Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera Agrónoma / El cultivo de haba (Vicia faba L.) en Chile se limita al uso de cultivares de hábito de crecimiento indeterminado, existiendo una gran desuniformidad en la madurez de vainas y granos. La introducción de cultivares de hábito de crecimiento determinado al país, con el fin de concentrar la cosecha de vainas y granos, y permitir la recolección mecánica de las mismas, debe ir acompañada de cambios en el manejo agronómico del cultivo, entre ellos, la densidad de plantas. Para ello se realizó un ensayo en el campo experimental Antumapu, Región Metropolitana, donde se evaluó el efecto de la densidad sobre el rendimiento de vainas y granos, y la calidad de las vainas producidas (largo y ancho). Además, se evaluó si la densidad incidió sobre la altura de planta, número de ramas totales, productivas e improductivas por planta y la altura de inserción de la primera vaina comercial. El ensayo se estableció bajo un diseño experimental de bloques completos al azar con estructura factorial de tratamientos, utilizando 3 cultivares (2 determinados y 1 indeterminado) y 3 densidades (16, 25 y 50 plantas m-2).

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniera Agrónoma. Mención: Fitotecnia / En haba (Vicia faba L.) los requerimientos de nitrógeno pueden ser cubiertos, en parte, por la fijación biológica a través de la bacteria Rhizobium leguminosarum sv. viceae. La cantidad de nitrógeno fijado está determinada, entre otros factores, por el contenido de nitrógeno disponible en el suelo y las condiciones en las cuales está creciendo el cultivo, puesto que frente a cualquier estrés se reduce la fijación. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la fertilización nitrogenada e inoculación con Rhizobium, sobre el crecimiento y rendimiento de dos cultivares de haba de crecimiento determinado, establecidos en dos fechas de siembra. Para ello, en la localidad de Talagante se realizaron dos ensayos independientes (uno para cada fecha de siembra), cada fecha de siembra contó con seis tratamientos con arreglo factorial, los cuales correspondieron a la evaluación de los cultivares Retaca y Verde Bonita, cuyas plantas presentan hábito de crecimiento determinado, y tres fuentes de nitrógeno: inoculación de las semillas, aplicación de nitrógeno y un testigo sin inocular y sin nitrógeno. Los tratamientos se dispusieron en un diseño de bloques completos al azar, y cinco repeticiones. En cada fecha de siembra se midió el crecimiento, desarrollo de la planta, nodulación y se cuantificó el rendimiento y sus componentes. En las variables de crecimiento evaluadas no se observó efecto de las fuentes de nitrógeno utilizadas, sin embargo a nivel de cultivar, Verde Bonita logra la mayor producción de materia seca. En cuanto a la nodulación los tratamientos con aplicación de nitrógeno obtienen el menor peso seco de los nódulos. El rendimiento no presentó diferencias con las fuentes de nitrógeno, sin embargo a nivel de cultivar, este se ve afectado por la fecha de siembra, siendo Verde Bonita en la primera fecha, con las tres fuentes de nitrógeno donde se obtienen los mejores rendimientos de vainas y Retaca en la segunda fecha, con las tres fuentes de nitrógeno, donde los rendimientos de granos son los más bajos. Además Retaca mantiene sus rendimientos en granos y vainas al atrasar la fecha de siembra, sin embargo Verde Bonita los disminuye. / On broad bean (Vicia faba L.) nitrogen requirements can be covered in part by the biological fixation by the bacterium Rhizobium leguminosarum sv. viceae. The amount of fixed nitrogen is determined, among other factors, by the nitrogen content available in the soil and the conditions under which the crop is growing, as against any attachment stress is reduced. The objectives of this study were to evaluate the effect of nitrogen fertilization and Rhizobium inoculation on growth and yield of two cultivars of determinate growth had established in two sowing dates. For this, in the locality of Talagante, there were two independent trials (one for each planting date), each planting date had factorial arrangement of six treatments, which corresponded to the evaluation of cultivars “Retaca” y “Verde Bonita”, whose plants exhibit determinate growth habit, and three nitrogen sources: seed inoculation, nitrogen application and control without inoculated and without nitrogen. Treatments were arranged in a design of randomized complete blocks, and five replications. In each planting date was measured growth, plant development, nodulation and quantified the yield and its components. In the growth variables evaluated no effect was seen of nitrogen sources used, however cultivar level, “Verde Bonita” produced the greatest dry matter production. Regarding the treatments nodulation nitrogen application get the lowest dry weight of the nodules. The yield did not differ with nitrogen sources, however cultivar level, this is affected by planting date, with “Verde Bonita” on the first date, with the three nitrogen sources where we get the best yields of pods and “Retaca” on the second date, with the three nitrogen sources, where grain yields are the lowest. Furthermore “Retaca” maintains its grain and pod yields by delaying the planting date, however the decreases “Verde Bonita”.

Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónoma y Al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias, Mención Producción de Cultivos / En Chile, la producción de haba está basada en el uso de cultivares cuyo hábito de crecimiento es indeterminado, caracterizado por una producción secuencial de flores y vainas desde la base de la planta hasta la parte superior, lo que conlleva a la obtención de un producto desuniforme en calidad. Recientemente se han realizado estudios en Chile para evaluar nuevos cultivares de haba de crecimiento determinado (Retaca y Verde Bonita). En este estudio se planteó como objetivos evaluar la selectividad de los herbicidas de pre y post emergencia (Clomazone y Bentazon) aplicados en haba de crecimiento determinado establecidas en dos fechas de siembra (mayo y junio) y caracterizar su crecimiento y rendimiento. Los resultados muestran que la selectividad de Bentazon y Clomazone no es igual para ambos cultivares y se modifica al hacer variar la época de siembra. Bentazon fue menos selectivo en el cultivar Verde Bonita, afectando su rendimiento de vainas y granos en la fecha de siembra más temprana (17 mayo). Clomazone disminuyó el rendimiento del cultivar Retaca en la fecha de siembra más tardía (17 de junio). La aplicación de los herbicidas Bentazon y Clomazone no afectó el normal crecimiento y desarrollo de los cultivares de haba de crecimiento determinado Verde Bonita y Retaca

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónomo / En los últimos años, las habas de crecimiento determinado han ganado relevancia debido a que son plantas pequeñas, vigorosas y con una producción de vainas más uniformes. Lamentablemente, han surgido elementos indeseados tales como el exceso de ramificaciones y pocos nudos reproductivos, lo que implica menor rendimiento individual de la planta y problemas a la cosecha, debido a una mayor desuniformidad en la madurez de la vaina. Para corregir dichos problemas, el manejo sobre la densidad del cultivo se vuelve fundamental. Debido a esto se ha planteado el siguiente estudio, donde se evaluó el efecto de altas densidades en cultivares de habas determinadas, sobre el crecimiento y desarrollo de las vainas de este tipo de plantas. El ensayo fue dispuesto en un diseño de bloques completos al azar con estructura factorial, donde los factores fueron dos densidades de plantación (28,6 y 50 plantas m2, con distancias entre hileras de 35 y 20 cm, respectivamente) y dos cultivares (Retaca y Verde Bonita). Se evaluaron los parámetros en crecimiento, desarrollo y rendimiento. El crecimiento se determinó mediante mediciones de altura, diámetro del tallo, número de ramas, nudos reproductivos y materia seca al inicio de floración, en precosecha, cosecha y postcosecha. Al momento de la cosecha en verde, se evaluó el rendimiento de granos y vainas, número de granos por vaina y peso de 100 granos verdes. Además, se midió el rendimiento industrial y parámetros de calidad como largo y ancho de vainas y de granos.

Peu d'études concernent actuellement l'influence de la spéciation du plomb (polluant métallique toxique, persistant et très présent dans les écosystèmes) sur sa phyto-toxicité. Pourtant, l'absorption des métaux, leur translocation et les mécanismes impliqués dans leur phyto-toxicité peuvent être fortement modifiés par ce paramètre. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse était d'étudier l'influence de la spéciation chimique du plomb (formation de divers complexes organométalliques) sur sa phytodisponibilité et sa phytotoxicité. Des plants de V. faba ont été exposés pendant 1 à 24 h en hydroponie à 5 μM de nitrate de plomb seul ou chélatés à des degrés variables par différents ligands organiques : acide éthylènediamine, acide citrique et substances humiques. Les pourcentages de plomb libre et chélaté ont été calculés puis utilisés pour la conception du dispositif expérimental. La phytotoxicité induite par le plomb a été évalué pour les différentes conditions en mesurant : les activités d'enzymes antioxydantes, la génotoxicité, la peroxydation des lipides, les concentrations d'espèces réactives de l'oxygène, des pigments photosynthétiques et la génotoxicité. La phytotoxicité est fonction de la spéciation des métaux et de la durée d'exposition. Selon la nature du ligand organique, les mécanismes impliqués différent. L'EDTA aurait un rôle protecteur : l'absorption du Pb par les racines est accrue, alors que sa translocation et sa phyto-toxicité sont réduites de façon dose-dépendante. En revanche, l'acide citrique ne modifie pas le transfert du plomb, mais retarde cependant l'induction de sa phytotoxicité. Finalement, les acides fulviques appliqués à 25 mg.L-1, réduisent la toxicité du Pb en limitant son absorption. En outre, l'efficacité et la sensibilité des tests écotoxicologiques, en relation avec l'absorption et la spéciation, ont été comparées (analyse en composantes principales) et discutés. Ce travail trouve donc des applications pour le développement de tests d'écotoxicité pertinents pour évaluer la qualité des milieux. / Lead (Pb) is a known toxic and persistent pollutant, which does not have any essential role in the metabolism of living organism. Only few studies concern Pb-induced phytotoxicity in relation to its speciation, which can nevertheless influence metal uptake, translocation and mechanisms involved in phyto-toxicity. In this context, the objective of this thesis was to study the influence of chemical speciation of Pb (formation of various organometallic complexes) on its phytoavailability and phytotoxicity. Vicia faba seedlings were exposed for 1-24 hourd (h) in controlled hydroponic conditions to 5μM of Pb nitrate alone and chelated to varying degrees by different organic ligands i.e. ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid and two types of humic substances (Suwannee River fulvic acid and Elliott Soil fulvic acid). Visual Minteq and WHAM VI metal speciation softwares were used to estimate the chelated and free Pb cations concentration in nutrient solution. These calculations were used to design the experimental layout. The effect of these organic ligands on Pb-induced toxicity to V. faba was assessed by measuring five antioxidant enzyme activities (superoxide dismutase, ascorbate peroxidise, guaiacol peroxidase, catalase, glutathione reductase), lipid peroxidation, reactive oxygenspecies, photosynthetic pigment and genotoxicity. Pb-induced phytotoxicity is the function of metal speciation and duration of exposure. EDTA has a protective role: the absorption of Pb by the roots is increased, whereas its translocation and phyto-toxicity are reduced in a dose-dependent. In contrast, citric acid does not alter the transfer of Pb, but delays the induction of its phytotoxicity. Finally, fulvic acids applied at 25 mg.l-1, reduce the toxicity of Pb by limiting its absorption. Moreover, the efficiency and sensitivity of ecotoxicological tests was compared in relation with Pb uptake and speciation using principal component analysis. This work is, therefore, applicable for the development of ecotoxicity tests relevant to assessing environmental quality

Ce travail a comme objectif d’explorer le potentiel de bioremédiation de plantes et de rhizobactéries pour la réhabilitation des sols de sites miniers dans la région de Marrakech. Nous avons isolé des souches rhizosphériques et nodulaires des racines de fève et de plantes indigènes des sites miniers Draa Sfar et Kettara. Plusieurs isolats ont montré une bonne tolérance aux ETM allant jusqu’à 25 mg/l de Cu, 200 mg/l de Pb et 150 mg/l de Zn. Les souches tolérantes aux métaux ont fait l’objet de criblage pour déterminer leurs caractères PGPR (production d’exopolysaccharides, sidérophores, AIA et activité antifongique). En présence du sol minier amendé avec le sol agricole, la fève a montré une capacité à accumuler les métaux différemment d’un métal à l’autre. Le Pb a été peu mobile dans les parties aériennes des plantes, et n’a pas atteint les graines. Le Zn a été le métal le plus transloqué vers les parties aériennes bien que sa quantité soit importante au niveau des racines. Le Cu a été accumulé plutôt dans les racines des plantes. Le Zn et le Cu ont été transloqués aux graines mais à des teneurs significativement faibles. L’inoculation par les bactéries PGPR a permis de mieux accumuler le Cu dans les plantes notamment dans la partie racinaire. L’inoculation mixte PGPR-rhizobia a amélioré l’absorption du Zn dans les plantes notamment dans la partie aérienne. Les analyses in natura sur ces sites miniers fortement contaminés par des métaux lourds indiquent que le microbiote a évolué, devenant tolérant à la pollution à long terme par les métaux lourds et adapté aux plantes indigènes elles-mêmes capables de tolérer et d'accumuler les métaux lourds. / This work aims to explore the potential of plant and rhizobacteria for bioremediation in mining soil in Marrakech region. Rhizospheric and nodules strains were isolated from faba bean roots and native plants growing in Draa Sfar and Kettara mining sites. Several isolates showed good tolerance to metals up to 25 mg/l of Cu, 200 mg/l of Pb and 150 mg/l of Zn. The tolerant strains to metals were screened for their PGPR characteristics (production of exopolysaccharides, siderophores, IAA and antifungal activity). In mining soil amended with agricultural soil, faba bean showed an ability to accumulate metals differently. Pb was not very mobile in shoots, and did not reach the seeds. Zn was the most translocated metal to the aerial parts although its amount was important in roots. Cu was accumulated rather in the roots of plants than shoots. Zn and Cu were translocated to seeds but at significantly lower levels. The inoculation with PGPR bacteria allowed Cu to accumulate better in plants, particularly in roots. Whereas the PGPR-rhizobia mixed inoculation improved the absorption of Zn in plants, especially in shoots. In natura investigation of mining sites heavily contaminated with heavy metals (HMs) indicates that microbiota has evolved, becoming tolerant to long-term HMs pollution and adapted to indigenous plants themselves able of tolerating and accumulating HMs.

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Heterosis, die Mehrleistung der Hybride über das Mittel ihrer homozygoten Eltern, ist ein viel untersuchtes genetisches Phänomen, das bis heute in seinen Ursachen und Wirkmechanismen noch nicht vollständig verstanden ist. Die klassische Untersuchung der Heterosis wird an Merkmalen der Pflanze, wie dem Biomasse- oder Korn- Ertrag und dem Tausendkorngewicht durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit wurde studiert, ob schon auf der Ebene des Samens als genetischem Individuum Heterosis ausgeprägt wird. Ziel der Untersuchungen war, mögliche Unterschiede im reifen Samengewicht von heterozygoten und homozygoten Samen zu finden. Außerdem sollte der Einfluß von elterlicher Verwandtschaft, elterlicher Samengröße und von verschiedenen Stresssituationen auf diese Samenheterosis analysiert werden und eine mögliche Verbindung zwischen der Samenheterosis und der klassischen Heterosis untersucht werden. Darüber hinaus sollten Effekte des Inzuchtstatus der Samen auf den Samenertrag ihrer Mutterpflanze untersucht werden.In drei Versuchsjahren wurden insgesamt 17 Ackerbohnenlinien (Vicia faba L.) verschiedener Verwandtschaftsbeziehungen und Samengrößen in fünf Experimenten im Freiland, in offener und kontrollierter Bestäubungssituation, getestet. Zusätzlich wurde ein Experiment zur Verbindung zwischen Samenheterosis und klassischer Heterosis im Gewächshaus durchgeführt. Die Differenzierung zwischen fremd- und selbstbefruchteten Samen geschah entweder durch Handkreuzungen in sog. Freiland-Isolierhäusern, oder es wurden in offener Bestäubungssituation morphologische Marker zur Klassifizierung eingesetzt. Ferner wurde erprobt, inwiefern fremd- und selbstbefruchtete Samen aus offener Bestäubungssituation mittels Nah-Infrarot-Reflexions-Spektrometrie (NIRS) zu differenzieren sind. Durch Einsatz eines speziellen Kreuzungsschemas konnte die Samenheterosis beider reziproker Kreuzungsrichtungen in verschiedenen Samengenerationen geschätzt werden und eine biometrische Trennung der maternalen von den sameneigenen genetischen Effekten vorgenommen werden.Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Überlegenheit des Samengewichtes von Hybridsamen über entsprechend vergleichbare ingezüchtete Samen; es konnte somit Heterosis für das Merkmal Samengewicht signifikant nachgewiesen werden, sie lag je nach Kreuzung zwischen 0,36% und 18,44% Mehrgewicht des Hybridsamens über dem homozygoten Elternwert. Die Untersuchung beider reziproker Kreuzungsrichtungen hat ergeben, dass das Samengewicht signifikant (P= 0,01) beeinflusst war durch maternal additive und zytoplasmatische Effekte, sowie durch sameneigene Dominanz- und Additiveffekte. Direkte Konkurrenz um mütterliche Ressourcen führte zu keiner Erhöhung der Hybridüberlegenheit, ebenso konnte keine höhere Überlegenheit der Hybridsamengewichte über die der Selbstungssamen nachgewiesen werden, wenn die Pflanze unter abiotischem Stress (Trockenheit) wuchs. Es wurde deutlich höhere Heterosis gefunden, wenn der Vergleich zwischen den Samengenerationen auf einem hohen Niveau der Samengröße stattfand, als wenn es sich um kleine Samen handelte. Die Ergebnisse zeigen tendenziell eine Erhöhung der Samenheterosis, wenn Heterozygotie für die elterliche Samengröße vorliegt, während keinerlei Hinweis auf geringere Heterosis bei Verwandtschaft der Eltern (f = 0,5; Geschwister-Linien bzw. Elter-Nachkomme) nachgewiesen werden konnte. Dieses steht im Widerspruch zu klassischen Befunden der Heterosisforschung. Es konnte eine signifikante Korrelation (r= 0,76, P= 0,01) zwischen der Heterosis der Samen und der Heterosis der Biomasse von (aus diesen Samen erwachsenen) Jungpflanzen nachgewiesen werden, woraus gefolgert wurde, dass die Samenheterosis dennoch, zumindest teilweise, ähnlichen genetischen Grundsätzen folgt wie die klassische Heterosis.Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass Heterosis schon im frühen Entwicklungsstadium der Pflanze, am Samen, signifikant, bedeutend und mit großer Variation ausgeprägt ist. Es konnte abgeleitet werden, dass besonders die Heterozygotie für Allele, die die Samengröße der Eltern stark verschieden ausfallen lässt, in einem Samen dessen eigene Heterosis verursacht oder zumindest wesentlich bestimmt.