El maíz (Zea mays) es uno de los tres principales cereales producidos en el mundo, junto con el trigo y el arroz. Es un cultivo cosmopolita que se ha desarrollado en una infinidad de condiciones climáticas, edáficas, sociales y ecológicas. Conocer las fases de crecimiento del maíz es crucial para los agricultores que buscan mejorar el rendimiento y la sostenibilidad de los cultivos. El cultivo de maíz requiere una gestión cuidadosa desde la germinación hasta la madurez. Familiarizarse con estas fases de crecimiento permite a los agricultores tomar decisiones informadas sobre el momento de riego y fertilización para optimizar el uso de los recursos y minimizar el impacto medioambiental.
Muchos son los factores que influyen sobre la productividad del maíz, iniciando propiamente desde la planeación del cultivo hasta su cosecha. 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. Es un momento crítico, por lo que es esencial prestar la mayor atención posible para asegurar que el inicio de esta fase sea el mejor, es decir, lograr una siembra lo más perfecta posible. No es solo enterrar la semilla y dejar que la naturaleza actúe por su cuenta; si bien es cierto que poco se puede hacer frente a las condiciones climáticas, también se tiene capacidad de acción sobre otras condiciones y/o de contrarrestar contratiempos.
El Proceso de Germinación: El Despertar de la Vida
La germinación no es más que la reanudación de la actividad enzimática bajo condiciones favorables de humedad y temperatura, lo cual promueve una aceleración en la división y elongación celular hasta que finalmente emerge el embrión a través de la cubierta de la semilla de maíz. Dicho de manera más sencilla, la germinación de la semilla es el despertar de la vida.
El proceso de germinación se desencadena como consecuencia de la absorción de agua a través de la cubierta de la semilla; a dicha etapa se le da el nombre de imbibición. Durante la imbibición, la semilla absorbe al menos un 30 % de su peso seco en agua antes de comenzar a germinar, y empezará a hacerlo a las 24-48 horas de haberla sembrado, a través de sus paredes celulares. La actividad enzimática, el despertar de la vida, arranca cuando la semilla absorbe agua y, acto seguido, oxígeno, iniciando así la actividad respiratoria. Gracias al agua y al oxígeno absorbidos, la semilla empieza a liberar energía en base al almidón (reservas) que contiene.
Indicadores Visuales de la Germinación
Los principales indicadores visuales de la germinación son:
- Emergencia de la radícula: Este fenómeno tarda de 2 a 3 días en lugares cálidos y con una adecuada humedad, pero puede también tardar hasta una o dos semanas cuando se tienen suelos secos y/o más frescos (menores a 10 °C).
- Emergencia del coleóptilo: Puede ocurrir en uno o varios días dependiendo de la temperatura del suelo. Esta estructura vegetal rígida es la encargada de abrir paso a través del suelo para la emergencia de la planta, en virtud de la elongación del mesocotilo.
- Emergencia de las raíces seminales laterales: Son las raíces secundarias que apoyan a la radícula en las primeras fases de crecimiento.
Cuando las condiciones de temperatura (entre 32 y 35 °C) y humedad son adecuadas, las tres estructuras pueden emerger casi el mismo día. Sin embargo, en suelos frescos la aparición del coleóptilo y las raíces seminales laterales se puede retrasar hasta por más de una semana después de que emerge la radícula.
Factores Clave para una Germinación y Emergencia Óptimas
Humedad Adecuada y Uniforme
Un nivel adecuado y uniforme de humedad en el suelo es esencial para la absorción de agua por las semillas, lo cual activa las enzimas necesarias para la germinación. La humedad del suelo puede estar cerca de la capacidad de campo. La distribución de la humedad estará en función de las características físico-químicas del suelo, patrones de labranza, condiciones climáticas e irregular profundidad de siembra.
Aunque la capacidad de campo (dependiendo del tipo de suelo) sería el ideal, un término medio que suele usarse es el 50% de la capacidad de campo. Esto posibilita entrar en la parcela y además asegurar que la humedad se mantenga durante el tiempo suficiente para garantizar una nascencia homogénea, algo crítico para exprimir al máximo el potencial productivo del híbrido.
Si no se cuenta con agua para regar, la situación se complica, pues se deberá esperar a que llueva, o arriesgarse a sembrar buscando o esperando por la humedad. Es posible sembrar en seco esperando lluvias previstas, garantizando que por capilaridad (ascensión de agua en el suelo) no se tenga humedad que pueda dar lugar a una falsa germinación, es decir, que la semilla absorba agua, pero no en cantidad suficiente para germinar completamente y quedarse en seco. Si se siembra en seco, es crucial que realmente lo esté.
La semilla ha de contar con agua, compitiendo directamente por ella con el propio suelo. Cuanto más seco esté el suelo, más le costará a la semilla absorber agua, y lo mismo ocurrirá en suelos con alto contenido en solutos o sales, pues estas harán que el agua sea más fuertemente retenida por el suelo, debido a la presión osmótica. Es importante prestar atención a los suelos salinos.
Temperatura Adecuada y Uniforme
La temperatura óptima para la germinación de las semillas de maíz oscila entre los 20 °C y 30 °C. Temperaturas menores a 10 °C provocan una germinación lenta y/o irregular, por lo que es esencial evitar sembrar bajo estas condiciones. Por el contrario, las temperaturas altas son responsables de una germinación rápida (de 5 a 7 días), siempre y cuando cuenten con la humedad adecuada.
Lo preferible es un mínimo de 10 °C para promover la germinación, pues cuanto mayor es la temperatura, más rápida será la emergencia. La semilla será capaz de metabolizar más eficiente y rápidamente los nutrientes de sus reservas y "volver" a la vida en menos tiempo. Una germinación rápida reduce la exposición a problemas. 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.
La base para determinar el momento adecuado de siembra es que la semilla de maíz necesitará 115 grados día (GDD) si se toma como base la temperatura del aire o 119 si la temperatura que se observa es la del suelo. Es recomendable que el suelo haya alcanzado al menos esos 10 °C y que los mantenga o suba de forma sostenida, es decir, que la previsión del tiempo traiga temperaturas ascendentes.
Contacto Adecuado y Uniforme de la Semilla con el Suelo
Un contacto uniforme entre el suelo y la semilla permite una imbibición o absorción de agua rápida y homogénea. La labor de preparación del terreno es fundamental para garantizar el contacto más estrecho posible entre semilla y suelo. No se debe dejar el terreno aterronado ni compactado, ni sembrar en húmedo, pues esto dejará el surco abierto.
Un suelo mal preparado hará que la siembra no sea todo lo precisa que debería y el reparto de semilla sea irregular. La mayor competencia para una planta de maíz es otra planta de maíz demasiado próxima. Mantener una velocidad de siembra adecuada es crucial, lo cual dependerá de la preparación del terreno y de la sembradora. Para las sembradoras clásicas, 4-5 km/h es lo recomendable, aunque si el lecho de siembra es idóneo, se podrá subir hasta los 8-9 km/h.
Profundidad de Siembra
La profundidad de siembra afecta la capacidad de la semilla para emerger del suelo. Para la mayoría de las condiciones, se recomienda una profundidad de 3 a 5 cm, aunque la siembra puede realizarse aún más profunda (hasta 7 cm). Siempre es mejor "pecar" en profundidad, pues los problemas suelen ser más frecuentes cuando se deja la semilla superficial.
La profundidad recomendable oscilará entre 4 y 6 centímetros, siendo el punto medio de 5 cm una buena recomendación. Esto asegura que las futuras raíces nodales de la planta se desarrollen adecuadamente, las cuales son las mayores responsables en la toma de agua y nutrientes, y de la estabilidad estructural de la planta. La clave es posicionar la semilla en aquella zona en la que la humedad vaya a ser constante y en toda la parcela por igual, ya que una nascencia irregular puede ser motivo de pérdidas de entre el 8 y 10% del rendimiento.
Superficie del Suelo Libre de Costra
La formación de costra o compactación de la capa superficial restringe la aparición del coleóptilo, causando que emerjan las hojas por debajo del suelo e incluso siendo causante de su muerte.
Emergencia de la Plántula (Etapa VE)
Una adecuada germinación no garantiza la emergencia exitosa del cultivo de maíz. Para ello, el coleóptilo debe alcanzar la superficie del suelo antes de que las hojas que tiene en su interior se expandan. La etapa VE dentro de la fenología del maíz está referida a la emergencia a través del suelo del coleóptilo u hojas (Abendroth et al., 2011).
La elongación del mesocotilo permite la elevación del coleóptilo hacia la superficie del suelo, y su capacidad para elongarse puede llegar aproximadamente hasta los 15 cm. El mesocotilo es blanco y tubular, responsable de la conexión entre la semilla y el coleóptilo; técnicamente es el primer entrenudo del tallo.
Cuando el coleóptilo está cercano a la superficie del suelo, comienza a estar expuesto a longitudes de onda corta (infrarrojo), las cuales provocan un cambio en la oferta de una o más hormonas de crecimiento del coleóptilo al mesocotilo, ocasionando que en este último su crecimiento se detenga (Vanderhoef y Briggs, 1978). La continua expansión de las hojas dentro del coleóptilo termina por romperlo en su punta, permitiendo que la primera hoja verdadera pueda emerger. Si el alargamiento del mesocotilo ha sido el adecuado, se tendrá la punta del coleóptilo, así como la emergencia de las hojas por encima de la superficie del suelo.
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. Aproximadamente a los cinco días se observa la emergencia del coleóptilo.
Fases de Desarrollo Vegetativo y Reproductivo
Desarrollo Vegetativo (Etapas V)
Después de la germinación, cada etapa de desarrollo de las hojas se define conforme la hoja superior cuyo cuello esté visible. En etapas tempranas de desarrollo, el crecimiento se limita por el tamaño de las hojas y la raigambre. Una producción temprana de follaje también afecta la producción de granos. Todos los nutrientes necesarios tienen que estar disponibles en el momento oportuno, o un desarrollo pobre restringirá el crecimiento.
- Etapa V1: Ocurre cuando la primera hoja ha surgido completamente y el collar de la hoja es visible. Aproximadamente a los 12 días se observa la emergencia de la segunda hoja.
- Etapa V3: Marca el inicio del proceso fotosintético y el final de la función de la semilla como 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.
- Etapas V5-V6: Durante estas etapas, surgen la espiga superior y la panoja, y se determina el número de hileras de grano. A las 10 hojas se alcanza la fase de elongación.
- Etapas V7-V9: Un periodo de rápido crecimiento empieza.
- Etapas V10 a 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. Durante la etapa V12, la determinación de las hileras de grano está casi completa.
Posteriormente, se producirán entre 16 y 22 hojas hasta que a los 55 días se observa la última rama de la panoja.
Desarrollo Reproductivo (Etapas R)
Las inflorescencias femeninas se localizan en las yemas axilares de las hojas; son espigas de forma cilíndrica que consisten en un raquis central u olote donde se insertan las espiguillas por pares, cada espiguilla con dos flores pistiladas, una fértil y otra abortiva, que se arreglan en hileras paralelas. La planta de maíz tiene dos tipos de raíz: las primarias son fibrosas y presenta además raíces adventicias, que nacen en los primeros nudos por encima de la superficie del suelo.
- 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. Aproximadamente a los 60 días se observa la emergencia de los estigmas y se desarrolla la inflorescencia femenina.
- Etapa R1 (Surgimiento de Estigmas): Comienza cuando el estigma es visible fuera de la hoja. El polen cae en los estigmas para potencialmente fertilizar los óvulos. Cada óvulo puede producir un grano individual.
- Etapa R3 (Grano Lechoso): Durante las etapas de granulación, la planta provee nutrientes para el crecimiento reproductivo en lugar del vegetativo. Mientras el número de granos ya ha sido determinado en etapas anteriores, el tamaño del grano se establece durante las etapas de granulación. El grano es amarillo y tiene un líquido interno lechoso y blanco. 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 del maíz dulce, los estigmas en la espiga deben ser cafés y secos. Cuando se presiona un grano con la uña del pulgar, debe salir un líquido lechoso, lo que indica que el cultivo está listo para cosechar.
Sumas Térmicas (GDUs) para el Maíz
Las sumas térmicas (GDUs) 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. El rastreo de las GDU se puede utilizar para programar la siembra de maíz dulce a fin de ayudar a planificar una cosecha estable.
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. Si la temperatura baja es inferior a los 50° F, se utilizan los 50° F en la ecuación. Por ejemplo: si la temperatura alta es de 95° F y la baja de 72° F, el cálculo se ajustaría según esta regla.
Consideraciones Adicionales para el Cultivo de Maíz
Calidad de la Semilla
La calidad genética y física de la semilla influye directamente en la germinación. Las semillas sanas y libres de enfermedades tienen mayores tasas de germinación y vigor de arranque. El maíz se siembra con semillas híbridas comercializadas por semilleros, las cuales poseen genes y cualidades únicas al ser producto de la fecundación de una planta macho y una planta hembra de maíz. Sin embargo, las semillas de un cultivo de maíz originario de híbridos no se pueden volver a usar para sembrar porque no mantendrán las mismas cualidades. Es una práctica común sembrar entre un 10 y un 15% más de semillas de lo necesario para tener en cuenta una menor tasa de establecimiento y lograr la población de plantas deseada. Al sembrar en siembra directa se suelen implantar 60 000 a 70 000 semillas por hectárea.
Preparación del Suelo y Fertilización Inicial
Un suelo bien preparado es fundamental para la germinación. Una nascencia homogénea es clave, y la labor de preparación del terreno consiste en garantizar el contacto más estrecho posible entre semilla y suelo. No se debe dejar el terreno aterronado ni compactado, ni sembrar en húmedo, pues esto dejará el surco abierto. La actividad enzimática, que da inicio a la vida de la semilla, arranca cuando esta absorbe agua y oxígeno, iniciando así la respiración. Un suelo mal preparado resultará en una siembra imprecisa y un reparto irregular de la semilla.
En la siembra, el terreno también se fertiliza con fosfato diamónico, el cual aporta fósforo y nitrógeno. Cuando el maíz alcanza una altura de 15 a 20 cm y desarrolla 2 o 3 hojas, se fertiliza nuevamente con urea granulada o UAN. La urea granulada es el fertilizante que mayor contenido de nitrógeno aporta a la tierra. El UAN (Urea Amonium Nitrate) es un fertilizante líquido. Es importante considerar los residuos de nutrientes al hacer los cálculos de un programa de fertilización para el cultivo.
Sistemas de Producción y Rotación de Cultivos
Dentro de los sistemas de producción, existen dos vertientes: el de secano (o de temporal) y el de riego. El sistema de temporal consiste en sembrar la semilla en épocas específicas del año, es decir, en época de lluvias; el agricultor debe adaptarse a las condiciones climáticas para obtener beneficios.
El maíz puede ser cultivado año tras año en el mismo campo, pero hacer rotación con otros cultivos ayuda a aumentar el rendimiento al minimizar las enfermedades, las plagas y las malezas. Este cultivo se adapta muy bien a la climatología local en diversas regiones, lo que ha permitido su extensión.
Ciclo de Cultivo y Épocas de Siembra
El maíz es un cultivo estival de muy rápido crecimiento, pero que necesita una provisión abundante de insolación. El ciclo del maíz dura entre 215 y 270 días. Se siembra en ambos hemisferios; en el Hemisferio Sur, la ventana de siembra va desde septiembre hasta enero, y la cosecha se realiza entre marzo y agosto. Esto depende del periodo de lluvias y del momento en que comienzan las heladas en cada región. Las fechas de siembra suelen ser en agosto o septiembre en el hemisferio sur, aunque la ventana se extiende.