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Uniformidad temporal - Cultivo: Maíz y Soja

Cultivo: Maíz

Una correcta siembra se define como aquella donde la diferencia entre la cantidad de plantas posibles de obtener y las emergidas es mínima, la separación entre ellas es uniforme y el tiempo transcurrido para emerger es el mínimo para el conjunto de la población.

Muchas investigaciones han sido realizadas sobre el tema donde los autores concluyen que las plantas tardías ven disminuido su potencial de rendimiento por no poder captar eficientemente los recursos y que este menor desempeño, que puede llegar incluso a la no producción de granos, no es compensado por el mayor aprovechamiento que puedan realizar las plantas dominantes emergidas tempranamente. Las variaciones en la producción de biomasa, ocasionadas también por siembras secuenciadas en el tiempo, tienen un efecto negativo sobre la producción de granos cuya magnitud depende de la estabilidad del híbrido.

La emergencia satisfactoria del maíz comprende una combinación de tres factores clave: el medio ambiente, la genética y la calidad de la semilla.

•         Medio ambiente: Humedad, Temperatura, Residuos, Densidad del Suelo.

•         Genética: vigor y tolerancia al estrés.

•         Calidad de la semilla: la humedad, el secado y el acondicionamiento de la cosecha.

La genética es inherente a cada híbrido, existiendo un comportamiento diferencial en la emergencia de cada material, principalmente por tolerancia a frío. Por otro lado, las condiciones en las cuales fue cosechado el cultivo así como las condiciones de almacenamiento del grano tienen un efecto en la emergencia del cultivo.

Tanto la genética como la calidad de la semilla, no pueden ser controladas por el equipamiento de siembra, pero sí estaremos ejerciendo un impacto directo en los factores edafo-ambientales con las prácticas de manejo al momento de la siembra.

 

Humedad

La absorción de agua por la semilla desencadena una secuencia de cambios metabólicos que incluyen la respiración, la síntesis proteica y la movilización de reservas para completar el proceso germinativo. En el caso de que no se den las condiciones adecuadas para la germinación, la semilla se mantendrá latente durante un tiempo variable, dependiendo de la especie, hasta que, llegado un momento, pierda su capacidad de germinar.

La semilla de maíz necesita aumentar el 30% de su peso para iniciar la germinación, esta ganancia de peso dependerá de la humedad disponible en el suelo (agua útil o humedad disponible).

La capacidad de campo y el punto de marchitez determinan los límites máximo y mínimo de la humedad del suelo que puede ser utilizada por los cultivos. La cantidad de agua comprendida entre estos dos valores se define como agua útil o humedad disponible, la cual está fuertemente vinculada con la textura del suelo.

La humedad disponible en el suelo para lograr una emergencia rápida del cultivo debe estar como mínimo entre 25% a 30%, considerando las distintas texturas del suelo. Con una humedad de suelo inferior al 20% se extiende el tiempo para la germinación del cultivo, haciéndolo de manera desuniforme.

La humedad disponible para las semillas al momento de la siembra está directamente relacionada con la profundidad de siembra de los cuerpos de siembra. Las sembradoras actuales del mercado, cuentan con un sistema limitador de profundidad a través de ruedas adosadas a los dobles discos, donde la capacidad de poder alcanzar la profundidad deseada estará dada por la fuerza aplicada por el sistema de carga. Esto se logra mediante la transferencia de carga a través de resortes, los cuales generalmente son regulados por única vez.

A su vez, la medida de humedad disponible es calculada de manera subjetiva por el productor, recurriendo a su experiencia para decidir sobre sembrar o no y cuál es la profundidad óptima para la semilla.

Temperatura

Las temperaturas del suelo durante la siembra son un componente ambiental fundamental para el logro de plantas. Por lo general, se recomienda sembrar el maíz cuando la temperatura del suelo es igual o superior a 10 ºC. No obstante, las condiciones después de la siembra también son fundamentales. Las semillas absorben la mayor parte del agua dentro de los primeros 30 minutos después de la exposición a condiciones de saturación, siendo críticas las primeras 24 horas, si esta imbibición anticipada ocurre a bajas temperaturas esto podría matar a la semilla o producir plántulas anormales. Los productores no solo deben tener en cuenta la temperatura del suelo al sembrar, sino también la temperatura esperada cuando la semilla comienza a absorber rápidamente el agua.

Como regla general, cuanta más alta es la temperatura más rápida y uniforme es la emergencia. Para evitar daños por enfriamiento de semillas, debe apuntar a que la temperatura promedio diaria de su suelo sea superior a 10 ° C para las primeras 24 Horas, e idealmente para 48 Horas.

En la actualidad, no se utiliza ningún sensor/dispositivo para conocer la temperatura real en el ambiente donde será colocada la semilla, recurriendo el productor a su experiencia y predicciones climáticas.

Residuo

Son muchas las ventajas de mantener los residuos de cosecha previo a la siembra de los cultivos, entre ellas:

ü  Mayor disponibilidad de agua útil para los cultivos: favorece la infiltración, reduce las pérdidas de agua hacia las zonas bajas del relieve, y por otro, minimiza las pérdidas por evaporación directa del suelo.

ü  Reducción de los procesos erosivos, preservando el recurso suelo

ü  Luego de su descomposición, una buena proporción del mismo pasa a formar parte de la fracción más estable de la materia orgánica, el humus

ü  El sistema radicular de los cultivos favorece la estructuración del suelo posibilitando, luego de la descomposición de las mismas, la formación de macroporos.

Sin embargo, al momento de la siembra, el residuo tiene un efecto directo sobre el ambiente de la semilla y la uniformidad de la emergencia.

Los residuos en superficie tienden a disminuir significativamente la temperatura del suelo en la primavera, lo que priva a las semillas de las unidades de calor fundamentales que son necesarias para una emergencia rápida.

A su vez el residuo compite fuertemente con la semilla en la absorción del agua, siendo la ganancia en agua del residuo superior a la semilla. En una experiencia realizada, se hicieron germinar en una cubeta semillas con y sin residuo, verificándose que las semillas sin Residuo tuvieron una germinación más uniforme en comparación con las semillas con Residuo. La diferencia en horas de la primera a la última semilla germinada en el lado con residuo es de 31 Horas, mientras que la diferencia en horas de la primera a la última semilla germinada en el lado sin residuo es de solo 10 Horas.

Condiciones de residuo en el surco también pueden fomentar enfermedades de las plántulas, particularmente en aquellos campos que no están bien drenados o que tienen antecedentes.

El siguiente gráfico muestra los efectos negativos sobre el rendimiento del cultivo de maíz debido al efecto del residuo de cosecha incorporado en el surco.

Frente a esta situación, el desafío será poder adaptar un sistema barre-rastrojos robusto, flotante y regulable a las sembradoras nacionales junto a un sensor que indique el nivel de limpieza dentro del surco.

Densidad del Suelo

El suelo está compuesto por minerales, materia orgánica, diminutos organismos vegetales y animales, aire y agua.

Los minerales provienen de la roca madre, que se deshace lentamente. También pueden ser aportados por el viento y el agua, que los arrastran desde otras zonas erosionadas. No varía en el corto período de tiempo.

La materia orgánica es el producto de la descomposición de vegetales y animales muertos. Puede almacenar gran cantidad de agua y es rica en minerales. La materia orgánica mejora las características físico-químicas del suelo y su proporción en el suelo es afectada por las prácticas de manejo. 

El Agua y el aire ocupan los poros, espacios entre las partículas de suelo que se producen por las irregularidades de su forma y tamaño. La distribución y tamaño de los poros es importante. Una excesiva cantidad de poros pequeños origina suelos compactos, pesados, húmedos y un pobre crecimiento de las raíces. Demasiados poros grandes forman suelos sueltos que se secan rápidamente. Cuando más pequeño es el poro, más difícil es para la planta absorber agua de él.

La densidad del suelo alrededor de la semilla tiene un efecto directo sobre la uniformidad de la emergencia. El peso del cuerpo o tren de siembra (sumado el peso de las tolvas con su correspondiente nivel de llenado, si es que posee) más la fuerza aplicada con el sistema de transferencia de carga, menos la fuerza de reacción del suelo sobre los componentes del cuerpo de siembra, provoca una resultante de fuerza con efecto directo sobre las paredes del surco, provocando cambios en la densidad del suelo. 

La fuerza de reacción del suelo es una variable que depende de muchos factores y cambia continuamente, dependiendo fundamentalmente de:

•         Tipo de suelo (Textura/Estructura)

•         Sistema de labranza (Nivel de cobertura)

•         Humedad del suelo

•         Velocidad relativa de la sembradora respecto del suelo

•         Profundidad de siembra

En consecuencia, deberíamos modificar continuamente la cantidad de carga (fuerza) aplicada en el sistema de carga de la sembradora para lo cual es indispensable algún sensor que nos permita medir cuántos kilos tenemos en las ruedas limitadoras de profundidad.

El impacto de la sembradora sobre el ambiente de la semilla

El objetivo de un productor es crear un ambiente uniforme de temperatura, humedad y espacio poroso en cada centímetro del surco donde serán colocadas las semillas. La uniformidad ayuda a asegurar que cada semilla germine y emerja dentro de las 12-24 horas. Una emergencia simultánea permite que cada planta tenga los mismos recursos, se reduzca la competencia entre las mismas y cada espiga sea una copia de su vecina,  evitando plantas retrasadas con menor desarrollo que sus vecinas. 

Una planta que emerge una hoja retrasada de su planta vecina, en promedio, pierde el 50% del potencial de tamaño de la espiga. Una planta que emerge dos hojas detrás de sus plantas vecinas (ejemplo V3 vs V5) puede perder el 100% del potencial de tamaño de espiga.

Las plantas que emergen tarde se atrasan continuamente a lo largo de la temporada de crecimiento debido a una menor exposición a la luz solar, lo que reduce la capacidad de la planta para extraer agua y nutrientes al mismo ritmo que las plantas vecinas.

Un mal manejo de la carga sobre los cuerpos de siembra, provoca plantas con emergencia tardía y una reducción en el rendimiento, debido a dos causas principales:

  • Semillas que no alcanzan la profundidad de siembra correcta: Un peso insuficiente en las ruedas limitadoras de profundidad, genera profundidades inconsistentes,  dejando semillas en condiciones de temperatura y humedad variables.
  • Compactación de las paredes del surco:

La estructura del suelo tiene una relación directa con la cantidad de agua y oxígeno que se puede mantener en un perfil del suelo e influye en la cantidad de actividad microbiana posible. La composición del suelo y la historia de labranza del lote son los principales actores en la estructura de poros de un suelo. Sin embargo, el tráfico de la maquinaria y la presión aplicada por los cuerpos de siembra también son factores clave en la estructura de poros y micro poros.

Los suelos compactados reducen el tamaño de las partículas del suelo y colapsan la estructura de macro poro a una estructura de micro poro. Esta reducción en el espacio aéreo entre las partículas del suelo restringirá el tamaño de las raíces, la absorción de agua y el contenido de oxígeno en esa área, reduciendo así la actividad microbiana. Esto crea un ambiente más adverso para el crecimiento de la raíz, limitando la absorción de nutrientes.

Exceso de carga en cuerpo de siembra, generando compactación de los laterales del surco

exceso de peso en las ruedas limitadoras de profundidad genera compactación en la pared lateral del surco, limitando el crecimiento de las raíces primarias de la corona. Este estrés temprano en la etapa de desarrollo (V4-V6) puede causar una reducción del tamaño de la espiga debido a la pérdida posible de filas en la espiga. Los efectos son los siguientes:

1. Raíces con forma de hacha: pobre absorción de nutrientes. Los nutrientes se toman en la planta a través de la intercepción por parte de la raíz. Si se reduce la capacidad de intercepción de nutrientes por la raíz, la nutrición de la planta se verá afectada y el potencial de llenado de grano puede verse perjudicado. (Figuras A1, A2).

2. Plantas mal arraigadas: las raíces atrapadas en el surco con forma de hacha no soportan vientos o lluvias fuertes y puede aparecer problemas de estabilidad y vuelco. (Figura B).

3. Surco abierto: si el suelo está demasiado húmedo y compactado por las ruedas niveladoras, la ranura comenzará a abrirse a medida que el suelo se seque y se contraiga. Esto expone las raíces primarias a la luz solar y al aire, lo que hace que las plántulas se desarrollen por debajo del suelo y/o reduzcan la absorción total de humedad en la planta. (Figura B).

4. Ambiente deficiente para la actividad microbiana: si la estructura macroporo del suelo comprime a la estructura del microporo, la concentración de agua y oxígeno desciende. Esto, a su vez, disminuye la población microbiana lo cual significa un ambiente menos saludable para una planta de maíz.

5. Espacios con aire: Al compactar el suelo con las ruedas niveladoras de profundidad, dificulta al sistema de tapado para cerrar los espacios de aire en el surco. (Figura C).

Cultivo: Soja

La soja es una especie, a diferencia de otros cultivos como el maíz, tiene una elevada capacidad de compensación través del número de ramas y frutos por planta. Por esta razón, las plantas tardías podrían  ser compensadas por sus vecinas, con una mayor ramificación, mayor número de vainas, mayor número de granos/vaina o mayor peso del grano.

Sin embargo, la tendencia es reducir la densidad de semillas por hectáreas debido a un mayor costo de la genética y a reducir el espaciamiento entre surcos para competir mejor con las malezas. Frente a este nuevo planteo, el distanciamiento entre semillas es mucho mayor y los efectos de la compensación se verán reducidos. El desafío será investigar el efecto en estas situaciones.

Un estudio realizado por la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNR ha mostrado que la desuniformidad temporal tuvo un efecto más frecuente e importante que la desuniformidad espacial, el cual no dependió de la densidad de plantas

Humedad

Las semillas de soja requieren más agua para germinar que el maíz y deben embeber (absorber) el 50% de su peso en agua antes de germinar, dependiendo de la textura del suelo.

Una forma rápida que se utiliza para estimar la humedad del suelo, es tratar de formar una bola entre los dedos. Con un 30 a 50% de humedad, una bola de tierra formada se sentirá ligeramente húmeda al tacto y formará una bola débil mientras se sujeta con la mano, pero no dejará manchas de suciedad. Si bien es necesario tener suficiente humedad disponible, el contacto entre la semilla y el suelo es fundamental para la imbibición. Sensores que permitan estimar con precisión la humedad, serán de gran importancia para el cultivo.

A diferencia del maíz, la profundidad de siembra en el cultivo de soja debe ser más superficial, no pudiendo ser mayor a 2 pulgadas. Por esta situación, nos vemos limitados en poder aumentar la profundidad de siembra en las sembradoras en búsqueda de la humedad necesaria para la germinación.

 

Temperatura

La mejor temperatura del suelo para la siembra de soja es de 25° grados centígrados. Tanto la germinación como la emergencia son las más rápidas a esta temperatura. Aunque es posible sembrar semillas de soja en suelos con temperaturas de 10° C, tales bajas temperaturas retardan la emergencia de las semillas hasta tres semanas, las semillas permanezcan latentes y se vuelvan más vulnerables a enfermedades, insectos y depredadores. Como regla general es necesario esperar hasta que el suelo se caliente a por lo menos 16° C.

 

Residuo

Los efectos negativos del residuo sobre la emergencia de la semilla, son similares a los descritos en maíz, el desafío será investigar su impacto en el rendimiento, especialmente en sojas de segunda sobre cultivos de trigo/cebada donde el ingreso de material vegetal dentro del surco es muy elevado.

 

Densidad del Suelo

Tal como se mencionó anteriormente, un manejo incorrecto de la carga sobre los cuerpos de siembra, provoca plantas con emergencia tardía ya sea porque las semillas no alcanzan la profundidad de siembra correcta o debido a la compactación de las paredes del surco.

El impacto de la densidad del suelo en la siembra es muy importante en la soja, ya que las semillas emergen a medida que el hipocotilo se endereza y lleva los cotiledones a la superficie, necesitando gastar mucha energía para completar este proceso. Por lo tanto, exceso de compactación por las ruedas niveladoras puede tener un efecto muy negativo en el cultivo, ya que las plántulas necesitarán mucha energía la cual podría ser usada más tarde por la planta. Esta situación puede verse empeorada en condiciones de encostramiento debido a lluvias intensas.