La Amenaza de las Heladas en el Cultivo de Maíz
La producción de maíz es de gran importancia en muchas regiones agrícolas, como el Estado de México. Sin embargo, este cultivo es vulnerable a diversos elementos climáticos, siendo las heladas uno de los fenómenos más perjudiciales.
A nivel nacional, la República Mexicana es afectada año con año por fenómenos meteorológicos, algunos de los cuales impactan a la población de forma directa, como los huracanes y las heladas, que causan daños severos. Las regiones más afectadas por heladas son la Mesa Central del Altiplano, la Sierra Madre Occidental en estados como Chihuahua y Durango, así como las Sierras Tarahumara, Sierra de Durango y Tepehuanes. Además, en las partes altas del Sistema Volcánico Transversal, esencialmente en los estados de México, Puebla y Tlaxcala, se registran temporadas con más de 100 días al año con heladas.
Las heladas tempranas, que ocurren a principios de septiembre en el centro de México, provocan daños considerables a la agricultura del ciclo primavera-verano. En el noroeste de México, afectan a cultivos del ciclo otoño-invierno, cuyas pérdidas son considerables. Como ejemplo, las heladas severas registradas en 2011 en el estado de Sinaloa causaron pérdidas mayores del 95% en hortalizas y cultivos anuales.
Durante los años recientes, cerca de 260,000 hectáreas cultivadas de maíz son afectadas anualmente por bajas temperaturas, principalmente en altitudes superiores a los 2,200 metros.
Mecanismos de Daño y Resistencia del Maíz a las Heladas
Temperaturas Críticas y Efectos Fisiológicos
El maíz es susceptible a una amplia gama de temperaturas, prosperando entre 5 y 45 °C. Sin embargo, por debajo de los 4 °C, las temperaturas pueden causar daños al cultivo.
El principal efecto que provocan las bajas temperaturas en las plantas es la cristalización de los lípidos de las membranas celulares, lo que interfiere con todos los procesos metabólicos y fisiológicos. Si la temperatura del aire baja hasta 0 °C durante 4-5 horas o cuando desciende hasta -2 °C durante solo 5-10 minutos, la planta de maíz puede morir completamente o sufrir un daño grave en el tallo, hojas y brácteas.
No obstante, si la temperatura se mantiene entre 0 y 4 °C durante 1-2 horas en la etapa de llenado del grano, las hojas de las plantas pueden morir, pero el tallo o las brácteas podrían sobrevivir.
La Importancia del Punto de Crecimiento para la Supervivencia
Una helada puede dañar las plantas jóvenes, pero la pérdida total de plantas no es muy común si la helada ocurre antes de que el cultivo llegue a la etapa de desarrollo denominada V5 (aproximadamente 15-30 cm de alto). Esto se debe a que el punto de crecimiento de la planta de maíz permanece debajo del suelo hasta esta etapa. Las temperaturas bajo cero antes de V5 generalmente no matan la planta a menos que la parte superior del suelo, donde se encuentra el punto de crecimiento, se congele.
Las plantas de maíz con puntos de crecimiento no dañados por la helada generalmente muestran un crecimiento de nuevas hojas después de unos días, favorecido por el regreso de temperaturas más cálidas.
Para las plántulas de maíz que aún no han emergido, la muerte puede ocurrir si las condiciones de congelación penetran en el suelo lo suficiente como para dañar el coleóptilo, el mesocótilo o el punto vegetativo. Esto requiere temperaturas continuas entre -7 °C y -4 °C o menos. Durante las primeras 24 a 48 horas después de la helada, el tejido de la planta adquiere un tono oscuro debido a la destrucción de las membranas celulares y la liberación del contenido celular. La región del mesocótilo, justo debajo del coleóptilo, también aparece llena de líquido.
Factores que Influyen en la Susceptibilidad al Daño por Heladas
La susceptibilidad del maíz al daño por heladas varía significativamente según el estado de desarrollo del cultivo. Las heladas en la etapa de floración y llenado de grano son particularmente críticas, ya que la planta es más sensible en estos momentos, lo que repercute gravemente en su productividad.
Además, ciertas condiciones ambientales y prácticas agrícolas pueden aumentar el riesgo y la severidad del daño por congelación:
- Zonas bajas: Son áreas donde el aire frío y denso tiende a asentarse.
- Cercanía a los bordes del campo: La vegetación en los bordes puede dificultar la transferencia de calor del suelo al aire superior.
- Altos niveles de cobertura de residuos superficiales: Esto limita la transferencia de calor desde el suelo, que actúa como fuente de calor.
- Campos recientemente cultivados en hileras: La labranza puede secar la superficie del suelo, reduciendo la cantidad de calor y humedad que puede transferirse del suelo al aire.
- Suelos turbosos o arenosos: Estos tipos de suelos tienden a perder calor más rápidamente.
- Fechas tempranas de emergencia del maíz: Aumentan el riesgo de daños por heladas primaverales, especialmente en áreas bajas.
Evaluación y Consecuencias del Daño por Heladas
Cómo Identificar el Daño en el Maíz
Los síntomas iniciales del maíz dañado por la congelación son hojas descoloridas y con apariencia empapada de agua, que posteriormente se secan y adquieren un color marrón. En plantas más grandes, el nuevo crecimiento vegetativo puede intentar liberarse del tejido muerto, dando a las plantas una apariencia "azotada" o de látigo. Las plantas con esta apariencia generalmente se recuperan, especialmente si son pequeñas y si las condiciones cálidas y ventosas siguen a la helada.
Es crucial retrasar la evaluación de los campos dañados por el congelamiento de tres a cinco días después de las temperaturas bajo cero para permitir que se manifieste el daño real y para observar cualquier signo de recuperación.
Evaluación del Punto de Crecimiento para la Supervivencia
Para determinar si el maíz dañado por la congelación sobrevivirá, se deben desenterrar las plantas y dividir longitudinalmente los tallos para examinar el punto de crecimiento y el tejido directamente encima de él. Los puntos de crecimiento sanos serán firmes y de color blanco a amarillo.
Si el punto de crecimiento o el tejido que se encuentra hasta 0.5 pulgadas por encima está dañado, se verá empapado de agua y de color naranja a marrón. En este caso, la recuperación es poco probable. En plántulas pre-emergentes, el ablandamiento y oscurecimiento del coleóptilo y el mesocótilo indican que el tejido se está muriendo. Si las puntas de los coleóptilos adquieren tonos marrones, a menudo se rompen antes de tiempo, haciendo que las hojas salgan bajo tierra o se queden atascadas en la punta del coleóptilo. Si el tejido del punto vegetativo está muy dañado, las plantas no se recuperarán.
Impacto en el Rendimiento y la Calidad del Grano
El hecho de que las temperaturas bajo cero afecten o no al rendimiento depende de la pérdida de densidad de plantas, la gravedad del daño a las plantas y problemas que ralentizan la recuperación, como los patógenos. Los productores pueden esperar pérdidas de rendimiento del 5%, 12% y 24% cuando la población final de plantas se reduce a 28,000, 22,000 y 16,000 plantas por acre, respectivamente.
Además de las pérdidas de rendimiento, las plantas dañadas por las heladas pueden alcanzar la madurez unos días más tarde de lo normal. Si una helada fuerte ocurre antes de que los granos se llenen por completo, la calidad de la cosecha puede verse significativamente afectada. Si la helada se produce cuando el maíz alcanza el estado lechoso del grano, la planta aparentará estar seca completamente porque las hojas estarán secas. Un estudio encontró pérdidas de rendimiento y grano de 9.5 y 2.7 t/ha de materia seca (MS), respectivamente, y se pueden llegar a perder hasta el 39% del total de los carbohidratos disponibles en toda la planta.
Etapas para la siembra de Maíz - TvAgro por Juan Gonzalo Angel
Consecuencias para el Ensilado de Maíz
El daño causado por las heladas al cultivo de maíz antes de la cosecha es uno de los problemas asociados con la calidad del ensilado en las granjas lecheras.
- Fermentación: Ensilar inmediatamente un maíz que sufrió una helada en una etapa de crecimiento temprana resultará en un exceso de escurrimiento en el silo porque su contenido de humedad será muy elevado. Este escurrimiento es sinónimo de una mala fermentación, manifestándose como pérdidas de nutrientes a través del líquido. Un estudio mostró efectos negativos de la temperatura más baja (5 °C) sobre los parámetros de fermentación, disminuyendo el número de bacterias ácido lácticas y afectando otros productos como el ácido acético y el nitrógeno amoniacal.
- Calidad Nutritiva: La calidad nutritiva del ensilado de maíz procesado del cultivo dañado por la helada también se verá afectada. El contenido de materia seca (MS) del ensilado dependerá del periodo que transcurre entre la helada y el compactado y sellado del forraje. Las concentraciones de fibra y lignina del ensilado serán mayores si el forraje de maíz ha sido afectado por una helada. La inclusión de ensilado de maíz dañado por heladas en dietas de vacas lecheras puede disminuir ligeramente su consumo de MS.
Estrategias para Minimizar el Riesgo y Gestionar los Daños por Heladas
Planificación de la Siembra y Selección de Híbridos
Una buena planificación para realizar las siembras de primavera y/o verano a tiempo es fundamental para evitar que el ciclo del maíz se alargue y llegue hasta las heladas de otoño-invierno. Realizar la siembra en suelo seco puede acortar el tiempo de cosecha entre 10 y 12 días, aunque esto dependerá de la textura del suelo.
Incluir híbridos de maíces precoces y realizar una monitorización precisa de la frecuencia de las heladas en su región puede ayudar a tomar decisiones por adelantado en la granja.
Manejo Agronómico del Cultivo
El potasio es un nutriente esencial que ayuda a minimizar los daños por heladas porque aclimata las células para una formación intracelular de hielo, reduciendo la ruptura de la célula misma.
El suministro de nitrógeno tiene que ser balanceado para asegurar un buen crecimiento de las plantas sin aumentar el riesgo de encamado y un retraso en la maduración. Aplicaciones excesivas de nitrógeno aumentarán la susceptibilidad al encamado, lo cual es importante considerar en la preparación del manejo agronómico del cultivo.
Consideraciones de Resiembra
Antes de resembrar, se debe considerar el potencial de rendimiento del cultivo existente, los costos de resiembra (incluidos tiempo, combustible, costos de semillas y posibles sanciones relacionadas con la selección de híbridos si la mejor genética ya no está disponible) y el potencial de rendimiento del cultivo replantado. Es importante considerar la duración de la temporada de crecimiento restante y seleccionar híbridos que tengan la madurez adecuada. Pesar el potencial de rendimiento de masas reducidas con las posibles reducciones de rendimiento de fechas de siembra posteriores es crucial.
Para resiembras en masas muy delgadas o inexistentes, sembrar directamente en el semillero existente es una mejor opción que trabajar con lodo. Para replantar rodales bajos pero variables, se pueden eliminar las plantas existentes con el herbicida o labranza apropiados.
Manejo Post-Helada del Ensilado
Es necesario estimar con precisión el contenido de materia seca (MS) del maíz después de producirse la helada. El tamaño de partícula del forraje se puede alterar con el contenido de MS del forraje, por lo que se debe verificar la longitud de picado con un nutricionista en el momento de la cosecha.
Es recomendable realizar un análisis de calidad en el ensilado afectado por la helada una vez que se haya abierto. El análisis deberá incluir MS, proteína, fibras y energía (principalmente almidón). Además, es necesario que se incluya al menos el pH del ensilado (no estimado con espectroscopía de infrarrojo cercano; NIR), que dará una idea del tipo de fermentación. Recuerde también incluir la concentración de nitratos, ya que en condiciones de estrés las plantas tienden a acumular más. Muestre el análisis de calidad del ensilado a un nutricionista. Cuando el ensilado se esté utilizando, observe el comportamiento de las vacas; en concreto, el consumo de alimento, la producción y la calidad de la leche.
Estudio de Caso: El Impacto de las Heladas en el Distrito de Desarrollo Rural de Toluca (DDRT)
En el Distrito de Desarrollo Rural de Toluca (DDRT), debido a su ubicación y altitud, se registran de forma recurrente periodos frecuentes de heladas, que inhiben el crecimiento, desarrollo y la madurez fisiológica del maíz.
El Estado de México, en 2019, reportó una superficie agrícola de 667,709 hectáreas, que representó el 29% de la superficie del territorio, de las cuales el 71.2% fueron con maíz de grano. El DDRT es el segundo Distrito de Desarrollo Rural con mayor volumen de producción de maíz en la entidad, con un promedio de 113,102 hectáreas de superficie sembrada, cuyo rendimiento promedio (3.5 t/ha) está por debajo de la media estatal.
En esta región se registran más de 100 días con heladas al año, influidas por la altitud. Un análisis del comportamiento geoespacial de las heladas en el cultivo del maíz de temporal del ciclo agrícola primavera-verano 2019 en el DDRT identificó un periodo con heladas que provocaron pérdidas en 3,511 hectáreas de maíz.
Mediante técnicas estadísticas, se determinó que la altitud, la temperatura mínima y la frecuencia de días fríos están fuertemente relacionadas con la manifestación de las heladas. Los meses de mayo y agosto de 2019 registraron temperaturas por debajo del umbral crítico (<4 °C) en más del 40% del territorio del área de estudio, principalmente en zonas de ladera, afectando el cultivo en etapas críticas como el crecimiento, floración y llenado de grano.
Los municipios que reportaron mayor superficie afectada por las heladas fueron: Almoloya de Juárez con 32.2% (1,132 ha), Zinacantepec con 17.6% (618 ha) y Tenango del Valle con 9.4% (331 ha). En su conjunto, estos municipios representan más de la mitad de la superficie con probabilidad de pérdida de maíz por heladas. El único municipio donde no se manifiesta riesgo de heladas es San Mateo Atenco.
