AIANBA. Desuniformidad espacial y temporal de plantas en el cultivo de maíz: Influencia de la densidad y la distancia entre surcos.

Selección de los principales trabajos científicos originales expuestos en el último Congreso Nacional de Maíz: Generando Valor para un Futuro Sustentable organizado por AIANBA –Asociación de Ingenieros Agrónomos del Norte de la Provincia de Buenos Aires-.

Desuniformidad espacial y temporal de plantas en el cultivo de maíz: Influencia de la densidad y la distancia entre surcos.

1Giuliano.D.; 2Cirilo A.G.; 1Otegui M.E.
1 Facultad de Agronomía - UBA, Av. San Martín 4453 (Ciudad de Bs. As.); 2Estación Experimental Agropecuaria Pergamino - INTA, Ruta 32 km. 4.5, Pergamino)

Palabras clave: maíz, desuniformidad espacial y temporal de plantas, densidad, distancia entre surcos, rendimiento
Key words: maize, plant spatial and temporal variability, plant density, row spacing, grain yield

Introducción

Los cultivos de maíz (Zea mays L.) frecuentemente presentan planteos desuniformes. Las deficiencias de las máquinas sembradoras en distribuir las semillas, especialmente con velocidades excesivas de siembra, provocan una distribución irregular de plantas en el surco (desuniformidad espacial). Variaciones en la profundidad de siembra, contacto irregular ente suelo y semilla, mala preparación del suelo, deficiencias del abresurco, vigor de la semilla y/o bajas temperaturas causan variaciones en la emergencia y desarrollo inicial de las plantas (desuniformidad temporal).

El efecto de la desuniformidad de plantas sobre el rendimiento del cultivo de maíz está asociado a la magnitud del déficit o exceso de recursos por planta (Andrade y col., 1999; Vega y col., 2001). Dentro de ciertos rangos, el rendimiento adicional de las plantas con más recursos (con menor competencia) compensa el menor rendimiento de las plantas adyacentes con menos recursos (con mayor competencia), pero cuando se establecen jerarquías marcadas entre plantas, las dominadas compiten con desventajas con las plantas vecinas dominantes. Estas jerarquías entre plantas se establecen temprano en el ciclo del maíz (Maddonni y Otegui, 2004). Deficiencias en la operación de siembra pueden generar plantas desuniformes como consecuencia de una emergencia y/o distribución desparejas. Se han reportado disminuciones de variada magnitud en el rendimiento de cultivos desuniformes de maíz (Nafzinger et al., 1991; Nielsen, 1993; Liu y col., 2004 a y b ) pero existe escasa información acerca de la influencia de la densidad de siembra y de la distancia entre surcos en dicho efecto. En cultivos densos se incrementa la competencia intraespecífica (Vega y Sadras, 2003; Maddonni y Otegui, 2004), donde las plantas dominadas solo alcanzarían crecimientos cercanos al umbral mínimo para producir granos viables (muy bajo rendimiento o esterilidad). En cultivos poco densos, en cambio, las plantas dominantes serían incapaces de trasladar su crecimiento extra al rendimiento. Por su parte, la siembra en surcos angostos aliviaría los efectos derivados de la competencia inicial entre plantas sobre la hilera al aumentar la separación entre plantas (Maddonni y col., 2001). El objetivo de este trabajo fue analizar la incidencia de la estructura de cultivo (densidad de plantas y distancia entre surcos) en el crecimiento y rendimiento de plantas en planteos uniformes y desuniformes, tanto espacial como temporalmente.

Materiales y Métodos

Se condujo un ensayo a campo en la Estación Experimental Pergamino del INTA (33º 93' Lat. S, 60º 55' Long. O; 65 m snm, Buenos Aires, Argentina) sobre un suelo argiudol típico durante la campaña 2004/2005. Se sembró el híbrido comercial NK900 TD MAX (Syngenta Agro S.A.) el 31 de Octubre en dos densidades de plantas (DENS): 6,5 (D1) y 8,7 (D2) pl m-2. Se emplearon dos espaciamientos entre surcos (ESPA): 50 (E1) y 70 (E2) cm. Se establecieron dos niveles de desuniformidad espacial (UNES): uniforme y desuniforme (desvío estándar de 15 cm en la distancia entre plantas sobre la hilera), y dos niveles de desuniformidad temporal (UNTE): uniforme y desuniforme (desfase fenológico de 4 hojas en 1/3 de las plantas sobre la hilera). Se utilizó un diseño en parcelas subdivididas, con un arreglo factorial DENSxESPA en la parcela mayor, asignando UNES a la subparcela y UNTE a la sub-subparcela. La unidad experimental consistió de tres series (o dos series en la menor densidad en surcos angostos) contiguas de doce plantas consecutivas sobre una hilera de 10 m de largo. Las plantas fueron identificadas con tarjetas y numeradas consecutivamente dentro de cada serie. Se aseguraron condiciones hídricas no limitantes de agua y de nutrientes mediante riego por aspersión y fertilización nitrogenada, fosforada y azufrada. Las malezas, insectos y enfermedades fueron adecuadamente controladas.

La desuniformidad espacial se logró colocando las semillas dentro de cada serie de 12 plantas a 10 cm menos en 2/3 de las plantas y a 20 cm más en 1/3 de las plantas respecto de la distancia uniforme (ésta fue de 22 y 16,8 cm en baja y alta densidad respectivamente en surcos espaciados a 70 cm, y 30,8 y 23,1 cm en baja y alta densidad respectivamente en surcos espaciados a 50 cm). De ese modo, en las parcelas con desuniformidad espacial se generaron en cada serie cuatro grupos plantas alejados del resto a mayor distancia que la de las parcelas uniformes: uno grupo de una sola planta (posición 10), otro de dos plantas (posiciones 2 y 3), otro de tres plantas (posiciones 12 y 11 y la planta 1 de la siguiente serie) y otro de seis plantas (posiciones consecutivas de 4 a 9). Las plantas con desfase temporal se sembraron en los lugares asignados (posiciones 2, 6, 10 y 12) el 17 de Noviembre, cuando el resto de las plantas presentaban dos hojas desplegadas. Todo el experimento se sembró manualmente con bastones con dos semillas por golpe y se raleó al momento de dos hojas desplegadas, dejando la densidad y desuniformidad espacial deseada. Cada una de las hileras evaluadas tuvo a cada lado una hilera de bordura con DENS y ESPA correspondientes a cada parcela mayor y con plantas uniformes espacial y temporalmente sembradas en la primera fecha. Se dejó una hilera adicional de bordura entre parcelas mayores y se dejaron como bordura las plantas en 2 m de surco al comienzo y final de cada hilera de evaluación. Se promediaron los valores correspondientes a cada posición de planta entre las series dentro de cada parcela.

Se determinó la biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica de cada planta identificada. Las plantas fueron cortadas al ras del suelo, trozadas y separadas en dos fracciones (granos y resto), secadas en estufa con circulación forzada de aire a 65 ºC durante 10 días y pesadas por separado. Se calculó el rendimiento en grano por unidad de superficie (g m-2) a partir de la sumatoria de los rendimientos de grano de las plantas evaluadas en cada parcela y la superficie ocupada por las mismas. Se expresó el rendimiento en humedad comercial de 14%.

Los datos se analizaron mediante análisis de varianza para establecer la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos.

Resultados y Discusión

La biomasa acumulada en madurez fisiológica mostró diferencias entre plantas. En el Cuadro 1, se detallan los pesos secos de las plantas ubicadas en las posiciones 6 y 10 dentro de las series analizadas, que fueron sobre las que se registraron las mayores diferencias (datos no mostrados). La planta 6 correspondió a la posición más desfavorecida en las parcelas desuniformes en el espacio, ya que se ubicó en la parte media de una serie de 6 plantas consecutivas que crecieron a una distancia entre sí de 10 cm inferior a la de las parcelas con planteo uniforme. La planta 10, en cambio, se ubicó en una posición aislada, separada de sus vecinas más próximas a una distancia de 20 cm superior a la de las parcelas espacialmente uniformes. Ambas posiciones correspondieron también a plantas con retraso en su emergencia en las parcelas con desuniformidad temporal, posibilitando analizar también este efecto en esas plantas. Ambas clases de plantas resultaron más pesadas en baja densidad, pero las diferencias más notables se encontraron entre plantas con distinta uniformidad espacial y, especialmente, con diferencias en su uniformidad temporal, donde las plantas uniformes resultaron más pesadas. No se encontraron interacciones entre los factores de estructura de cultivo analizadas. En todos los casos, la siembra en surcos angostos no mejoró la acumulación de biomasa en las plantas en posición 10, pero sí mejoró la de las plantas en posición 6 expuestas a mayor competencia intraespecífica en la condición de desuniformidad espacial, sugiriendo que la siembra en surcos menos distanciados aliviaría los efectos sobre el crecimiento derivados de la competencia entre plantas sobre la hilera al aumentar la separación entre sí. En cambio, los pesos de las plantas en posición 10, expuestas a menor competencia en planteos desuniformes, no difirieron significativamente de aquellas plantas uniformes en el espacio, indistintamente de la distancia entre los surcos de siembra.

Las variaciones en el crecimiento de las plantas se reflejaron en su rendimiento en grano, aunque con diferencias más marcadas entre tratamientos especialmente en las plantas en posición 6 (Cuadro 1). Las plantas en esta posición redujeron dramáticamente su rendimiento cuando emergieron con retraso, llegando a la esterilidad en la densidad más alta cuando coincidieron ambas desuniformidades. Se encontró interacción ESPAxUNTE para las plantas en esta posición, logrando rendir más las plantas sin retraso cuando fueron sembradas en surcos estrechos pero no cuando emergieron con retraso, debido a la severidad de este efecto. Por la misma razón se halló interacción UNESxUNTE, indicando la mayor ventaja de plantas uniformemente espaciadas cuando tuvieron emergencia contemporánea que cuando emergieron con retraso. Tales interacciones no se detectaron entre las plantas en posición 10. El componente del rendimiento más afectado por la competencia intraespecífica en maíz es el número de granos que alcanzan la madurez, relacionado con la capacidad de crecimiento de la planta durante la floración (Otegui y Andrade, 2000). Esa relación revela una escasa plasticidad reproductiva del maíz cuando las plantas crecen a altas tasas (plantas dominantes en planteos desuniformes), donde el número máximo de flores formadas en la espiga limita el aumento del número de granos (Vega y col., 2001). A medida que el crecimiento por planta disminuye se reduce el número de granos logrados en la planta, y esa caída se hace cada vez más abrupta (plantas dominadas), hasta alcanzar un umbral de esterilidad, debido al relegamiento que sufre la espiga dentro de la planta en respuesta a mecanismos de dominancia apical. Este comportamiento explica la presencia de plantas estériles en la posición 6 cuando emergieron con retraso y la ausencia de incrementos de rendimiento significativos en las plantas en la posición 10 cuando quedaron aisladas en el planteo espacialmente desuniforme.

Cuadro 1. Biomasa y rendimiento en grano en madurez fisiológica de plantas de maíz en posición 6 y 10 en dos densidades de plantas (D1: 6,5 y D2: 8,7 pl m-2) y dos espaciamientos entre surcos (E1: 50 y E2: 70 cm) en condiciones diferentes de uniformidad espacial y temporal sin limitaciones hídricas ni nutricionales. Se indica la significancia de los efectos de densidad (DENS), espaciamiento entre surcos (ESPA), uniformidad espacial (UNES) y uniformidad temporal (UNTE) y de las interacciones significativas.

		Biomasa (g pl-1)
		Planta 6					Planta 10
Uniformidad espacial	Uniformidad temporal	D1E11	D1E2	D2E1	D2E2		D1E1	D1E2	D2E1	D2E2
uniforme	uniforme	402	379	341	311		376	403	313	282
	desuniforme	173 (**)	186 (**)	99 (**)	60 (**)		180 (**)	199 (**)	109 (**)	77 (**)
desuniforme	uniforme	301 (ns)	273 (*)	236 (*)	188 (*)		429 (ns)	422 (ns)	354 (ns)	378 (ns)
	desuniforme	78 (**)	45 (**)	14 (**)	6 (**)		216 (**)	293 (*)	200 (*)	171 (*)
	DENS	0.0004					0.0005
	ESPA	0.03					ns
	UNES	0.0001					0.0003
	UNTE	0.0001					0.0001
		Rendimiento en grano (g pl-1)
		Planta 6					Planta 10
Uniformidad espacial	Uniformidad temporal	D1E1	D1E2	D2E1	D2E2		D1E1	D1E2	D2E1	D2E2
uniforme	uniforme	191	171	156	136		182	178	143	129
	desuniforme	29 (**)	50 (**)	12 (**)	7 (**)		32 (**)	36 (**)	15 (**)	6 (**)
desuniforme	uniforme	134 (*)	107 (**)	110 (ns)	65 (**)		207 (ns)	201 (ns)	165 (ns)	159 (ns)
	desuniforme	7 (**)	1 (**)	0 (**)	0 (**)		44 (**)	82 (**)	41 (**)	26 (**)
	DENS	0.003					0.0005
	ESPA	0.05					ns
	UNES	0.0001					0.005
	UNTE	0.0001					0.0001
	ESPAxUNTE	0.005					ns
	UNESxUNTE	0.001					ns

1 Se indica entre paréntesis la significancia (*: a=0.05; **: a=0.01; ns= no significativa) de las diferencias respecto de la condición de plantas uniformes (espacial y temporalmente) dentro de cada combinación DENSxESPA.

En el Cuadro 2 se muestran los rendimientos por unidad de superficie resultantes de las parcelas evaluadas. El rendimiento fue superior en la mayor densidad, por encontrarse seguramente más próxima a la densidad óptima para el ambiente sin restricciones ambientales explorado (Andrade y col., 1996). No hubo diferencias por el espaciamiento entre surcos empleado, como era previsible para tales ambientes (Andrade y col., 2002; Cirilo, 2004), pero se encontró interacción ESPAxUNTE. La siembra en surcos angostos rindió 13 g m2 más (p<0.003) en planteos con emergencia contemporánea, pero no cuando hubo desuniformidad temporal. Las mermas de rendimiento más importantes se debieron a la desuniformidad en el planteo (Cuadro 2), siendo más notables las provocadas por emergencia desuniforme (19 a 33% respecto del planteo uniforme) que las derivadas de planteos espacialmente desuniformes (6 a 14%). Las primeras resultaron estadísticamente significativas y las segundas no (Cuadro 2), en concordancia con lo hallado por Liu y col. (2004 c). Estos autores reportaron que el rendimiento del cultivo no se afectó con desvíos estándar en la distancia entre plantas de hasta 17,5 cm, sugiriendo una compensación entre plantas dominantes y dominadas, pero se redujo entre 4% y 8% con un atraso en la emergencia de dos o cuatro hojas en una de cada seis plantas, respectivamente, sin interacción entre ambos efectos. Sin embargo, en nuestro experimento se encontró interacción UNESxUNTE donde se alcanzó mayor rendimiento (128 g m2, p<0.001) con plantas uniformemente distribuidas en planteos con emergencia contemporánea, pero no con desuniformidad temporal.

Cuadro 2. Rendimiento en grano (14% de humedad) por unidad de superficie de maíz en dos densidades de plantas (D1: 6,5 y D2: 8,7 pl m-2) y dos espaciamientos entre surcos (E1: 50 y E2: 70 cm) en condiciones diferentes de uniformidad espacial y temporal sin limitaciones hídricas ni nutricionales. Se muestra la merma porcentual de rendimiento por desuniformidad respecto de la condición de plantas uniformes (espacial y temporalmente) dentro de cada combinación DENSxESPA. Se indica la significancia de los efectos de densidad (DENS), espaciamiento entre surcos (ESPA), uniformidad espacial (UNES) y uniformidad temporal (UNTE) y de las interacciones significativas.

		Rendimiento (g m-2)					Merma por desuniformidad  (%)1
Uniformidad espacial	Uniformidad temporal	D1E11	D1E2	D2E1	D2E2		D1E1	D1E2	D2E1	D2E2
uniforme	uniforme	1352.5	1250.2	1423.7	1293.6
	desuniforme	964.6	947.6	1029.6	1041.9		28.6 (**)	24.2 (**)	27.8 (**)	19.0 (**)
desuniforme	uniforme	1163.3	1170.2	1298.5	1174.7		14.1 (ns)	6.1 (ns)	8.7 (ns)	9.2 (ns)
	desuniforme	899.7	973.8	1061.8	948.8		33.3 (**)	22.1 (*)	25.3 (*)	26.4 (**)
	DENS	0.03
	ESPA	ns
	UNES	0.003
	UNTE	0.0001
	ESPAxUNTE	0.05
	UNESxUNTE	0.01

1 Se indica entre paréntesis la significancia (*: a=0.05; **: a=0.01; ns= no significativa) de las diferencias de rendimiento respecto de la condición de uniformidad espacial y temporal dentro de cada combinación DENSxESPA.

Conclusiones

La siembra desuniforme redujo el crecimiento y el rendimiento de las plantas que quedaron en condición de competencia intraespecífica desfavorable (plantas dominadas), pero este efecto fue más importante cuando esa condición resultó de su emergencia demorada, provocando hasta su esterilidad en condiciones de alta densidad. Las plantas favorecidas en esa competencia en planteos espacialmente desuniformes (plantas dominantes) incrementaron su crecimiento y rendimiento pero no alcanzaron a compensar la pérdida de rendimiento de las dominadas, reduciéndose el rendimiento por unidad de superficie del cultivo. El efecto de la desuniformidad temporal fue más drástico que el de la espacial, anulando las ventajas de la siembra en surcos angostos en planteos con diferencias solo en su uniformidad espacial. Estas hallazgos correspondieron a cultivos con la tercera parte de sus plantas afectados por una o ambas de las desuniformidades analizadas y sus efectos podrían cambiar en cultivos con otras proporciones de plantas con desuniformidad espacial y temporal.

Agradecimientos

Este trabajo fue realizado con el apoyo financiero de Syngenta Agro S.A..

Bibliografía

Andrade F., Calviño P., Cirilo A. y Barbieri P.. 2002. Agronomy Journal, 94:975-980.
Andrade F.; Cirilo A.G.; Uhart S. ; Otegui M.. 1996. Ecofisiología del Cultivo de Maíz. Editorial La Barrosa-EEA Balcarce, CERBAS, INTA-FCA, UNMP (Eds.). Dekalb Press. Buenos Aires. 292 pp. .
Cirilo A.G. 2004. Revista IDIA XXI. INTA. Año IV, Nro. 6. Pág. 128-133.
Liu W., Tollenaar M.; Stewart G. ; Deen W. 2004 a. Agron. J. 96:1668-1672.
Liu W., Tollenaar M., Stewart G. ; Deen W. 2004 b. Agron. J. 96: 275-280.
Liu W., Tollenaar M., Stewart G. ; Deen W. 2004 c. Crop. Sci. 44: 847-854.
Maddonni, G.A.; Otegui, M.E. 2004. Field Crops Research 85: 1-13.
Maddonni, G. A.; Otegui, M. E.; Cirilo, A. G. 2001. Field Crops Research 71: 183-193.
Nafzinger E.D.; Carter P.R.; Graham.E. 1991. Crop Sci. 31:811-815.
Nielsen R.L. 1993. Agronomy Dep., Purdue Univ., Indiana USA. 7pp.
Otegui M.E.; Andrade F.H. 2000. In: Physiology and modeling kernel set in maize. CSSA Special Publication Number 29, CSSA and ASA, Madison WI, USA, pp. 89-102.
Vega, C.R.C. ; Sadras V.O. 2003. Size-dependent growth and the development of inequality in maize, sunflower and soybean. Annals of Botany: 91:795-805.
Vega C.R.C., F.H. Andrade, and V.O. Sadras. 2001. Field Crops Research 72:163-175.