El maíz es un cereal de gran importancia a nivel mundial, y su cultivo requiere de técnicas y tecnologías avanzadas para optimizar la producción. Diversas instituciones de investigación, como el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) en varios países de Latinoamérica, han realizado importantes contribuciones en el desarrollo de variedades, métodos de siembra y estrategias de agricultura de precisión.
Mejoramiento Genético de Maíz: El Caso de INIA 7 en Venezuela
En Venezuela, el INIA ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de nuevas variedades de maíz, adaptadas a la geografía nacional y con el objetivo de aumentar la superficie destinada al maíz amarillo, principalmente a través de híbridos. Los agricultores pueden mantener estas variedades con adecuadas normas de producción.
Desarrollo de la Variedad Experimental INIA 7
La variedad experimental INIA 7 fue desarrollada en colaboración con el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT-México), utilizando el esquema de selección familiar combinada alternante (SFCA). Este proceso implicó la siembra del compuesto polinizador en surcos alternos, despanojando las plantas en los surcos de selección para que el compuesto balanceado las polinizara. El método de selección familiar combinada alternante, basado en el rendimiento de progenies de medios hermanos o mazorca por surco, permitió obtener 50 líneas S1 con buena adaptabilidad, las cuales constituyeron esta variedad experimental.
INIA 7 fue evaluada en ensayos preliminares en cinco localidades de las zonas productoras del país, con una densidad poblacional de 62,500 plantas por hectárea, lograda mediante siembras a 0,20 metros entre plantas. Su éxito se refleja en la aceptación de los agricultores y su multiplicación en las categorías fundación, registrada y certificada en las principales regiones productoras del cultivo.
Calibración y Regulación Práctica de Sembradoras
La correcta regulación de las sembradoras es una práctica frecuente y necesaria en cualquier sistema de producción, asegurando la descarga de una cantidad determinada de semilla y fertilizante por hectárea (1 ha = 10,000 m²).
Determinación de la Descarga de Semilla por Surco
Cualquier sembradora siembra una cantidad determinada de líneas, filas o surcos en 100 metros lineales. Por ejemplo, a 80 cm entre surcos (maíz) se obtienen 125 líneas, a 70 cm (girasol) 143 líneas, a 38 cm (soja) 263 líneas y a 19 cm (trigo o cebada) 526 líneas.
Para calcular la cantidad de semilla a descargar, si se desea sembrar trigo a 120 kg/ha: se convierten 120 kg a 120,000 gramos. Luego, se dividen esos gramos entre el número de líneas en 100 metros (para trigo a 19 cm, son 526 líneas): 120,000 g / 526 líneas = 228 gramos por surco en 100 metros lineales.
Por practicidad, la regulación suele realizarse en 50 metros lineales, dividiendo el resultado por dos (228 g / 2 = 114 g). Para pesar la semilla durante las pruebas de regulación, se puede usar una balanza de precisión a batería o una probeta graduada de 100 centímetros cúbicos (cc).
Si no se dispone de balanza, se coloca la cantidad calculada de semilla (ej., 114 g de trigo) en la probeta, se tapa, se gira 180º y se vuelve a la posición inicial para que las semillas se asienten siempre de la misma manera. Esta medida en cc (supongamos 90 cc para 114 g de trigo) servirá como objetivo en la regulación, intentando obtener 90 cc por boca en 50 metros lineales para asegurar la siembra de 120 kg/ha.
Procedimiento de Regulación en Campo
- Marcar 50 metros lineales en un lugar plano.
- Colocar la sembradora en un punto de regulación cercano al deseado, utilizando una regulación ya experimentada o la tabla guía del fabricante.
- Cargar semilla en al menos tres bocas de siembra y hacer caminar la sembradora para que cargue la semilla en la salida.
- Colocar bolsitas en los tubos de descarga, sujetas con ligas, y recorrer los 50 metros con el tractor y la sembradora, usando el frente del tractor o el tren de siembra como referencia.
- Al finalizar el trayecto, retirar las bolsas y medir la semilla en la probeta, promediando las tres medidas.
- Ajustar el punto de regulación: si falta para alcanzar los cc o gramos deseados, mover el punto de regulación hacia arriba; si hay exceso, bajarlo.
Para siembras de precisión, especialmente en cultivos de verano, el objetivo es lograr un número específico de plantas por hectárea o por metro lineal. En estos casos, se puede hacer caminar el tractor con la sembradora en un lugar plano con los discos levantados (apenas tocando el suelo) y contar el número de semillas descargadas en 1 metro lineal. Por ejemplo, si la media es 7 semillas por metro y la sembradora siembra a 80 cm entre filas (125 líneas/ha), el cálculo sería: 7 semillas/m * 100 m/línea * 125 líneas/ha = 87,500 semillas/ha.
Las pruebas de regulación también pueden realizarse en distancias específicas como 19.23 metros (o 38.46 metros dividiendo el resultado por 2 para kg/ha), o marcando metros en función de la distancia entre surcos (ej. 52.6 m para surcos a 19 cm). En distancias mayores a 50 cm, se recomienda duplicar los metros para minimizar el error, dividiendo los gramos recogidos por dos.
Es fundamental regular todos los componentes de una siembra compuesta (semillas de diferentes tamaños, fertilizantes), ajustando los puntos de regulación y registrando los gramos para futuras calibraciones. Un error en la regulación puede tener un alto costo económico, especialmente en siembras de alto valor o con fertilizantes, por lo que es vital repasar y testear las regulaciones.
Agricultura de Precisión en el Cultivo de Maíz
La agricultura de precisión es una tendencia creciente que busca optimizar el uso de recursos y mejorar la eficiencia en el cultivo. En Chile, el programa de desarrollo de proveedores (PDP) "Producción de maíz en grano con tecnologías de precisión" explora durante tres años el uso de herramientas para un uso eficiente del agua y los fertilizantes.
Experiencias y Herramientas en Chile y Argentina
El ingeniero agrónomo y socio de Agrícola Hüne, subraya la importancia de determinar la heterogeneidad del potrero mediante un mapeo de suelo que incluya variables como conductividad eléctrica, compactación y pendiente. Si el suelo es uniforme, la agricultura de precisión no tendría sentido. La utilidad radica en la reducción de costos y la aplicación precisa de insumos. Un ejemplo práctico mostró que, tras análisis de suelo y foliar, se utilizó solo la mitad del nitrógeno programado (300 unidades post siembra) y se aplicaron 180 unidades de potasio cuando no se había previsto. Herramientas como las imágenes aéreas son utilizadas para determinar el vigor de las plantas.
La experiencia del INTA en Argentina, donde la agricultura de precisión se ha masificado en cultivos extensivos, ha sido un referente importante para el PDP chileno. A través de este programa, se incorporan agricultores y prestadores de servicio, fomentando la adquisición de maquinaria para estas tecnologías. Aunque algunos cuestionan la conveniencia de invertir en esta maquinaria sin una demanda clara, la idea es lograr la siembra con dosis variables de semillas y fertilizantes y la cosecha con monitor de rendimiento.
Aunque inicialmente podría ser más costoso, a largo plazo, los expertos señalan que las máquinas de maíz fabricadas en países desarrollados ya incorporan los instrumentos de agricultura de precisión como estándar, sin un precio adicional por monitores de rendimiento.
Andrés Méndez, director técnico del Programa de Agricultura de Precisión del INTA en Argentina, destaca que los equipos de aplicación variable duplican sus ventas año tras año. Otra ventaja clave es la trazabilidad, ya que todos los procesos quedan grabados en sistemas informáticos, garantizando el origen y las condiciones de producción de cada partida de granos.
En Chile, la agricultura de precisión en maíz "ya se está usando con muy buenos resultados, pero hay que masificarlo". El avance ha sido más lento debido a la atomización de tecnologías (control de pivote, riego, siembra, profundidad, aplicaciones variables, imágenes de satélite), lo que dificulta una visión general interconectada. Se busca integrar y coordinar a los distintos participantes, incluyendo fabricantes argentinos y la formación de recursos humanos.
Actualmente, se dispone de sembradoras variables y monitores de control de gestión del pivote para riego variable, basados en datos de instrumentos de control de humedad del suelo. Existen empresas que ofrecen tecnología de control de aplicación, producción y gestión (trazabilidad, aplicadores variables de pesticidas, fertilizantes, semillas), y no es obligación comprar máquinas nuevas, ya que los sistemas pueden instalarse en las existentes.
Monitores de Rendimiento en Cosechadoras
Las cosechadoras modernas, por ejemplo, en trigo, dirigen el grano a una tolva, donde el flujo golpea una placa, generando una fuerza que se transforma en peso. Esto permite generar un mapa de cuántos kilos se cosechan en tramos específicos (ej., cada 6 metros). Un sensor en la cola evalúa las pérdidas, permitiendo acelerar o desacelerar para optimizar la cosecha. Además, se genera un mapa de rendimiento que indica dónde hubo errores, ganancias o pérdidas, y sus posibles causas.
El primer paso para un productor interesado en agricultura de precisión es conocer la variabilidad de su suelo mediante un mapeo. Esto le permitirá decidir las acciones de manejo en cada sector, como la siembra variable, ya que la heterogeneidad de suelos es común y una siembra uniforme no garantiza un resultado uniforme. Existen diversas empresas que ofrecen este servicio de mapeo.
Ronald Leichtle, ingeniero agrónomo y administrador de LB-Track, señala que el foco del PDP ha sido la utilización eficiente del agua en riego tecnificado y tradicional, midiendo las características físicas del suelo a nivel espacial (textura, compactación, topografía) que afectan las propiedades hidráulicas. En fertilización de precisión, se ha enfatizado el manejo del nitrógeno. También se han realizado experiencias de manejo de densidad de semilla en función de los tipos de suelo con sembradoras de precisión.
En el primer año de ejecución del PDP, la introducción gradual de tecnologías permitió reducir hasta un 18% el consumo de agua de riego y entre un 14-16% el gasto en fertilizantes y semilla en fincas de productores líderes. Los resultados preliminares calculan un margen adicional de $170,280/ha por ahorro de insumos y aumento de productividad, en comparación con sistemas sin agricultura de precisión.
Los desafíos incluyen la formación de agricultores, administradores, consultores y operadores en el uso de estas herramientas, así como apoyar a los proveedores de servicios mecanizados para incorporar tecnologías de aplicación variable y monitores de rendimiento. El apoyo del Estado, a través de instituciones como Corfo, es crucial para catalizar la introducción de estas tecnologías.
Siembra con Recetas y Cuestiones de Privacidad
Grandes conglomerados como Monsanto y DuPont están ofreciendo a los agricultores estadounidenses la tecnología de “siembra con recetas”. Esta consiste en integrar en tractores y maquinaria (con GPS) registros detallados de patrones climáticos, topografía y rendimiento de cosechas. Algoritmos y expertos humanos analizan esta información y la envían directamente a los agricultores y sus máquinas. Aunque Monsanto estima un aumento de la producción agrícola mundial en unos US$20,000 millones anuales, existen recelos sobre quién controlará la información generada en los campos.
Empresas especializadas en agricultura de precisión proveen soporte tecnológico para la toma de decisiones, optimizando el uso del agua y fertilizantes mediante la medición de la variabilidad espacial, análisis de datos, generación de información, apoyo en la acción, seguimiento del cultivo y evaluación de resultados.
Sistema de Labranza Cero y Riego por Goteo INIA (Perú)
El Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) de Perú ha desarrollado una importante experiencia en el manejo del suelo con el Sistema de Labranza Cero o Sistema de Siembra Directa. Esta tecnología permite prescindir del uso de maquinarias e implementos agrícolas tradicionales, e interactúa eficientemente con el Sistema de Riego por Goteo INIA. Con ello, se reducen los costos de producción e incrementa la rentabilidad en más del 100%, sentando las bases para una agricultura orgánica eficiente y económica.
Implementación y Metodología
El sistema de labranza cero ha sido utilizado por el Programa Nacional de Innovación en Maíz de la Estación Experimental Vista Florida del INIA desde el año 2003, en terrenos con un pH promedio de 7.8 y una conductividad de 6.2 mmhos-1. Anteriormente, con la agricultura convencional, estos terrenos solo lograban rendimientos de 4 t/ha, insuficientes para cubrir los costos de producción.
La agricultura convencional a menudo presenta suelos con una densidad aparente de 1.4 a 1.6 mg/m³, lo que obstaculiza el desarrollo de las raíces. Con el sistema de labranza cero, una vez determinada la compactación del suelo, se puede recurrir al uso del subsolador para rajar el suelo solo en el sentido de los futuros surcos. Luego, se muestrea el suelo en zig-zag para análisis. Posteriormente, las rajaduras se rellenan con compost y melaza (proporción 1000:10 kilos) antes de extender las cintas de riego y sembrar el maíz.
Las cintas de riego se extienden y el terreno se humedece en una banda de 20 cm de ancho a ambos lados de la cinta. Cuando el terreno alcanza la capacidad de campo, la semilla de maíz se trata con bacterias solubilizadoras de fósforo (Pseudomonas fluorescens) y con Thiodicarb (200 ml por bolsa de 20 kilos de maíz) para el control de gusanos de tierra (Agrotis spp; Feltia experta).
El manejo del cultivo es idéntico al convencional, con la diferencia de que, cuando la planta tiene 20 cm de altura, el campo se cubre en su totalidad con paja de arroz (munch). En la cosecha, el rastrojo se deja y se esparce en el campo, permitiendo la siembra inmediata de otros cultivos como leguminosas de grano o soya.
Resultados y Beneficios
La importancia del munch en la labranza cero es notable. Pruebas con diferentes rastrojos determinaron que la paja de arroz es la más eficiente en conservar la humedad del suelo para el cultivo de maíz, seguida por la tuza de maíz. Utilizando paja de arroz como munch (5 tm/ha) y riego por goteo, se requieren solo 3300 m³ de agua para mantener la humedad del suelo en capacidad de campo durante todo el ciclo del cultivo. Esto ahorra energía en la planta de maíz, que se acumula en las mazorcas, incrementando su peso y tamaño, obteniendo hasta un 20% más de rendimiento en comparación con la agricultura convencional.
En contraste, la siembra de maíz con solo riego por goteo sin cobertura de rastrojo (testigo) requiere 4700 m³ de agua debido a la pérdida por evapotranspiración al aumentar la temperatura ambiental.
Los resultados de las últimas seis campañas de maíz, comparando labranza cero vs. labranza convencional, muestran diferencias significativas. Al inicio (2006) los rendimientos eran similares, pero en 2009, la labranza cero alcanzó 11.9 t/ha, mientras que la convencional solo 9.9 t/ha, una diferencia de 2 t/ha que se ha ido incrementando con cada campaña. Además, se ha reducido el consumo de fertilizantes químicos para obtener los mismos rendimientos.
Con respecto a las malezas, estas se han reducido hasta un 90% con la labranza cero, frente al 40% con el sistema convencional. Otra ventaja importante es la obtención de tres cosechas en solo 13 meses (dos de maíz amarillo duro y una de leguminosas de grano) con la interacción de labranza cero y riego por goteo, algo no posible con la agricultura convencional y riego por gravedad.
A partir de 2010, se implementa la rotación de soya con maíz, reduciendo el uso de fertilizantes gracias al uso de bacterias nitrificantes y solubilizadoras de fósforo en maíz. Los costos de producción con labranza cero se reducen hasta un 20% respecto a la agricultura convencional.
Conclusiones y Perspectivas de INIA Perú
El sistema de labranza cero representa una excelente oportunidad para los valles maiceros con riego por goteo que buscan reducir costos de producción y uso de agua, obteniendo tres campañas de alta rentabilidad en 13 meses. Esta tecnología, junto al riego por goteo INIA, se posiciona como una alternativa clave para altos rendimientos en maíz, soya y páprika, además de mantener el dióxido de carbono (CO2) en el suelo, lo que podría generar la comercialización de bonos de carbono y sentar las bases de una agricultura orgánica más económica.
El sistema de labranza cero también puede utilizarse con riego por gravedad, manteniendo el suelo húmedo por más tiempo que en la agricultura convencional. Los rendimientos de maíz con labranza cero superan ampliamente los de la agricultura convencional sin incrementar costos de producción. La rotación con leguminosas (soya) continuará reduciendo el uso de fertilizantes e incrementando los rendimientos de maíz amarillo duro.
El INIA de Perú ha utilizado el híbrido sencillo INIA 619, obteniendo resultados superiores (entre 30% y 40% más) a los testigos tanto en riego por goteo como por gravedad bajo labranza cero. Estas siembras ya se han iniciado en campos de agricultores en la costa norte de Perú, regiones que sufren de estrés hídrico. Las tecnologías del INIA se caracterizan por su bajo costo y fácil adaptación por parte del agricultor. El sistema de riego por goteo (Riego INIA) requiere una fuente de agua, reservorios con geomembranas y filtros, y cintas de riego de 100 metros de largo.
La labranza cero facilita la protección de las plantas contra el estrés hídrico, ya que el munch evita la evapotranspiración del suelo, dirigiendo el agua y nutrientes a la planta para la fotosíntesis. Se están realizando mediciones de plantas en agricultura de precisión (con drones, estaciones meteorológicas y NDVI) para determinar la sanidad y estrés hídrico, buscando integrar esta información para optimizar la fertilización y modernizar los sistemas de riego, adaptándolos a las necesidades exactas del cultivo mediante software. La paja de arroz, como munch, también aporta silicio, que actúa como insecticida y mejora las tasas fotosintéticas, manteniendo las hojas más erectas.
En suelos francos, el uso de paja de arroz ha demostrado ser el mejor rastrojo, medido con higrómetros y evaluando la compactación del suelo. Las cintas de riego son autocensables con goteros espaciados cada 20 cm. La cantidad de agua se ajusta al tamaño de la planta: al inicio, 2 horas cada dos días; en llenado de fruto, 4 horas cada dos días, incluso diariamente en verano, y en invierno, 2 horas cada tres días. El sistema de Riego INIA suministra entre 200 y 240 ml/hora por gotero. El objetivo es difundir estas técnicas simples que en 10 años han logrado incrementar el rendimiento de maíz de 4 t/ha a 14 t/ha, y de páprika a 6 t/ha, beneficiando a agricultores de bajos recursos y con carencias hídricas.
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