Mar del Plata, Argentina
Agosto de 2012
The critical importance of root systems in plant health and crop performance contrasts greatly with the lack of knowledge about them. With this in mind, Syngenta organized – for the first time in Latin America – a scientific and technical Forum on Root Health. This event built on the First Global Root Health Forum held in the U.S. last year and on the European Root Health Forum held in France a few months ago. With these Forums, Syngenta wants to contribute to a worldwide exchange of knowledge and research about Root Health and the link to plant performance.
Mar del Plata, Argentina, August 2012. There is a dynamic equilibrium between the aerial and underground parts of plants, with both parts closely linked forming a single system. This recognition drove all presentations and debates during the first Root Health Forum that Syngenta held in Argentina, Mar de Plata, as part of a global commitment to Root Health that the company is leading in different parts of the world.
“We must have a holistic view of plants, including the roots,” stated Dr. Christian Schlatter, Global Asset Manager and Crop Lead from Syngenta. “While we know that plants with healthy roots can better resist environmental stresses, there is still a great lack of research on the mechanisms that join the roots in the development of the different plant species and in relation to different types of soils. At Syngenta, we have developed a new molecule to protect and develop roots called sedaxane, which is sold in Argentina as ‘VIBRANCE Integral’ for cereals. We are currently testing this molecule and its capacity to activate root systems in more than 10 crops.”
In order to understand root structures and their capacity to take in water and nutrients, Eng. Sebastian Lisanti, of FAUBA (Agricultural University of Buenos Aires), explained that root systems have corky zones, root hairs, elongation zones, apices, division zones and coping or caps. Each zone has a different level of permeability and fulfills different functions, among which the absorption of water or ions.
“A deep root system is necessary to come in contact with nutrients,” he explained. “The absorption of nutrients generates a large energy expenditure and significant metabolic activity. We should understand that transpiration is a necessary evil because the plant needs to lose water to fix carbon dioxide – CO2. To fix one molecule of CO2, the plant loses between 200 and 400 molecules of water. This is the main reason why a plant invests so much into having a healthy and functional root system.”
While maintaining water absorption and a high transpiratory flow will allow for greater yield, the truth is that water is not 100% available to plants. According to the specialists attending, most crops suffer some type of hydric or nutritional stress during their development stage.
Root extension and energy
Growing deeper and denser roots allows the plant to maintain water absorption during periods of hydric stress. Any decrease in roots complicates the absorption of water and nutrients, which can be very restrictive for some plants. On this topic, a debate was coordinated by Dr. Jorge Gonzalez Montaner, from CREA Mar y Sierras, which also analyzed the source/destination relationship in water absorption. In shallow soils, if a late drought occurs, an early root development can induce less yield. In deep soils, if water in the subsoil is available, the strategy is always to have longer roots.
With respect to nutrients, a lack of nitrogen absorption in corn creates less foliage expansion, a lower rate of photosynthesis, a lower stem/root ratio and a lower harvest index. Lack of phosphorous absorption creates deficiencies in energy storage and structural integrity, which depend on photosynthesis and respiration. The strategy to choose different stem /root ratios are culture-, site- and weather-specific.
Other themes addressed were the energy cost to the plant for its absorption process or for fighting diseases such as Fusarium or Rhizoctonia, where the energy cost is very high and cannot be transferred to yield.
With regards to root diseases, Dr. Gilberto Olaya, from the Syngenta Development team in the USA, explained that Rhizoctonia as a root rotting factor is a significant Root Health threat worldwide. “This problem is being studied with new scientific methods, primarily for the large variety of new species of Rhizoctonia discovered mainly in the USA and in Europe. They are pathogens with parasitic and saprophytic phases. They can live indefinitely in the soil, generate resistant and sclerotial structures, disperse a short distance, affect more than 2,000 plant species, cause seed rot to root rot in adult plants and have secondary hosts to live in, in the absence of primary hosts,” he explained.
In that regard, Dr. Mercedes Scandiani from Laboratorio Rio Parana, suggested: “We are facing a polyphagous fungus that has high genetic diversity. The use of high quality seeds and adequate treatment with fungicides are primary tools to respond to the presence of these fungi in the soil. Natural antagonists may play an important role in controlling the inoculum.”
Learn about what you can’t see
But, how do you measure what is happening underground with a crop? To respond to this problem, Dr. Rumiana Ray, specialist of Nottingham University, presented visualization and recognition technologies to study roots without destroying plants. “The current precision systems for viewing roots can recognize up to 95% of the detail of each root from plants that remain in the ground. Water absorption and the exact status of the soil can be viewed, as well as the impact of diseases. One of the future concerns is to define the parameters of ‘hydric stress’ and how to measure and simulate hydric stress in experimental conditions to be able to draw conclusions,” she stated.
Engineers Susana Sola and Cecilia Petit, from Rizhobacter, explained the advantages of the root scanner methodology that allows researchers to view the diameter, volume, volume/soil ratio and all the details that are occurring within roots. This measurement methodology was used on test treatments with sedaxane and found that samples treated with sedaxane exceeded the control reference in root length in all cases.
In Syngenta’s Camet Research and Development Center, Syngenta experts already have conducted experiments with the new molecule sedaxane seeking to activate the root system. Sedaxane was first introduced in Argentina for the treatment of cereals and will be launched for soybean and corn for the 2013 growing season. This molecule – marketed under the umbrella trade mark VIBRANCE™ – is being further tested throughout the world for different crops such as peanut, cotton, potato, vegetables and sugar beet. Besides Argentina, it is currently registered in France, Canada and the USA. Further registrations in other countries in all regions are expected through 2013.
Syngenta is a world leading company, with more than 26,000 employees in over 90 countries dedicated to one purpose: Bringing plant potential to life. Through world-class science, global reach and commitment to our customers, we help increase crop productivity, protect the environment and improve health and quality of life. For more information about us, visit www.syngenta.com or www.syngenta.com.ar.
La salud de las raíces importa para la sustentabilidad
La gran importancia de los sistemas radiculares contrasta fuertemente con el poco conocimiento que se tiene de los mismos. Ante esta circunstancia, Syngenta organizó, por primera vez en Latinoamérica, un Foro por la Sanidad de las Raíces. Este evento es continuidad del Primer Foro Mundial realizado en EE.UU. el año pasado y del RHF para Europa realizado en Francia hace pocos meses. Con estos eventos Syngenta contribuye a la creación de una red de conocimiento sobre sanidad de la raíz y su funcionamiento.
Existe un equilibrio dinámico entre el crecimiento y el funcionamiento de las partes aéreas y subterráneas de las plantas, y ambas partes se encuentran acopladas integrando un único sistema. Esta afirmación condujo todas las exposiciones y debates que se vieron en el Primer Foro por la Sanidad de las Raíces que Syngenta llevó a cabo en Mar del Plata y que se corresponde con una iniciativa global que la compañía promueve en distintas partes del mundo.
“Tenemos que tener una visión holística de las plantas, incluyendo a las raíces. Si bien se sabe que con raíces sanas las plantas resisten más el estrés, aún falta investigar mucho sobre los mecanismos que articulan las raíces en el desarrollo de las diferentes especies vegetales, y en relación con distintos tipos de suelos. En Syngenta hemos desarrollado una nueva molécula para la protección y el desarrollo de las raíces que se llama Sedaxane, y que en la Argentina se comercializa como Vibrance Integral para cereales. Actualmente estamos probando esta molécula y su capacidad de activar el sistema radicular en más de 10 cultivos”, afirmó el Dr. Christian Shlatter, Global Seed Care Manager de Syngenta.
Para comprender las estructuras de las raíces y su capacidad de tomar agua y nutrientes, el Ing. Sebastián Lisanti, de FAUBA, explicó que estas tienen zonas suberosas, pelos radiculares, zonas de alargamiento, ápice, zonas de división y cofia o pilorriza. Todas las zonas tienen distintos grados de permeabilidad y cumplen diferentes funciones, entre ellas la absorción de agua o iones.
“Es necesario un sistema radical profundo para que entre en contacto con los nutrientes. La absorción de nutrientes genera un gran gasto de energía y una importante actividad metabólica. Debemos comprender que la transpiración es un mal necesario porque la planta necesita perder agua para fijar dióxido de carbono -CO2. Para fijar una molécula de CO2 la planta de soja pierde entre 200 y 400 moléculas de agua. Esta es la principal razón del porqué una planta invierte tanto en tener un sistema radicular sano y funcional”, afirmó.
Si bien mantener la absorción de agua y un flujo transpiratorio elevado permitirá alcanzar mejores rindes, lo cierto es que el agua no está disponible para el 100% de las plantas por la densidad de siembra, la biomasa y la longevidad de la planta. Según los especialistas presentes se debe aceptar que, en general, la mayoría de los cultivos sufren algún tipo de estrés hídrico o nutricional durante su etapa de desarrollo.
Extensión y energía de raíces:
El costo de lograr raíces más densas y profundas permite mantener la absorción de agua durante períodos de estrés hídrico. Cualquier disminución de las raíces complica la absorción de agua y nutrientes, lo cual puede ser muy restrictivo para algunas plantas. Sobre este tema se generó un debate coordinado por el Dr. Jorge González Montaner, de CREA Mar y Sierras, donde además se analizó la relación fuente/destino en absorción de agua. Si se presenta una sequia muy temprana, la estrategia sería tener mejor cobertura de terreno e hidratos de carbono almacenados en el brote principal. Si la sequía aparece en forma tardía, la estrategia es tener raíces más largas.
En lo que respecta a nutrientes, la falta de absorción de nitrógeno genera, en el maíz, menor expansión foliar, menor tasa fotosintética, menor relación tallo/raíz y menor índice de cosecha. La falta de absorción de fósforo genera deficiencias en el almacenamiento de energía y en la integridad estructural de la cual dependen la fotosíntesis y la respiración.
Otro de los temas abordados fue el costo energético que tiene la planta para su proceso de absorción o para soportar una enfermedad como Fusarium o Rhizoctonia, que es un muy alto. Esa energía utilizada en luchar contra la enfermedad no va a poder ser transferida al rendimiento.
Con respecto al tema enfermedades de las raíces, el Dr. Gilberto Olaya, del equipo de Desarrollo de Syngenta en EE.UU., explicó que en el mundo el gran problema sanitario de las raíces es Rhizoctonia como podredumbre de raíces. “Este problema se está estudiando con nuevos métodos científicos, sobre todo por la gran variedad de nuevas especies de Rhizoctonia descubiertas principalmente en EE.UU. y en Europa. Son patógenos con fases parasíticas y saprofíticas. Podrían vivir indefinidamente en el suelo, generan estructuras de resistencias y esclerocios, se dispersan a corta distancia, afectan a más de 2000 especies vegetales, causan desde podredumbre de semillas a podredumbre de raíces en plantas adultas y tienen hospedantes secundarios para vivir en ausencia de hospedantes principales”, sostuvo.
Al respecto, la Dra. Mercedes Scandiani de Laboratorio Río Paraná, planteó: “Estamos ante un hongo polífago que posee una elevada diversidad genética. El uso de semillas de alta calidad y el tratamiento con fungicidas adecuados son herramientas primarias para responder a la presencia de estos hongos de suelo. Los antagonistas naturales podrían jugar un papel importante en el control del inóculo”.
Aprender de lo que no se ve:
Pero ¿cómo medir lo que está sucediendo con un cultivo durante la campaña? Para dar respuesta a ese problema, la Dra. Rumiana Ray, especialista de la Nottingham University presentó tecnologías de visualización y reconocimiento para estudiar sin destruir. “Los actuales sistemas de precisión para visualizar raíces pueden reconocer hasta el 95% de los detalles de cada raíz de plantas en tierra. Se puede visualizar la captación de agua, el exacto estado del suelo y se puede ver cómo las afectan las enfermedades. De todos modos una de las preocupaciones a futuro es bajo qué parámetros definir “estrés hídrico”, y cómo medirlo y simularlo en condiciones de ensayos para poder sacar conclusiones”, afirmó.
Más tarde las Ing. Susana Sola y Cecilia Petit de Rizhobacter, explicaron las ventajas de la metodología Root scanner: se trata de un scanner de raíces que permite visualizar diámetro, volumen, relación volumen/suelo y todos los detalles de lo que está sucediendo con ellas. Esta metodología de medición fue utilizada para medir ensayos en los tratamientos con Sedaxane, que en todos los casos superaron al testigo en longitud de raíces.
Ya en las instalaciones de la Estación Experimental Camet, de Syngenta, se pudieron analizar ensayos realizados con la nueva molécula buscando activar el sistema radicular. Sedaxane fue presentado en la Argentina para tratamiento de cereales y en la campaña 2013 se lanzará para soja y maíz. Esta molécula se sigue probando en el mundo en diferentes cultivos como maní, algodón, papa, vegetales y remolacha azucarera.
Syngenta es una de las compañías líderes mundiales con más de 26.000 colaboradores en más de 90 países dedicada a su propósito: Incorporar a la vida el potencial de las plantas. A través de ciencia de clase mundial, alcance global y compromiso con nuestros clientes contribuimos a incrementar la productividad de los cultivos, a proteger el medio ambiente y a mejorar la salud y la calidad de vida. Para más información sobre nosotros visite www.syngenta.com o www.syngenta.com.ar.
Species
