La fenología es el estudio de los fenómenos biológicos recurrentes que están influenciados por factores climáticos, como la temperatura, la luz, la humedad y otros elementos ambientales. En el caso del maíz (Zea mays), la fenología se refiere a las distintas etapas de su ciclo de vida, que van desde la germinación hasta la cosecha. Comprender estas etapas es fundamental para optimizar el manejo agrícola, ajustar las prácticas de cultivo a las necesidades específicas del maíz en cada fase de su ciclo y garantizar una cosecha exitosa. Desde la siembra hasta la cosecha, el maíz pasa por diferentes etapas fenológicas que exigen atención y cuidados adecuados en cada momento.
La mayor producción del maíz se encuentra entre las latitudes de 55°N y 45°S. Ningún otro cultivo aprovecha la luz solar de una manera tan efectiva como el maíz, siendo una planta C4, y su rendimiento por hectárea es el más alto de los cereales. El maíz aprovecha muy bien el riego, en particular durante la formación de los órganos reproductores y en el momento de la floración, así como en el desarrollo del grano.
Los suelos deben estar bastante calientes para asegurar una germinación y crecimiento buenos y constantes. La temperatura mínima para germinación es de 10°C, y con una temperatura del suelo de 16 a 18°C, el maíz normalmente germina después de una semana. Todas las plantas de maíz tienen las mismas etapas generales de desarrollo; sin embargo, el tiempo entre las etapas y el número total de hojas en una planta pueden variar.
Etapas Vegetativas (Estadios V)
Germinación y Emergencia (VE)
La semilla absorbe agua (alrededor del 30% de su peso) y oxígeno para la germinación. La raíz de la radícula emerge rápidamente cerca de la punta del grano, dependiendo de la humedad del suelo y las condiciones de temperatura. La emergencia ocurre cuando las primeras hojas, llamadas coleóptilo, aparecen sobre la superficie del suelo. El coleóptilo emerge del lado del embrión del grano y es empujado hacia la superficie del suelo por la elongación del mesocótilo.
La Etapa VE - el surgimiento del maíz ocurre cuando los coleóptilos alcanzan y atraviesan la superficie del suelo. Si hay condiciones frescas y secas, el surgimiento se puede retrasar varias semanas. Las temperaturas ideales del suelo (10 a 12 grados C) y las condiciones de humedad promueven una emergencia rápida (5 a 7 días). La profundidad de siembra óptima varía de 1 a 2 pulgadas, siendo fundamental para una emergencia óptima.
Desarrollo Temprano de Hojas (V1-V6)
Después de la germinación, se define cada etapa de desarrollo de las hojas conforme la hoja superior cuyo cuello esté visible. Una hoja con cuello visible es una estructura que se encuentra en la base de la hoja. La primera hoja de maíz tiene una punta redondeada. Desde este punto hasta la floración (etapa R1), las etapas de las hojas están definidas por la hoja superior con cuellos visibles.
- Etapa V1: Ocurre cuando la primera hoja ha surgido completamente y el collar de la hoja es visible.
- Etapa V3: Marca el inicio del proceso fotosintético y el final de la función de la semilla como la fuente de alimentación primaria. En esta etapa, la planta comienza a depender del sistema radicular nodal conforme estas raíces aumentan de tamaño y empiezan a formar pelo radical. Las raíces nodales comienzan a emerger bajo tierra, y las raíces seminales comienzan a envejecer, con las nodales volviéndose dominantes y ocupando más volumen de suelo.
- Etapas V5-V6: Durante estas etapas, surgen la espiga superior y la panoja, y se determina el número de hileras de grano. Seis hojas con cuello visible, la primera con la punta redondeada es senescente. El punto de crecimiento emerge por encima de la superficie del suelo, y se inician todas las partes de la planta. En algún momento entre V6 y V10, se determina el número potencial de filas (circunferencia de la mazorca), el cual es afectado por la genética y el medio ambiente y se reduce por las condiciones de estrés. La absorción rápida de nutrientes comienza en esta etapa.
Crecimiento Rápido y Desarrollo Pre-floración (V7-V17)
Las raíces de anclaje comienzan a desarrollarse en los nudos inferiores de las plantas sobre el suelo. Un periodo de rápido crecimiento empieza durante las etapas V7-V9. Durante estas etapas, y las de crecimiento V10 a la V17, cualquier práctica de manejo que ayude a reducir el estrés de la planta y permita niveles adecuados de nutrientes puede ayudar a maximizar el potencial de rendimiento. Las demandas de nutrientes (NPK) y agua para el cultivo son altas. El calor, la sequía y las deficiencias de nutrientes afectarán el número potencial de granos y el tamaño de la mazorca. Es importante monitorear y, si es el caso, hacer aplicaciones preventivas para roya y chamusquina.
La fase vegetativa corresponde a la formación del conjunto del tallo y las hojas, y se termina cuando los limbos de 5 a 10 hojas son visibles. El crecimiento rápido ocurre aproximadamente dos semanas antes de la floración. En este periodo, la planta es muy sensible al estrés por calor y sequía. Se establecen los granos potenciales por fila, se determina el número final de granos potenciales (número de óvulos) y el tamaño potencial de la mazorca. La última rama de la panoja es visible en la parte superior de la planta. Las demandas de nutrientes (NPK) y agua para el cultivo están cerca del máximo. El calor y la sequía afectarán el número potencial de granos, por lo que es crucial monitorear y controlar plagas y enfermedades.
Para los maíces tardíos, es crucial estar atentos entre los estadios V2 y V8 debido a la alta movilidad de la chicharrita, que puede aparecer y crecer rápidamente su población, especialmente en ciertas regiones.
Etapas Reproductivas (Estadios R) y Floración
Desarrollo de Órganos Reproductores (Pre-VT)
La fase reproductiva corresponde a la formación y desarrollo de los órganos reproductores. La mazorca comienza a desarrollarse un mes antes de la floración (fase 7-8 hojas), y el número de filas de granos que llevará ya se determina en dicha fecha. La panícula se desarrolla a partir del final de la fase vegetativa.
Aparición de la Panoja (VT)
La Etapa VT - la etapa de la panoja comienza cuando la última rama de la panoja es visible, pero los estigmas aún no han surgido. Las panojas normalmente aparecen 2 o 3 días antes del surgimiento de los estigmas.
Surgimiento de Estigmas y Polinización (R1 - Floración)
La floración comienza cuando se ven los «pelos de elotes» fuera de las cáscaras. La Etapa R1 - la etapa de surgimiento de estigmas comienza cuando el estigma es visible fuera de la hoja. Los primeros estigmas que emergen de las hojas de la cáscara son los que se adhieren a los granos potenciales cerca de la base de la mazorca. Los «pelos» permanecen activos hasta que son polinizados. El polen cae de la panoja a los «pelos», fertilizando el óvulo para producir un embrión. Cada óvulo puede producir un grano individual. La liberación del polen está regulada por la humedad relativa, la temperatura y la velocidad del viento, y este proceso suele completarse en menos de 24 horas.
En esta etapa, se determina el número potencial de granos y se alcanza la altura máxima de la planta. Las demandas de nutrientes (la acumulación de nitrógeno y fósforo aún está progresando, el potasio está casi completa) y agua están en su punto máximo. El calor y la sequía afectarán la polinización y el número final de granos.
Llenado de Grano y Maduración
Etapa de Grano Lechoso y Formación (R2-R3)
Durante las etapas de granulación, la planta ahora provee nutrientes para el crecimiento reproductivo en lugar del crecimiento vegetativo. Mientras el número de granos ya ha sido determinado en etapas anteriores, el tamaño del grano se establece durante las etapas de granulación. Los «pelos» se oscurecen y comienzan a secarse (aproximadamente 12 días después de R1). Los granos son blancos y tienen forma de ampolla y contienen un líquido claro. Los granos tienen aproximadamente un 85% de humedad; los embriones se desarrollan en cada grano. La división celular está completa.
La Etapa R3 - durante la etapa del grano lechoso, el grano es amarillo y tiene un líquido interno lechoso y blanco. Los «pelos» se secan (aproximadamente 20 días después de R1). Los granos son amarillos y se puede exprimir un líquido parecido a la leche de los granos cuando se aplastan entre los dedos. El material almidonado dentro de los granos tiene una consistencia similar a la de una masa (aproximadamente 26 a 30 días después de R1). Se produce una rápida acumulación de almidón y nutrientes; los granos tienen un 70% de humedad y comienzan a llenarse en la parte superior. El estrés puede producir granos vacíos o poco profundos y mazorcas “ásperas”.
Secado Natural y Madurez Fisiológica (R5 - R6)
Al presionar el grano con los dedos, este exuda un contenido lechoso característico. La humedad del grano disminuye a niveles entre 75 y 80%. Durante R5, el grano inicia su secado natural y ya se han iniciado los procesos celulares que definen su estructura interna. En este punto, el grano ha alcanzado entre el 90 y el 95% de su peso seco final.
El llenado de grano es casi total. Se forma una capa negra en la base del grano, señal de que el flujo de nutrientes ha cesado por completo y bloqueando el movimiento de materia seca y nutrientes de la planta al grano (50 a 60 días después de R1). El grano no está listo para un almacenamiento seguro. Las heladas o cualquier estrés biótico o abiótico no afectan los rendimientos después de esta etapa de desarrollo. Sin embargo, el acame debido a enfermedades, daños por insectos o granizo puede provocar una pérdida física del rendimiento.
Factores Clave y Unidades Térmicas de Crecimiento (GDU)
Influencia de la Temperatura en el Ciclo del Maíz
El largo del ciclo de cada genotipo de los cultivos, como el maíz, obedece a la temperatura ambiente principalmente, sobre todo en fechas de siembra tempranas. La temperatura regula el largo del ciclo de vida. Por ende, si cada año se siembra en la misma fecha, y en uno en particular las temperaturas son más cálidas con episodios de mayor temperatura que lo típico, la floración se adelantará.
La sincronía floral es uno de los factores más relevantes. Por ejemplo, en ocasiones se ha observado un adelanto en la floración del maíz debido a un aumento de las temperaturas mínimas, y no tanto de las máximas, que en conjunto influyen para alcanzar la misma suma térmica de años anteriores un poco antes. También la presencia de golpes de calor y baja humedad relativa puede combinar para adelantar la floración del maíz unos 5 a 8 días. Este adelanto en la floración del maíz puede ser una buena noticia para los productores, ya que implica que buena parte del desarrollo del cultivo se da en un ambiente menos demandante de agua, evitando complicaciones por falta de agua que suelen ocurrir con floraciones tardías. Sin embargo, para los productores de semilla, esto puede ser un problema, ya que necesitan una sincronía fina entre flores macho y hembra.
"¿Cómo el clima afecta los cultivo de maíz? 🌽🌦️
Cálculo y Uso de las GDU
Las sumas térmicas (GDUs, por sus siglas en inglés "Growing Degree Units") representan la acumulación diaria de calor necesario para el crecimiento y desarrollo del maíz. Cada producto de maíz tiene un cierto número de GDUs necesario para alcanzar la madurez para cosechar. Los GDU, en la jerga de los fisiólogos, representan el “tiempo térmico”, la suma de grados día por encima de la temperatura base.
Para los cereales de invierno se usa cero de temperatura base, sumándose directamente la temperatura media diaria. En especies de verano como el maíz, se usa una temperatura base de 8-10 grados, valor que se resta a la temperatura media del día, y esa diferencia se va acumulando. Esto proporciona una herramienta que ayuda a predecir las etapas fenológicas del cultivo, principalmente la floración.
Las sumas térmicas se calculan para cada día a lo largo de la temporada de crecimiento, a partir del día posterior a la siembra, hasta la cosecha. Las sumas térmicas diarias a partir de la fecha de siembra se utilizan para determinar las unidades totales acumuladas para la temporada de crecimiento. Por ejemplo, si la temperatura baja es inferior a los 50°F, se utilizan 50°F en la ecuación. El tiempo térmico es la suma de temperaturas que se debe completar para llegar a un determinado estado de la planta como, por ejemplo, la floración. En maíz se suman las variaciones de temperatura entre los 8 y los 25 grados de media diaria. A mayor temperatura del día, la duración de la etapa es más corta.
El rastreo de las GDU se puede utilizar para programar la siembra de maíz dulce a fin de ayudar a planificar una cosecha estable.
Prácticas de Manejo y Cosecha
Todos los nutrientes necesarios tienen que estar disponibles en el momento oportuno, o un desarrollo pobre restringirá el crecimiento. El maíz puede ser cultivado año tras año en el mismo campo, pero haciendo rotación con otros cultivos ayuda a aumentar el rendimiento al minimizar las enfermedades, las plagas y las malezas. Es importante considerar los residuos de nutrientes al hacer los cálculos de un programa de fertilización para el cultivo.
El maíz para grano se cultiva normalmente con una distancia entre los surcos de 50 a 120cm. Es práctica común sembrar entre un 10 y 15% más de semilla de lo necesario para compensar la reducción del establecimiento y lograr la población de plantas deseada. El maíz para grano se cosecha cuando los granos se hayan secado a un nivel adecuado. Una vez que se llega a este punto, la cosecha se puede dejar en el campo para ser cortado más adelante.
El maíz para ensilaje se cosecha cuando la planta aún está verde y el grano tiene una madurez inferior a la requerida para el maíz de grano. Mezclar las mazorcas es un método de cosecha donde se utiliza una cosechadora con boca adaptada para cosechar los granos y partes de la mazorca, luego esta mezcla se tritura y se ensila. El maíz dulce estará listo para cosechar en la etapa R3, aproximadamente entre 18 y 21 días después del surgimiento inicial de estigmas, dependiendo de las condiciones ambientales. Durante la cosecha de maíz dulce, los estigmas en la espiga deben ser cafés y secos, y al presionar un grano con la uña del pulgar, debe salir un líquido lechoso, indicando que el cultivo está listo para cosechar.