onada de calor durant aquest període crític, l’impacte es centrar en la fixació del gra més que sobre el desenvolupament del flòscul o el nombre final. El tractament amb onada de calor sempre va resultar en pèrdues de rendiment, sent el nombre de grans el component afectat quan va ocórrer en la pre-antesi i el pes mitjà del gra quan es va imposar durant l'ompliment del gra. La resposta del rendiment del gra a una onada de calor post-antesi va ser més alta en valors absoluts en comparació amb la pre-antesi. Tanmateix, quan la resposta del rendiment del gra es va normalitzar per la severitat de l'onada de calor, el període de pre-antesi és més sensible a l'onada de calor que el post-antesi. A més, els cultius exposats a un esdeveniment de calor en la pre-antesi van mostrar menys sensibilitat a un segon esdeveniment de calor que un cultiu que no havia estat mai exposat a calor, suggerint una interacció antagònica entre les onades de calor probablement causada per un efecte de "priming". Aquest procés de "priming" en els processos reproductius, observat en condicions de camp, nohavia estat documentat fins ara. Comprendre la plasticitat genotípica és fonamental pera poder guiar els milloradors en la selecció de genotips (o un conjunt de trets) capaços de mantenir un bon rendiment sota condicions variades. A més, el moment de l'estrès també ha de considerar-se, ja que un genotip amb major plasticitat pot ser capaç de compensar les penalitzacions derivades d'un estrès primerenc.