A nivel mundial el control químico ha sido el método más práctico y eficiente para controlar malezas, especialmente en cultivos de grandes extensiones. Sin embargo, el uso continuo de herbicidas desde hace más de 40 años trajo aparejado la selección de rasgos adaptativos que le permitieron a las malezas sobrevivir y reproducirse después de la aplicación con los mismos. La ocurrencia generalizada de malezas resistentes es una preocupación creciente para los productores agropecuarios y objeto de estudio de una gran cantidad de investigaciones científicas básicas y aplicadas. Existe la necesidad de un cambio de enfoque en el manejo de las malezas, donde el control químico se integre de manera razonable con otras prácticas de control y sustancialmente teniendo en cuenta el conocimiento de la ecofisiología de poblaciones resistentes. El género Lolium está conformado por especies silvestres y cultivadas, distribuidas ampliamente en áreas templadas de todo el mundo. En Argentina L. multiflorum como L. perenne junto con Avena fatua representan, las malezas más problemáticas de los cultivos de invierno del sudoeste de la región bonaerense. En los últimos años, el control de malezas basado en aplicaciones reiteradas de glifosato durante el barbecho, generó la aparición de biotipos resistentes de raigrás perenne que se han incrementado y distribuido a tal punto de condicionar la siembra de los cultivos. Los biotipos susceptibles (S) y resistentes (R) de una determinada especie, además de su sensibilidad al herbicida, pueden diferir en otros atributos ecofisiológicos. El éxito de cualquier práctica de control dirigida a reducir la incidencia de malezas depende en gran medida de su tiempo en relación con el momento de emergencia de las mismas. Los patrones estacionales de emergencia están determinados por la dormición de las semillas, que sincroniza la germinación optimizando la probabilidad de establecimiento de las plántulas. La existencia de ciertas diferencias en la dinámica de la dormición y germinación entre biotipos S y R a herbicidas puede inferir en tiempos de emergencia diferentes. Por otro lado, la tasa de germinación en conjunto con la viabilidad, influyen en el número total de semillas con genes S o R que potencialmente permanecen en el banco del suelo. Por lo tanto, el conocimiento de tales variaciones o contrastes, asociados a la susceptibilidad o resistencia a herbicidas contribuye a determinar el potencial de dispersión temporal y espacial y confeccionar estrategias de manejo enfocadas a reducir las poblaciones resistentes. En la presente tesis se evaluó el proceso de salida de la dormición de semillas progenies de Lolium perenne L. susceptibles (SG) y resistentes a glifosato (RG) generadas a partir de cruzamientos entre plantas provenientes de una misma población. Para ello se llevó a cabo una serie de experimentos en laboratorio evaluando el efecto de la temperatura, el potencial hídrico de incubación y el ambiente lumínico sobre la germinación de las semillas, luego de períodos crecientes de postmaduración. En el Capítulo II se presentan los resultados del estudio de los cambios en los parámetros térmicos asociados a la germinabilidad de biotipos SG y RG en función del tiempo de postmaduración en condiciones de laboratorio (L) o de campo (C). En el Capítulo III se analizó el efecto de las mismas condiciones (C y L) evaluando la respuesta germinativa de los biotipos a distintos potenciales agua en función del tiempo de postmaduración. En los experimentos de ambos capítulos, realizados en años consecutivos, además se determinó y comparó la viabilidad de las semillas de ambos biotipos. En el Capítulo IV se evaluó el rol de las cubiertas y los factores: luz y temperaturas alternadas sobre la terminación de la dormición comparando en algunos casos las subpoblaciones SG y RG. Por último, en el Capítulo V se expone una discusión general de la tesis, puntualizando las principales conclusiones acerca de los resultados obtenidos y se destaca la contribución de dichos resultados al avance del conocimiento en el área desarrollada y sus posibles aplicaciones en líneas de investigación futuras. Los resultados obtenidos en este trabajo de tesis mostraron que la semillas progenie de L. perenne SG y RG de la población estudiada, se diferenciaron en algunos parámetros relacionados a la germinabilidad y que dichas diferencias se asocian a una menor dormición de las semillas RG en relación a las SG. En las semillas de ambas progenies también se evidenció, el efecto de las condiciones de postmaduración sobre la salida de la dormición, resultando las condiciones de laboratorio favorecer la germinación en mayor medida que las condiciones del campo. La remoción o el corte de glumelas estimuló la germinación de semillas SG y RG con diferentes tiempos de postmaduración y con bajo nivel de dormición se observó la respuesta a la luz y a la alternancia de temperaturas. / Chemical control has been the most efficient and commonly worldwide used method for weed control, especially in large-scale crops. However, the continuous usage of herbicides, for more than 40 years, brought into the selection of adaptative traits which allowed weeds to survive and reproduce even after the application of these. The widespread occurrence of herbicide resistant weed is an increasing concern for farmers and agronomists and is also subject of numerous basic and applied scientific researches. It is necessary to change weed management approach moving to an approach where chemical control is reasonably integrated with others control practices and mainly, considering the knowledge of resistant population eco-physiology. The genus Lolium is composed by wild and cultivated species widely distributed around the temperate areas of the world. In Argentina Lolium multiflorum as well as Lolium perenne, jointly with Avena fatua are the most troublesome grass weed species in winter cereal crop, particularly in the Pampas subhumid area of Buenos Aires province. In recent years control based on repeated glyphosate applications during fallow leads to the appearance of resistant biotypes which have increased and distributed to the point of conditioning the sowing crops. In addition to herbicide sensitivity, susceptible (S) and resistant (R) biotypes of a given specie, may differ in others ecophysiological attributes. The success of weed control practices largely depends on their timing in relation to the timing of seed emergence. Seasonal emergence patterns are determined by seed’s dormancy which synchronizes germination optimizing the probability of seedling establishment. The existence of certain differences in dormancy and germination dynamic between S and R biotype, can infer different times of emergency. In addition, germination rate in conjunction with seed viability, influences the total number of seeds with S or R genes that potentially remains in the soil seed bank. Therefore, the knowledge of such variations or contrasts, associated with susceptibility or herbicide resistance, contributes to determine their temporal and spatial spreading and design management strategies focused on reducing resistant populations. In this thesis primary dormancy loss of susceptible (SG) and glyphosate-resistant (RG) Lolium perenne L. progenies seeds, generated from crossings between plants from the same population was evaluated. In order to evaluate this a series of laboratory experiments were performed evaluating temperature, water potential incubation and light environment effect on seed germination, after increasing post-maduration periods. In chapter 2 study of thermal parameters changes, associated with the SG and RG biotypes germinability as a function to post-maduration time in laboratory (L) or field (C) conditions results are presented. In Chapter III the effect of same post-maduration conditions (C and L) was analysed evaluating the biotypes germination response to different water potentials of incubation over post-maturation time. In both chapters experiments which were carried out in consecutive years seed’s viability was also determined and compared between biotypes. In Chapter IV role of covers as a mechanism of imposition of dormancy in different post-maduration times and effect of dormancy terminating factors such as fluctuating temperatures and light were assessed in certain cases comparing SG and RG subpopulations. Finally, in Chapter V a general discussion of the thesis is presented, highlighting the main conclusions based on the results obtained and their contribution to knowledge development in the studied area and possible applications in future research lines. The results obtained from this thesis shown that L. perenne SG y RG progeny seeds belonging to the studied population were differentiated in some parameters related to germinability and these differences are associated with less dormancy level of RG biotype than SG. Furthermore, in seeds belonging to both progenies post-maturation conditions on dormancy loss effect resulted also evident. Showing also that laboratory conditions resulted to favour germination more than field conditions. The removal or cutting of glumelas stimulated SG and RG seed germination with different post-maduration times and seed response to light and fluctuating temperatures with a low dormancy level.

[EN] The main objective was aimed at determining the biomass production from water based on water relations, levels of water consumption of the species, and climate variables that affect the formation of biomass and soil present and specifically it focused on two forage crops which were Forage Oats (Avena sativa L.) and ryegrass (Lolium perenne). The solution to the problem is based on AquaCrop model (FAO) Steduto et al, (2009) which was recently proposed for the determination of both biomass and agricultural production from water transpired by herbaceous species, this is gather scientific and technological advances on the effect of water in the estimation of crop production has been achieved in recent years. In the present research we have identified key variables AquaCrop model input for the two species mentioned, through field research conducted using the methodology gradient Hanks et al., (1980), and a new methodology proposal for determining water stress. A total of 18 major experiments were developed to generate the levels of biomass production of forage oats and ryegrass, determining 32 variables or parameters for each crop that requires the model to estimate the biomass produced by the forage and pasture. The experiments were conducted mainly during the years 2008-2013 in "Centro de Investigación Tibaitatá (CORPOICA)" located in the savannah of Bogota (Colombia). For forage oats were developed five cycles and ryegrass crops three complete cycles, with seven, four and two cuts were made respectively. Based on the information provided in the field, forage oats and ryegrass crops were calibrated and validated for AquaCrop model reaching adjustments R2=0.92, RMSE=1,86t.ha-1, NRMSE=17.67%, EF=0.91, d=0.97 for forage oat and R2=0.97, RMSE=0,47t.ha-1, NRMSE=13.6%, EF=0.88, d=0.98 for ryegrass. Two synthetic crops were determined one for each specie, which are "prototypes" for estimating biomass by the water use in different conditions of crops. The total biomass was determined to forage oats at 22.2 t.ha-1 on average with peaks that can reach up to 27 t.ha-1 in the production environment of the savannah of Bogota. For ryegrass total biomass reached levels of up to 9 t.ha-1 on average with peaks that can reach up to 9,9 t.ha-1 for the period from planting to first cut, and 6 t.ha-1 for others cuts. The intrinsic water footprint for fodder oats was determined in 175 L.kg-1 and 442 ryegrass L.kg-1 and 431 L.Kg-1. As alternative outcomes that support the calibration and validation of the model is also obtained, determining reference evapotranspiration in the region, the curves of Kc, Kcb and Ke determining the intrinsic water footprint of the two species, the development of canopy cover over the phenological cycles of the species studied, the curves of soil moisture and biomass in response to six levels of irrigation and various planting and production functions of both species. The conservative parameters of forage oats and ryegrass crops were determined like a sample referenced parameters and local variables nonconservative of these species, which is globally in a significant advance in calibration and validation for AquaCrop model of forage crops. / [ES] El objetivo principal estuvo orientado a la determinación de la producción de biomasa a partir del agua con base en las relaciones hídricas, los niveles de consumo de agua de las especies, y las variables del clima que inciden en la formación de biomasa y el suelo presentes y se centró específicamente en dos cultivos forrajeros los cuales fueron Avena Forrajera (Avena sativa, L.) y Raigrás (Lolium perenne). La solución al problema se basa en el modelo AquaCrop (FAO) Steduto et al, (2009) el cual fue propuesto recientemente para la determinación tanto de la biomasa como de la producción agrícola a partir del agua transpirada por las especies herbáceas, en este se reúnen los avances científicos y tecnológicos que sobre el efecto del agua en la estimación de la producción de cultivos se ha logrado en los últimos años. En el presente trabajo de investigación se han determinado las principales variables de entrada al modelo AquaCrop, para las dos especies mencionadas, por medio de investigación de campo realizada con la metodología del gradiente de Hanks et al, (1980), y con una nueva metodología propuesta para la determinación del estrés hídrico. Se desarrollaron un total de 18 experimentos principales generando los niveles de producción de biomasa de avena forrajera y raigrás, determinando 32 variables o parámetros para cada uno de los cultivos que requiere el modelo para la estimación de la biomasa producida por las especies forrajeras y pastos. Los experimentos fueron realizados principalmente durante los años 2008 a 2013 en el Centro de Investigación Tibaitatá (CORPOICA) ubicado en la Sabana de Bogotá (Colombia). Para avena forrajera se desarrollaron cinco ciclos del cultivo y para raigrás se hicieron tres ciclos completos con siete, cuatro y dos cortes respectivamente. Con base en la información establecida en campo se calibraron y validaron los cultivos de avena forrajera y raigrás para el modelo AquaCrop alcanzando ajustes de R2=0,92, RMSE=1,86t.ha-1, NRMSE=17,67%, EF=0,91, y d=0,97 para avena forrajera y de R2=0,97, RMSE=0,47t.ha-1, NRMSE=13,6%, EF=0,88, y d=0,98 para raigrás. Se determinaron dos cultivos sintéticos uno para cada especie, los cuales constituyen los "prototipos" que son el punto de partida para la estimación de la biomasa a partir del uso del agua en diferentes condiciones de los cultivos mencionados. La biomasa total para avena forrajera fue determinada en 22,2t.ha-1 en promedio con valores máximos que pueden llegar a alcanzar hasta 27t.ha-1 en el entorno productivo de la sabana de Bogotá. Para raigrás la biomasa total alcanzó niveles de hasta 9t.ha-1, para el período de siembra a primer corte, y de 6t.ha-1 para los cortes posteriores al primero. La huella hídrica intrínseca para avena forrajera fue determinada en 175L.kg-1 y para raigrás en 442L.kg-1 y 431L.Kg-1. Como resultados alternativos que fundamentan la calibración y validación del modelo se obtuvieron además, la determinación de la evapotranspiración de referencia de la región, las curvas de Kc, Kcb y Ke que determinan la huella hídrica de las dos especies, los desarrollos de las coberturas del dosel a través de los ciclos fenológicos de las especies estudiadas, las curvas de humedad del suelo y de biomasa en respuesta a seis niveles de riego y varias épocas de siembra y las funciones de producción de ambas especies. Se determinaron los parámetros conservativos de los cultivos de avena forrajera y raigrás, así como una muestra referenciada localmente de los parámetros y variables no conservativos de estas especies, lo que constituye a nivel mundial en un avance significativo en la calibración y validación del modelo AquaCrop para cultivos forrajeros. / [CAT] L'objectiu principal va estar orientat a la determinació de la producció de biomassa a partir de l'aigua amb base en les relacions hídriques, els nivells de consum d'aigua de les espècies, i les variables del clima que incideixen en la formació de biomassa i el sòl presents i es va centrar específicament en dos cultius forrajeros els quals van ser Civada Forrajera (Avena sativa, L.) i Raigrás (Lolium perenne). La solució al problema es basa en el model AquaCrop (FAO) Steduto et al, (2009) el qual va ser proposat recentment per a la determinació tant de la biomassa com de la producció agrícola a partir de l'aigua transpirada per les espècies herbàcies, en aquest es reuneixen els avanços científics i tecnològics que sobre l'efecte de l'aigua en l'estimació de la producció de cultius s'ha aconseguit en els últims anys. En el present treball de recerca s'han determinat les principals variables d'entrada al model AquaCrop, per a les dues espècies esmentades, per mitjà de recerca de camp realitzada amb la metodologia del gradient d'Hanks et al, (1980), i amb una nova metodologia proposada per a la determinació de l'estrès hídric. Es van desenvolupar un total de 18 experiments principals generant els nivells de producció de biomassa de civada forrajera i raigrás, determinant 32 variables o paràmetres per a cadascun dels cultius que requereix el model per a l'estimació de la biomassa produïda per les espècies forrajeras i pastures. Els experiments van ser realitzats principalment durant els anys 2008 a 2013 en el Centre de Recerca Tibaitatá (CORPOICA) situat en la Sabana de Bogotà (Colòmbia). Per a civada forrajera es van desenvolupar cinc cicles del cultiu i per a raigrás es van fer tres cicles complets amb set, quatre i dues corts respectivament. Amb base en la informació establida en camp es van calibrar i van validar els cultius de civada forrajera i raigrás per al model AquaCrop aconseguint ajustos de R2=0,92, RMSE=1,86t.ha-1, NRMSE=17,67%, EF=0,91, i d=0,97 per a civada forrajera i de R2=0,97, RMSE=0,47t.ha-1, NRMSE=13,6%, EF=0,88, i d=0,98 per a raigrás. Es van determinar dos cultius sintètics un per a cada espècie, els quals constitueixen els "prototips" que són el punt de partida per a l'estimació de la biomassa a partir de l'ús de l'aigua en diferents condicions dels cultius esmentats. La biomassa total per a civada forrajera va ser determinada en 22,2t.ha-1 en mitjana amb valors màxims que poden arribar a aconseguir fins a 27t.ha-1 en l'entorn productiu de la sabana de Bogotà. Per a raigrás la biomassa total va aconseguir nivells de fins a 9t.ha-1, per al període de sembra a primer tall, i de 6t.ha-1 per als corts posteriors al primer. La petjada hídrica intrínseca per a civada forrajera va ser determinada en 175L.kg-1 i per a raigrás en 442L.kg-1 i 431L.kg-1. Com a resultats alternatius que fonamenten el calibratge i validació del model es van obtenir a més, la determinació de la evapotranspiración de referència de la regió, les corbes de Kc, Kcb i Ke que determinen la petjada hídrica de les dues espècies, els desenvolupaments de les cobertures del dosel a través dels cicles fenológicos de les espècies estudiades, les corbes d'humitat del sòl i de biomassa en resposta a sis nivells de reg i diverses èpoques de sembra i les funcions de producció d'ambdues espècies. Es van determinar els paràmetres conservatius dels cultius de civada forrajera i raigrás, així com una mostra referenciada localment dels paràmetres i variables no conservatius d'aquestes espècies, la qual cosa constitueix a nivell mundial en un avanç significatiu en el calibratge i validació del model AquaCrop per a cultius forrajeros. / Terán Chaves, CA. (2015). Determinación de la huella hídrica y modelación de la producción de biomasa de cultivos forrajeros a partir del agua en la Sabana de Bogotá (Colombia) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54133 / TESIS

Las malezas causan perjuicios económicos al competir con los cultivos por la captura y utilización de los recursos escasos disponibles, fundamentalmente luz, agua y nutrientes minerales del suelo. Por este motivo, es necesario realizar operaciones de control sobre las poblaciones de malezas para reducir sus tamaños hasta niveles aceptables y lograr así los rendimientos esperados en los cultivos. De los numerosos métodos de control existentes, el control químico, a través del uso de herbicidas, es el principal método para el manejo de dichas poblaciones. En la actualidad, el uso intensivo de herbicidas es cuestionado debido a los perjuicios que ocasionan sobre la flora y fauna benéfica, la contaminación de suelos y aguas y los posibles residuos en alimentos, la posibilidad de la aparición de poblaciones de malezas resistentes a los mismos y por sus potenciales efectos sobre la salud humana. Por esta razón, en los últimos años se entiende necesario efectuar un uso racional de los métodos químicos y combinarlos, de ser posible, con prácticas mecánicas y culturales para controlar las poblaciones de malezas con bajo impacto ambiental. Esta actividad, que se ha identificado como deseable para muchos de los agroecosistemas productivos de Argentina en los que se han empezado a manifestar malezas problemáticas, puede verse beneficiada por el desarrollo de herramientas de soporte a la toma de decisiones basadas en modelos matemáticos. En la presente tesis se estudiaron aspectos de la biología y la ecología del raigrás perenne (Lolium perenne) como maleza de cultivos de trigo en la región semiárida del sudoeste de la provincia de Buenos Aires, y se desarrollaron modelos matemáticos con el objetivo de diseñar herramientas que permitan predecir el comportamiento a campo de la maleza y controlarla de la manera más eficiente, de modo de maximizar el rinde del cultivo y, por ende, las ganancias netas del productor, y al mismo tiempo reducir el impacto ambiental de las prácticas de control sobre el agroecosistema en cuestión. En el Capítulo 2 se presentan los resultados del estudio de los cambios en los parámetros térmicos asociados a la germinabilidad de las semillas de L. perenne en función del tiempo de postmaduración a campo y se propone un modelo de tiempo térmico de postmaduración orientado a predecir la salida de la dormición primaria de las semillas de la especie. En el Capítulo 3 se construyeron modelos de la producción de semillas de L. perenne y se estimó el tiempo térmico necesario para pasar de un estadío fenológico al siguiente. En el Capítulo 4 se propone un modelo de planeamiento operativo del control químico, con el objetivo de determinar los momentos óptimos de aplicación de herbicidas en cultivos de invierno orientado a maximizar el beneficio económico de la actividad teniendo en cuenta el impacto ambiental. En el Capítulo 5 el modelo propuesto se aplica al sistema trigo – raigrás. Finalmente, en el Capítulo 6 se realiza una discusión general de la tesis, se enumeran las principales conclusiones que surgieron a partir de los resultados y se destacan las líneas de investigación futuras asociadas al trabajo en ella desarrollado. / Weeds cause economic losses by competing with crops for the available scarse resources, mainly light, water and mineral nutrients from the soil. For this reason, it is necessary to control weed populations in order to reduce its sizes to an acceptable level and reach the expected crop yields. There are numerous control methods and, among them, chemical control is the most popular. Nowadays, the intensive use of herbicides is questioned because of the damage caused to benefic flora and fauna, soil and water pollution, the appearance of residues in food, the probability of developing weed resistant populations and its potential effects on human health. For this reason, in the last years, it has been reputed necessary to make a more rational use of chemical methods, and combine them, if possible, with mechanical and cultural strategies to control weed populations at a low environmental impact. This activity has been considered desirable for many productive agroecosystems of Argentina with presence of problematic weeds, and can benefit from the development of decisión support systems based on mathematical models. In this thesis, aspects of the biology and ecology of perennial ryegrass (Lolium perenne) as a weed of wheat crops in the semiarid región of the south-west of Buenos Aires province have been studied, and mathematical models developed as tools that allow the prediction of the weed behaviour in the field and their control in a more efficient way, in order to maximize crop yield and net income, and at the same time reducing the environmental impact of control practices on the agroecosystem. In Chapter 2, results are presented of the study of thermal parameters change associated to L. perenne seed germinability as a function of after-ripening time in the field, and an after-ripening thermal time model is proposed, as an attempt to predict primary dormancy loss of the species seeds. L. perenne seed production models were developed in Chapter 3, and the thermal time needed for phenological state change was also estimated in this chapter. Chapter 4 proposes an operational planning model of the chemical control, in order to find the optimal application time of herbicides in winter crops, to maximize the economical benefit also considering the environmental impact. In Chapter 5, the model proposed in Chapter 4 was applied to the wheat – perennial ryegrass system. Finally, in Chapter 6 there is a general discussion of the present thesis, the principal conclusions of the results are listed and related future research work is highlighted.