BIOTECNOLOGIA EN CULTIVOS

Enfoques y perspectivas
Rendimientos potenciales en maíz.
Brechas de producción y prácticas
de manejo para reducirlas.
Salvagiotti, F..
Investigador en Fertilidad de suelos y Nutrición de cultivos - EEA Oliveros INTA
Palabras claves: maíz, rendimiento potencial,
brecha rendimiento.
Introducción
La creciente demanda global de alimentos y las
limitadas posibilidades de expansión de la frontera
agrícola, constituye el marco para la discusión de la
intensificación de la producción de los cultivos. Esta
intensificación implica la incorporación de tecnologías y el desarrollo de estrategias de manejo para incrementar los rendimientos por unidad de superficie
haciendo un uso más eficiente de los recursos que
necesita el cultivo para producir (radiación, agua,
nutrientes), pero al mismo tiempo reducir los efectos negativos sobre el ambiente. Para diseñar estas
estrategias es imprescindible conocer la brecha de
producción existente entre los rendimientos máximos
alcanzables (RMA) y los rendimientos factibles (RF).
acciones bioquímicas que determinan el rendimiento
(fotosíntesis, translocación, síntesis de compuestos)
y la calidad de los granos para una cantidad determinada de radiación absorbida y para una composición
química del grano determinada (almidón, aceites,
proteínas). La Figura 1 muestra un esquema que resume estos conceptos que servirán como eje para la
discusión de las brechas de producción.
En este artículo se discutirán aspectos a ser tenidos en cuenta para el manejo del cultivo de maíz que
permitan disminuir la brecha entre los rendimientos
factibles y los máximos alcanzables en condiciones
normales de producción.
Los RMA son aquellos que se logran en condiciones de campo, con los genotipos más adaptados
y cuando los factores reductores han sido controlados y no existan limitaciones en la disponibilidad
de agua y nutrientes. Es decir que los rendimientos
estarán sólo limitados por la radiación y el régimen
térmico. En el caso de RF, nos estamos refiriendo
a aquellos rendimientos que pueden ser alcanzables
con las prácticas agrícolas actualmente recomendadas y con las limitaciones abióticas particulares de
cada situación, pero donde los factores reductores
han sido controlados.
Los rendimientos potenciales (RP), son los que
teóricamente se lograrían cuando se optimizan las re61
Brechas de rendimiento y Máximos rendimientos en maíz
La producción de maíz en Argentina en la campaña 2007-2008 superó los 22 millones de toneladas (SAGPYA, 2009). El rendimiento por unidad de
superficie se ha mantenido en aumento en la última
década como consecuencia de la incorporación de
una mejor genética y un mayor uso de la fertilización. Esto ha contribuido a explicar el incremento en
la producción de maíz en los últimos años (de 13 a
22 millones de toneladas entre 1998 y 2008), ya que
la superficie dedicada a este cultivo no se ha modificado significativamente, superando apenas los 3
millones de has en la campaña 2007-08 (Figura 2).
Existen pocos estudios diseñados para estudiar
potenciales de rendimiento en maíz. Los resultados
de concursos de rendimiento (debidamente fiscalizados) pueden dar una idea acerca de los RMA. Concursos de rendimiento realizados en USA han mostrado
rendimientos entre 21 y 23 toneladas por ha. Estos
rendimientos fueron obtenidos en 1975 y 1985, respectivamente, sugiriendo que ha habido poco avance
en el mejoramiento por potencial de producción en
maíz. Asimismo, los ganadores de concurso en condiciones de riego no han mostrado incremento en los
rendimientos en los últimos 20 años, mientras que
los ganadores de los concursos en condiciones de
secano se han acercado en los últimos años a los
niveles de rendimiento de los ganadores con riego
suplementario. Esto también indicaría no sólo que los
rendimientos potenciales no se han incremento en
los últimos años por efecto del mejoramiento, sino
también que las brechas de producción (secano vs
riego) se han acortado, y que la factibilidad de poder
incrementar la producción de maíz estará ligada a la
posibilidad de incrementar el potencial de rendimiento a través del mejoramiento. Ensayos conducidos
para estudiar potenciales de rendimiento en Nebraska
(USA) lograron rendimientos entre 15.5 y 17 toneladas en maíz (promedio de 5 años) en monocultivo de
maíz y rotaciones maíz-soja, respectivamente, con
picos de rendimiento del orden de las 19 toneladas.
En Argentina, los resultados de concursos de rendimientos (realizados entre 2000 y 2003) realizados
en el sur de Santa Fe se pueden observar en la Figura
3. El rendimiento máximo de estos concursos fue de
17.5 toneladas por ha, habiéndose obtenido rendimientos por encima de las 12 toneladas en la mayoría de los casos evaluados en secano. La variabilidad
entre zonas y entre los máximos y los mínimos rendimientos del concurso fueron mayores en cultivos
de secano. Por otra parte, es de destacar en estos
concursos los resultados de maíces de segunda, que
si bien tuvieron mayor variabilidad, llegaron a valores
cercanos a las 11 toneladas.
En la Figura 4 se puede observar las brechas de
rendimiento observadas en diferentes años en ensayos comparativos de rendimiento en Oliveros conducidos en secano y con riego suplementario. La brecha de rendimiento de los genotipos más destacados
oscilo entre 1000 y 5000 kg por ha. La variación de
dicha brecha estuvo ligada a las variaciones anuales en las precipitaciones en los periodos críticos de
generación del rendimiento que impactó de diferente
manera el comportamiento del maíz de secano. Las
diferencias en los rendimientos de maíces sin limi-
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En consecuencia, las variaciones anuales en los
máximos rendimientos serán consecuencia de la diferente disponibilidad de radiación, agua y nutrientes,
así como también de los diferentes regímenes térmicos. En Argentina, la maximización de la producción
estará ligada al manejo del agua, que es el factor más
limitante. En esta situación, la productividad de los
cultivos está vinculada a las variaciones en la ocurrencia de precipitaciones y a la capacidad de almacenamiento de agua de los suelos. Por lo tanto el
manejo del agua en los diferentes sistemas de producción será el factor principal sobre el cual trabajar
para disminuir las brechas de producción en maíz.
Factores ambientales que determinan los máximos rendimientos alcanzables en maíz
taciones en la disponibilidad de agua entre años de
evaluación (entre 10 y 14 toneladas) sugieren que a
pesar de haber sido sembrados en épocas similares (principios de octubre), la cantidad de radiación
cosechada por el cultivo y las temperaturas registradas en cada año, determinaron que los rendimientos
máximos fueran diferentes.
El tipo de metabolismo de asimilación de carbono
de los cultivos (C3, C4 o CAM) y la composición química del grano determinan el potencial de producción
de los cultivos. El maíz, un cultivo C4, la semilla está
conformada por aproximadamente 10% de proteína y
5% de aceite, estando la mayor proporción del grano
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constituido por hidratos de carbono, con un menor
valor energético.
En ausencia de deficiencias hídricas y nutricionales, y cuando los factores reductores han sido debidamente controlados, el logro de altos rendimientos
en maíz estará directamente ligado a: i) la capacidad
de captura de radiación por parte del canopeo, ii) la
capacidad de las hojas de asimilar CO2 del aire (transformarlo en azucares), iii) la magnitud de las pérdidas
por respiración (para mantener tejidos y para permitir
el crecimiento de los órganos) y iv) la capacidad del
cultivo de movilizar azúcares desde estructuras de
reserva a los granos. El cultivo deberá desarrollar un
área foliar capaz de interceptar la radiación solar incidente para sostener altas tasas de crecimiento en los
momentos de mayores requerimientos del cultivo.
Estas tasas de crecimiento deben ser maximizadas
alrededor de la floración momento en que se define
y establece el número potencial de granos. Asimismo, para alcanzar la máxima producción, las tasas
de asimilación de carbono deben ser altas durante
la etapa del llenado de granos. Además de un mayor
desarrollo de área foliar, se debe optimizar la actividad fotosintética de las hojas, proceso en el cual la
disponibilidad de N (asociado a la actividad de la enzima Rubisco) juega un rol esencial. Durante el llenado de granos, el destino principal de los asimilados y
nutrientes son los granos, por lo que la movilización
de N desde las hojas puede afectar su actividad fotosintética. Entonces, para maximizar el peso de los
granos es deseable que el cultivo mantenga el área
foliar activa durante el mayor tiempo posible.
Las temperaturas regulan la duración de cada periodo (mayor temperatura, menor duración) y las tasas de crecimiento (mayor temperatura, mayor tasa).
Las condiciones óptimas para mantener altas tasas
de asimilación de CO2 y disminuir las pérdidas por
respiración en maíz se darán cuando se incremente
la amplitud térmica (diferencias entre temperaturas
máximas y mínimas). En consecuencia, la coincidencia de las etapas fenológicas con la oferta de radiación y las temperaturas jugará un rol central en la definición del máximo crecimiento y rendimiento final.
Prácticas de manejo para disminuir las brechas
de rendimiento en maíz
En ausencia de limitantes en la disponibilidad de
agua y nutrientes, el cultivo de maíz debe desarro-
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llar un canopeo que permita maximizar la intercepción de radiación solar desde aproximadamente 20
días previos a la floración. Una buena emergencia
de plantas es el paso inicial para lograr los altos rendimientos, para asegurar un stand de plantas mínimo
que permita el desarrollo del área foliar. Además de
las medidas para controlar insectos y hongos del
suelo que pueden afectar la germinación, es importante que la emergencia sea uniforme en el tiempo,
así no se crean condiciones de plantas con distinto
grado de desarrollo, lo que producirá competencia
diferencial por los recursos en la medida que avanza
el ciclo del cultivo (plantas dominadas y dominantes). El acortamiento entre surcos y la elección de
la densidad de plantas son alternativas válidas para
lograr el objetivo del desarrollo del área foliar en el
menor tiempo. Sin embargo, a pesar de esto, algunos estudios no han mostrado efectos positivos del
acortamiento de surcos sobre los rendimientos, pero
sí con el aumento de las densidad de plantas. En este
caso también hay que tener en cuenta que las posibilidades del manejo de la densidad son limitadas, dada
la poca plasticidad del cultivo de maíz para compensar la producción por unidad de superficie ante disminuciones en la producción por planta cuando las
densidades aumentan. En ausencia de limitaciones
por agua o nutrientes, densidades entre 90 y 100 mil
plantas han mostrado ser las óptimas en híbridos de
alto potencial de rendimiento.
La acumulación de N en maíz es esencial para
no limitar la actividad fotosintética del cultivo.
Dado que es una gramínea y no tiene posibilidades
de obtener el N a través de asociaciones simbióticas
como lo hacen las leguminosas, este nutriente debe
ser aportado a través de la fertilización para obtener
los máximos rendimientos. Pequeñas variaciones en
la oferta de N del suelo se verá reflejado en grandes
diferencias en el contenido de N en las hojas, y por
ende en la capacidad fotosintética y de producción
del cultivo de maíz. Para estar en concordancia con
los principios de la intensificación ecológica, para
aumentar la producción se deberá incrementar la
oferta de N a través de la fertilización sin afectar al
ambiente. Por lo tanto, un análisis de suelos que permita conocer la oferta inicial de N y el contenido de
materia orgánica, mas la definición del potencial de
rendimiento del ambiente en que el cultivo de maíz
será sembrado es esencial para cuantificar la cantidad de fertilizante nitrogenado a aplicar utilizando
metodologías de diagnostico calibradas localmente.
Los recursos deben estar disponibles en los
momentos en que se generan los principales componentes del rendimiento. Las fechas de siembra
junto con la elección del genotipo son centrales en
este aspecto. En ausencia de limitantes por agua, la
brecha entre rendimientos factibles y máximos será
mínima cuando se hagan coincidir la combinación
fecha de siembra-hibrido, para que en los periodos
de determinación del número de granos y el peso
coincida con periodos en que haya mayor radiación
incidente y temperaturas optimas para estos procesos. En la elección del hibrido será clave en cada
ambiente la elección del ciclo del cultivo (días a floración y días a madurez fisiológica). En ausencia de
limitantes por agua se debería ubicar la floración en
los momentos en que haya mayor oferta de radiación y cuando las temperaturas sean optimas para
maximizar la tasa de crecimiento. En condiciones de
secano la decisión de la fecha de siembra y de floración está ligada a la ocurrencia de las lluvias. Por
otra parte, el largo del periodo de floración a madurez
fisiológica determinara bajo qué condiciones ocurrirá
el llenado de granos.
En los sistemas de producción de maíz de secano en Argentina, el stress hídrico afectará la productividad del cultivo de maíz. En estas condiciones
la diferencia de producción entre los rendimientos
máximo alcanzables y rendimientos factibles con limitantes de agua seria la principal brecha a disminuir
y se vera reflejado en una mayor eficiencia en el uso
del agua. Las prácticas de manejo para reducir esta
brecha comienzan con el manejo y planificación del
sistema con el objetivo de favorecer la captación del
agua y aumentar el almacenamiento de la misma.
Posteriormente, será necesario ajustar el manejo del
cultivo para que la máxima oferta de agua del lote coincida con los momentos de mayor crecimiento del
cultivo. Las brechas de rendimientos por nutrientes
y/o factores bióticos, son mas fáciles de corregir, a
través del manejo de la fertilización una vez que se
identifican los nutrientes deficientes en cada sistema,
y a través del manejo integrado de plagas en el caso
de los factores bióticos.
Consideraciones finales
Identificar los factores que limitan la producción
de los cultivos es el primer paso para poder disminuir
las brechas de rendimiento entre los rendimientos
actuales y los máximos alcanzables.
Es imprescindible conocer las brechas de rendimiento entre el rendimiento máximo alcanzable y el
factible, y así cuantificar la eficiencia en el uso de los
recursos para ver el impacto del manejo del cultivo
de maíz en cada sistema de producción.
Los máximos rendimientos se lograran cuando se
hace coincidir los periodos de mayor demanda de
recursos con la mayor oferta de los mismos y se
haya favorecido el desarrollo de un mayor número de
destinos reproductivos.
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