Consideraciones tecnológicas para el manejo agronómico sostenible de maíz en Colombia.

 Oscar Eduardo Sanclemente Reyes1 & Milton Cesar Ararat Orozco2

 1Ingeniero Ambiental, Magister en Ciencias Agrarias, Doctor en Agroecología. 2Ingeniero Agrónomo. Magister en Ciencias agrarias, énfasis Suelos. Doctor en Ciencias Agrarias, énfasis suelos

 1, 2Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente –ECAPMA. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Palmira, Valle del Cauca. Colombia.

1oscar.sanclemente, 2milton.ararat@unad.edu.co

 Introducción

La práctica de los sistemas de cultivo de maíz en Colombia muestra que este cereal podría alcanzar óptimos niveles de competitividad y formar parte del eje del desarrollo socioeconómico en el país. De acuerdo con Campuzano (2005), una tendencia general de los nichos de producción, permite identificar cómo se desarrolla el sistema productivo de maíz amarillo en varias regiones del país como por ejemplo: la Orinoquía, Costa Atlántica sur, el Valle del Magdalena, el Valle del Cauca, Santander, sur de Cesar y la zona Cafetera. 

Gran parte de los productos de la canasta familiar de los colombianos, están ligados a materias primas como maíz, soya y trigo. Productos de panadería, arepa de maíz, envueltos de choclo, leche de soya, entre otros, se consumen casi a diario en los hogares. Sin embargo, a pesar de que el mercado de estos productos continúa en crecimiento, el país ha perdido la capacidad de producir estas materias primas en los campos agrícolas, y en la actualidad, la mayor parte de éstas se importan desde países como Estados Unidos, Argentina, Brasil y Bolivia. Ya desde inicios del nuevo milenio, Colombia comenzó a importar desde Estados Unidos, más de la mitad de maíz, soya y trigo necesarios en la agroindustria de harinas y la elaboración de concentrados para alimentación animal, motivado por sus bajos precios (Departamento Administrativo Nacional de Estadística- DANE, 2013). Gracias a las políticas de subsidios sobre insumos y maquinaria que ofrece el gobierno estadounidense a sus agricultores, estos productos pueden exportarse a bajo precio a países como el nuestro, afectando la producción nacional cuya relación beneficio/costo es demasiado baja. 

Colombia no puede ser competitivo con los precios de estos granos importados debido a los altos costos de insumos como fertilizantes, semillas, maquinaria, riego y labores de cultivo, que encarecen los productos (Departamento Administrativo Nacional de Estadística- DANE, 2013). Lo anterior, unido a las concesiones que trajo el tratado de libre comercio TLC con Estados Unidos en 2011, que estableció la entrada de estos productos a bajos aranceles, afectando a centenares de productores nacionales que no tuvieron otra opción que salir del mercado. Esta problemática, podría afectar en un mediano plazo la soberanía alimentaria del país, al generar alta dependencia de importación de alimentos para abastecer la demanda interna. De aquí que sea necesario explorar nuevas alternativas para la producción sostenible de estos granos en el territorio nacional, y a su vez incentivar el sector agropecuario. Este documento tiene como objetivo presentar algunas alternativas tecnológicas para el manejo agronómico del cultivo de maíz, resaltando sus beneficios comparativos con respecto al modelo de producción industrial de altos insumos. 

Selección de variedades o híbridos

La adquisición e introducción de materiales de siembra en una región o zona productora de maíz es un tema complejo, sin embargo el itinerario de técnicas puede conllevar a la obtención de altos rendimientos siempre y cuando se inicie con estudios de clasificación de genotipos o materiales que se adapten lo mejor posible al ambiente -condiciones edafoclimáticas- y que expresen su gran potencial productivo en términos de biomasa. Cuando se establecen siembras de un híbrido o variedad en ambientes distintos puede responder de manera desigual, por esta razón, no todos los híbridos o variedades obtienen altos rendimientos en todas las regiones. Asimismo es importante reconocer su expresión frente a las plagas y enfermedades que atacan la planta cuando hay condiciones ambientales que les benefician, así como también se debe motivar la implementación de manejos integrados que reduzcan los niveles de daño y definir la producción a cantidades que proporcionen alto margen de rentabilidad. 

Considerando zonas específicas de las regiones naturales de Colombia con alto potencial de producción, se pueden citar ejemplos de aportes tecnológicos en evaluaciones de híbridos en zona de ladera del eje cafetero; En esa instancia, CENICAFE (2013) reporta afectación en la producción de grano seco (t.ha-1), ajustado al 15% de humedad, de los híbridos por localidades,  por una condición ambiental como la observada en años con eventos climáticos de “La Niña” o “El Niño”, lo cual puede influir de manera importante en la expresión de la productividad del maíz, de tal manera que en suelos con baja capacidad de retención de humedad se puede sembrar maíz en años con el fenómeno de “La Niña”, pero es riesgoso sembrarlo en años con el fenómeno de “El Niño”. 

Rotación de cultivos con maíz

La rotación de cultivos es una práctica bien conocida en sistemas tradicionales campesinos de producción. Consiste en establecer previamente cultivos de leguminosas, gramíneas, crucíferas y el mismo barbecho, con miras a mejorar la fertilidad del suelo por aporte de nutrientes vía mineralización de residuos vegetales, favoreciendo su absorción en maíz durante el siguiente semestre (Prager et al., 2012).  En estos sistemas es frecuente la siembra de leguminosas gracias a su capacidad de fijación de N2 atmosférico por simbiosis con rizobios del suelo. Se stima que esta fijación puede llegar hasta 200 kg N ha-1 dependiendo del grado de fertilidad del suelo y la disponibilidad de otros nutrientes como el P (Kaizzi et al., 2006; Blanchart et al., 2006). En Molisoles y Vertisoles como los presentes en valles geográficos del Cauca y Magdalena, esta condición de fertilidad no sería limitante. Sin embargo, en Oxisoles de la Orinoquia colombiana, donde se proyecta en buena medida la ampliación de la frontera agrícola y, actualmente, se siembran maíz y soya a nivel industrial, las condiciones de pH ácido limitan la disponibilidad de P en el suelo, afectando también la fijación de N2

En sistemas de rotación con leguminosas, gran parte del nitrógeno asimilado en la biomasa verde retorna al suelo vía mineralización de la materia orgánica (Sosa et al., 2014). En este proceso es importante la acción de la macrobiota y de microorganismos nitrificantes, que transforman en el suelo el nitrógeno de las biomoléculas vegetales en amonio y nitrato disponibles para el subsiguiente cultivo de maíz. De esta manera, se genera una economía del nitrógeno en el cultivo y se reduce el impacto ambiental generado por la producción, transporte y aplicación de fertilizantes de síntesis química como la urea, de alta demanda en el cultivo de maíz. Adicional a las bondades de manejo de la fertilidad del suelo con las rotaciones, se encuentra el beneficio económico para el productor al poder obtener cosechas de granos de leguminosas previo a la siembra de maíz.  En este sentido, se recomienda la siembra de especies de rápido crecimiento y alta capacidad de adaptación al medio como soya, frijol común y frijol caupí. 

En estudios realizados en suelos de ladera del Valle del Cauca, investigadores registraron rendimientos entre 6.5 y 6.8 t/ha de maíz (variedad ICA 305), cuando se sembró en rotación con la leguminosa frijol terciopelo Mucuna pruriens, siendo estos resultados significativamente superiores al testigo con 4.1 t/ha, que no tuvo rotación (Sanclemente et al., 2013). En esta investigación, se registraron incrementos cercanos a 25% en el contenido de N total del suelo con la siembra previa de M. pruriens, durante la rotación. Otro resultado a favor de la práctica de rotación fue la reducción de la perdida superficial del suelo en cerca del 35%, cuando se realizó la rotación comparada con el testigo que presentó suelo desnudo (Sanclemente & Patiño, 2015).

 Intercultivos maíz-leguminosas

Los intercultivos o cultivos intercalados, son asociaciones entre diferentes especies vegetales que comparten al tiempo la escala espacial. En estos sistemas es importante identificar los nichos ecológicos de los cultivos a establecer y sus particularidades, por ejemplo sistema radical, tipo de dosel, área foliar, estados fenológicos, entre otros, con motivo de fomentar las sinergias y  favorecer la producción. En sistemas intercalados tradicionales con maíz, se han reportado especies como frijol común, soya, guandul, calabaza, nabos forrajeros, yuca, y otros, que optimizan el uso equivalente de la tierra (UET) y generan mayor rentabilidad al productor. Entiéndase UET como la cantidad necesaria de área en monocultivo para obtener igual productividad que en policultivo. 

A pesar de que en Colombia, se ha realizado históricamente investigación tendiente a establecer y cuantificar los beneficios de esto sistemas, en la actualidad domina la producción industrial de monocultivo de maíz. En algunos ensayos en suelos de la zona plana del Valle del Cauca, investigadores registraron UET de 1.5 con el intercultivo maíz- frijol común, comparada con los sistemas en monocultivo de maíz (Francis, Flor & Prager, 1978). Adicionalmente, los investigadores registraron menor incidencia de cogollero Spodoptera frugiperda Smith., en el maíz intercalado comparado con el sembrado en monocultivo. Resultados similares fueron registrados en un Vertisol del Valle del Cauca sembrado en intercultivo maíz- soya, logrando rendimientos de 5.6 y 2.4 t.ha-1, respectivamente (Sanclemente, 2013). Los rendimientos combinados, fueron superiores a los obtenidos de manera individual por los monocultivos que lograron 6.0 t/ha en maíz y 2.1 t.ha-1 en soya, indicando un UET de 2.0.  La maximización del UET en sistemas de policultivos intercalados, es propicia sobre todo para sistemas de producción campesina cuyas parcelas productivas no sobrepasan las 10 ha. 

Estos valores de UET en policultivos no sólo se han registrado en Colombia. En México investigadores evaluaron diferentes arreglos de cultivos intercalados maíz- leguminosas, registrando UET de 1.59 en maíz- soya, siendo significativamente mayor a los obtenidos en maíz-Crotalaria y maíz- frijol común (Ruíz & Loaeza, 2003). Al parecer, las sinergias que permiten maximizar la productividad en sistemas intercalados no solo se presentan en la parte aérea del cultivo.  Van Kessel et al., (1985) evaluaron simbiosis rizosférica en sistemas maíz- soya, registrando correlación entre la presencia de hongos micorrícicos arbusculares HMA del género Glomus sp., y el proceso de fijación de N2 en soya, explicado por mayor aporte de P por el HMA desde la solución y consecuente incremento en la fijación. En otra investigación bajo condiciones controladas, se evaluó la interacción entre cepas y el intercultivo maíz- soya en invernadero, registrando mayor acogida del tratamiento HMA Glomus mosseae más Bradyrhizobium japonicum en el sistema intercalado comparado con el monocultivo de soya (Bethlenfalvay et al., 1991). Adicionalmente, se observaron zonas comunes de transferencia de agua y nutrientes entre las hifas de los HMA que colonizaron a raíces de maíz y soya. 

Pero este tipo de beneficios en UET también se han registrado en suelos de baja fertilidad y pH ácido como podrían encontrarse en los llanos orientales de Colombia. Evaluando productividad en sistemas maíz- soya mediante variación de densidad de siembra en Nigeria, investigadores registraron incrementos de la UET en 51, 44 y 45% con densidades de: 1.:1, 2:2 y 1:2, respectivamente, en contraste con los monocultivos (Undie et al., 2012). Estos resultados muestran las bondades del potencial uso de sistemas de cultivo intercalados maíz- soya, dos de los productos de mayor importación en Colombia.  

Uso de abonos verdes y acolchados orgánicos

Los abonos verdes AV son plantas que se siembran en asocio o rotación con el cultivo de interés económico con miras de incorporar al suelo sus residuos vegetales, cuya mineralización favorece la materia orgánica estable MOS y la fertilidad del suelo (Da costa et al., 1993; Prager et al., 2012). Generalmente, se emplean residuos de leguminosas de alta rusticidad y capacidad adaptativa al medio, destacándose especies como Mucuna pruriens, Crotalaria juncea, Cannavalia ensiformis, Vigna unguiculata y Cajanus cajan (Prager et al, 2012; Sanclemente et al., 2015). Sin embargo, debido a la baja relación C/N de los residuos vegetales de estas especies, cada vez es más frecuente usar cocteles o mezclas con otros residuos de gramíneas o crucíferas, y así reducir las pérdidas de N por volatilización. Por su parte, a diferencia de los AV los acolchados orgánicos AO no se incorporan en el suelo y en cambio los residuos vegetales se depositan sobre superficie, generando otros beneficios como protección del suelo, regulación de temperatura, control de evapotranspiración y regulación de lixiviación de agua y nutrientes por imbibición.

En estudios realizados en un Vertisol del Valle del Cauca, investigadores sembraron durante el primer semestre en intercalado M. pruriens- maíz, con miras de destinar la mezcla de residuos vegetales como AV y AO para el subsiguiente intercultivo maíz- soya (Sanclemente, 2013). Los residuos se adicionaron al suelo, 90 días después de la siembra en estado fenológico de prefloración en M. pruriens (mayor fijación de N2) y maíz choclo, obteniendo adicionalmente beneficios económicos en cosecha. Se observó que el AO favoreció significativamente la productividad de grano de soya en el intercultivo, logrando los mayores rendimientos combinados con 8.0 t.ha-1.

Similares resultados se obtuvieron en suelo de ladera de Palmira, Valle del Cauca, con la adición el AV de M. pruriens en el cultivo de maíz, que logró el mejor balance energético en términos de energía cosechada en granos vs energía suministrada en la producción (Sanclemente et al., 2012). En el mismo estudio, el uso de AO más compost obtuvo rendimiento de 6.5 t.ha-1 de grano de maíz y al tiempo redujo la erosión del suelo en 35% comparado con el testigo -suelo desnudo-, explicado por la no disturbación superficial que favorece la agregación, así como la interceptación de las gotas de lluvia, siendo una práctica más sustentable (Sanclemente & Patiño, 2015). Estos resultados coinciden  con los obtenidos por investigadores en un Inceptisol del Valle del Cauca, donde la aplicación de compost más AV (mezcla Cannavalia ensiformis L. y Axonopus scoparius F.) al cultivo de maíz, generó incrementos significativos en la colonización, longitud y actividad de micelios de HMA (Vélez & Sánchez de Prager, 2014). Al parecer, la aplicación de compost al AV o AO favorece el aporte y liberación gradual de nutrientes al suelo, lo que se traduce en mayor actividad biológica del suelo y la nutrición vegetal. 

Aplicación de abonos orgánicos

Existen otras herramientas o guías para el uso de productos biotecnológicos a partir de residuos agroindustriales, la cuales establecen la línea de alternativas agroecológicas para el manejo de condiciones o propiedades del suelo. 

A partir de la molienda húmeda de maíz amarillo se obtienen residuos líquidos “Sust-prot” con alto potencial o valorización agronómica y debe ser el objetivo prioritario, siempre y cuando se realicen los tratamientos necesarios para garantizar la calidad del producto y se programen los planes de aplicación a suelos agrícolas, contribuyendo a la disminución de los costos de producción. Por tanto,  en los sistemas agrícolas el ciclo de la materia orgánica se ve fuertemente alterado por las exportaciones realizadas por la biomasa de la cosecha, por lo que es necesario restituir al suelo los nutrientes minerales mediante técnicas de fertilización orgánica y/o mineral (Ararat, 2006). 

En condiciones de un Inceptisol del Valle del Cauca establecido con un sistema de hibrido de maíz (Pioneer 30k75), se realizaron aplicaciones de “Sust-prot” donde el análisis estadístico de las propiedades químicas edáficas mostraron diferencias significativas en las variables Fósforo y Boro por efecto de tratamientos en los primeros 20 cm de profundidad y un incremento de estos elementos a nivel foliar; Los efectos fisiológicos tuvieron relación con el rendimiento, cuyos promedios en cosecha presentaron una diferencia  por encima de 0,956 t.ha-1 en comparación con  el tratamiento testigo convencional (Ararat, 2006). 

En contraste para otras condiciones ambientales: Valle de Culiacán, México, García et al. (2013), obtuvieron también valores favorables con la aplicación de abonos orgánicos como la vermicomposta y el supermagro en el cultivo de maíz criollo. El rendimiento obtenido en el maíz criollo tratado con fertilizantes orgánicos fue superior a la media experimental en la región, fue de 5 a 6 t.ha-1

De acuerdo a los resultados de Ararat (2016), correspondiente a la determinación de variables de desarrollo de un hibrido de maíz en función de  la aplicación de cachaza, el principal  efecto se evidenció con promedios de 10,5 % materia seca en las hojas de a los 60 días después de la siembra, superior a los contenidos del tratamiento con fertilización convencional (5,83 %).  

Para el caso de mejoramiento de las condiciones químicas del suelo en el establecimiento de materiales semillas de maíz, los residuos de cachaza y carbonilla provenientes de la agroindustria de la caña de azúcar pueden estimarse no solo como enmienda sino también como biofertilizantes, con resultados exitosos en diferentes cultivos como los reportados por Montenegro et al. (2015), cuya evaluación determinó la presencia de bacterias diazotróficas detectadas por genes nifH en este tipo de residuos mezclados entre sí y con adición de arena, cascarilla de arroz y bagazo de caña. 

Adelantar tecnologías en el conocimiento sobre potenciales bacterias diazotróficas e interacción con diversos cultivos, es tema de investigación a nivel mundial; debido al potencial biotecnológico evidenciado en el aumento de la productividad agrícola, posibilidad de reducción de costos de producción por disminución en el uso de abonos nitrogenados y consecuentemente conservación de los recursos ambientales (Moreira et al., 2010). Se recomienda en todo sistema de cultivo agrícola constituir el respectivo itinerario de técnicas en campo como lo menciona Ararat et al. (2014), principalmente en estudios sobre las condiciones del suelo y zonas homogéneas para para establecer o relacionar el aumento o disminución de la producción de biomasa.

Conclusiones

Dentro de las consideraciones tecnológicas para el manejo agronómico sostenible en Colombia, se encuentra de forma preliminar la selección de materiales de siembra acordes con las condiciones agroecológicas específicas, teniendo en cuenta las recomendaciones tanto de los híbridos como de variedades, propuestos por los centros de investigación o entidades oficiales encargados del reconocimiento y clasificación fitosanitaria. En los sistemas de cultivo es pertinente la implementación del itinerario de técnicas para el manejo eficiente del recurso hídrico, uso sostenible del suelo, cultivos asociados, manejo integrado de plagas y enfermedades y el aprovechamiento de recursos orgánicos disponibles en las zonas productivas.

Literatura citada

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