Caracterización del desarrollo y absorción de nutrimentos del híbrido de maíz HC-57
Nutrient absorption and phenology development of the Costa Rican corn hybrid HC 57
Nutrient absorption and phenology development of the Costa Rican corn hybrid HC 57
*Dirección de correspondencia
Abstract
The aim of the study was to investigate the total nutrient absorption in the corn hybrid HC-57. The experiment was carried out at the Agricultural Experimental Station Fabio Baudrit Moreno of the University of Costa Rica, in Alajuela Costa Rica. A plot with 120 plants under optimal growth conditions was used. Plants were sampled every 15 days using 9 units per sampling. The entire plant was collected and the height and number of leaves determined. Then the plants were divided into roots, foliage and cobs, dried at 80°C, weighed and analyzed at the Laboratory of the Agronomic Research Center of the University of Costa Rica. For macro and micronutrients, uptake curves were obtained. For a yield estimate of 50 000 cobs.ha-1, with a dry weight of 141,5 g per cob, the maximum nutrient absorption per hectare was 111 kg of N, 43 kg P2O5, 168 kg K2O, 26 kg CaO, 28 kg MgO, 10 kg S, 3200 g Fe, 100 g Cu, 400 g Zn, 300 g Mn and 100 g B. It was found that the Corn hybrid HC-57 required approximately 1500 growing degree days to complete its development cycle and 1254 growing degree days to reach the R3 phenological stage, at which it is harvested as sweet corn. The information on nutrient absorption and on the respective growing degree days is presented for all the stages evaluated, in order to create a link between both parts.
Keywords: Zea mays, nutrient absorption curves, macronutrients, micronutrients, phenology, heat units.
Resumen
En la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno, Alajuela, Costa Rica se realizó un ensayo con el objetivo de determinar la absorción de nutrimentos por parte del híbrido comercial de maíz HC-57. Se sembraron un totalde 120 plantas, a las que se les dio buen manejo hídrico y nutricional. Se realizaron muestreos aproximadamente cada 15 días y se colectaron un total de 9 plantas por época de muestreo. A dichas plantas se les estimó la altura, se les cuantificó el número de hojas y fueron divididas en secciones (raíz, follaje y mazorca). Se secaron en estufa a 80°C y se estimó el peso seco. Posteriormente se determinó la concentración de nutrimentos en el Laboratorio de Suelos y Foliares del Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica y se obtuvieron las curvas de absorción de nutrimentos para macro y microelementos. Para un rendimiento de 50 000 mazorcas.ha-1, con un peso seco de 141,5 g por mazorca, se presentó una absorción máxima total por hectárea de 111 kg de N, 43 kg de P2O5, 168 kg de K2O, 26 kg de CaO, 28 kg de MgO, 10 kg de S, 3200 g de Fe, 100 g de Cu, 400 g de Zn, 300 g de Mn y 100 g de B. Además, se realizó una caracterización del ciclo de desarrollo del híbrido, relacionada con las condiciones climáticas que permitió asociar la información de absorción con los grados día temperatura, estimados por el método residual modificado descrito por Yzarra et al. (2009), con el propósito de generar una predicción del comportamiento del ciclo y la absorción de nutrimentos de este híbrido en otras localidades. El híbrido HC-57 requirió un aproximado de 1500 grados día temperatura para completar su ciclo de desarrollo y 1254 grados día temperatura para alcanzar la etapa fenológica R3, en la cual se realiza la cosecha para elote.
Palabras clave: Zea mays, curvas de absorción, macronutrimentos, micronutrimentos, fenología, grados día.
]]> Introducción
El maíz es uno de los cultivos de mayor importancia en el mundo que junto con el arroz y el trigo se posiciona como uno de los principales cereales (APS 1984). En Costa Rica el híbrido de maíz HC-57 es un material que por sus características de adaptación a diferentes climas, tolerancia a pudrición de mazorca, buen cuaje, sabor y ]]>
Aunque el híbrido HC-57 tiene varios años en el mercado, no se ha caracterizado su ciclo fenológico, ni se tiene cuantificada su absorción de nutrimentos.
]]> Pese a que las etapas fenológicas del cultivo son similares entre variedades e híbridos de maíz, la duración entre cada una de ellas puede variar por diferentes factores como son las características genéticas propias, las fechas de siembra, las localidades y las condiciones climáticas (Iowa State University 1992).
También se ha ]]>
La utilización del concepto ]]>
Por otra parte, es importante conocer el desarrollo del cultivo y las etapas de mayor necesidad de nutrimentos durante la producción pues de esa forma se puede ofrecer al cultivo las condiciones adecuadas para obtener rendimientos óptimos. En el caso del maíz, García (2005) menciona que aportar condiciones óptimas en la etapa de floración es imprescindible para lograr buenos rendimientos.
El objetivo de este trabajo fue cuantificar y caracterizar la absorción de nutrimentos por parte del híbrido HC-57, y relacionar esta absorción con el desarrollo fenológico y la acumulación de grados día temperatura.
Materiales y Métodos
El experimento se llevó a cabo en la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEFBM), localizada en Barrio San José de Alajuela, a 840 msnm, la cual clasifica según Holdridge (1982) como una zona de vida de bosque húmedo premontano, con un clima subhúmedo caliente y estación ]]>
Se sembraron 120 plantas de maíz del híbrido HC-57, siguiendo el patrón convencional utilizado en la EEFBM, que consiste en una densidad de 50 ]]>
Se realizaron evaluaciones en 7 diferentes épocas del ciclo de desarrollo del cultivo, con inicio a los 22 días después de la siembra (dds). En cada una de las evaluaciones se determinó la etapa fenológica en la que se encontraba la plantación, para lo cual se utilizó el patrón establecido en el estado de Iowa, Estados Unidos (Iowa State University 1992).
La muestra recolectada fue de 9 plantas en cada época de muestreo, a las cuales se les estimó de forma individual la altura desde la base hasta el “collarín” o lígula superior visible. Posteriormente, cada planta se dividió en raíz, follaje y mazorca, tejidos que fueron secados en estufa a 80ºC por 3 días para determinar el peso seco de cada parte.
Para estimar la concentración de nutrimentos presentes en los tejidos, las plantas de las 3 repeticiones se unieron, y se enviaron al Laboratorio de Suelos y Foliares del CIA-UCR. Con la información obtenida y con el respectivo asocio entre la concentración y el peso seco de cada tejido, se obtuvo el consumo efectuado por cada uno de ellos en cada etapa y así desarrollar las curvas de absorción de nutrimentos del cultivo.
También se relacionó la información climatológica de temperatura, proveniente de la estación Clase B ubicada en la propia EEFBM con las curvas de absorción de nutrimentos. Para el cálculo de los grados día temperatura (GDT) se utilizó la fórmula de Ometto, que se describe en Yzarra et al. 2009 y ha sido utilizada a lo largo del tiempo por varios autores (Avilán y ]]>
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Se usó una temperatura base mínima de 10ºC y una máxima de 30ºC en concordancia con las recomendaciones establecidas en la literatura (Wiebold, sa).
]]> La obtención de los GDT en cada etapa de muestreo, ofrece una herramienta adicional al productor para transferir la información generada en la EEFBM a las diferentes localidades del país donde se cultiva este híbrido.
Resultados y Discusión
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Desarrollo de la planta y estado fenológico
En la Figura 1 se presenta el ciclo de desarrollo del híbrido HC-57 expresado en términos de número de hojas y altura.
El híbrido de maíz HC-57 presenta una etapa de crecimiento vegetativo que se extiende desde la etapa inicial, hasta antes de los 77 dds (de V1 a VT) en la cual incrementa significativamente su número de hojas y su altura; después de esta etapa la planta no presenta ningún incremento significativo en ese último aspecto (Figura 1). Esta misma situación acontece con la variable peso ]]> Figura 2).
La estabilización en la producción de material vegetativo observada a partir de los 77 dds en la emisión de hojas nuevas, altura de planta y peso seco del follaje, corresponde con el inicio del proceso reproductivo de la planta, e inicio de formación de la mazorca, la cual se ]]> Figura 2).
Con las mediciones efectuadas no fue posible determinar el momento en que ocurre el proceso de diferenciación del meristemo superior (flor masculina) ya que el meristemo al estar recubierto por las hojas nuevas, obstaculizaron su ]]>
En relación con la cuantificación del peso seco de la raíz se considera que, en proporción al trabajo que representa, es una variable que aporta poca información al estudio, ya que entre muchas de las ]]>
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Como se puede observar en el Cuadro 1, el ciclo de desarrollo del HC-57 duró 109 días para alcanzar la etapa de madurez fisiológica y 91 días para ser cosechado para elote, aspecto esperable bajo las condiciones de producción del lugar. No obstante debe considerarse que dicha información puede variar en diferentes ciclos de siembra y en las diferentes localidades del país donde es cultivado el ]]>
Además se ha determinado que el híbrido presenta un desarrollo dependiente del fotoperiodo, obteniéndose una mayor altura de planta en fotoperiodos crecientes y menor en decrecientes (Echandi 2010). Comunicación ]]>
Como se mencionó anteriormente el uso de los GDT tiene gran utilidad en la ]]> Cuadro 1).
Concentración de nutrimentos según tejido
El promedio de las concentraciones de nutrimentos en cada uno de los tejidos a lo largo del ciclo del maíz HC-57 y la diferencia estadística entre medias se presentan en el Cuadro 2.
]]> Follaje. Según se observa en el Cuadro 2, la concentración de N, P y K en el follaje decrece en forma significativa conforme avanzan las etapas, pues pasa de valores cercanos a 4%, 0,3% y 4,7% respectivamente, a concentraciones 6 y 3 veces menores, 0,67%, 0,05% y 1,49%, respectivamente, al final del ciclo.
En el caso del Ca y ]]>
En relación ]]>
Mazorca. En el caso de la mazorca se evaluó la concentración en 3 etapas fenológicas. Cuando hubo diferencias, éstas se ]]> Cuadro 2). La única disminución que resulta relevante de destacar es la de K, ya que de concentraciones de 1,73% semejantes a las del follaje a los 77 dds, conforme se consolidaba la mazorca, bajaron a los 109 dds a la tercera parte (0,58%).
Raíz. Sobre las ]]>
Curvas de absorción de nutrimentos
]]> Como se mencionó anteriormente, las curvas de absorción de nutrimentos para el híbrido
HC-57 se elaboraron al relacionar el peso seco de la muestra (Figura 2), con la concentración respectiva de cada tejido en las diferentes etapas de crecimiento (Cuadro ]]> ). En las Figuras 3 y 4 se resumen estas curvas de absorción para los nutrimentos mayores y menores, respectivamente.
Macronutrimentos
Se encontró ]]>
Después de los 59 dds las ]]> Cuadro 1). La reducción en el contenido de nutrimentos en el follaje y la raíz podría obedecer a un efecto de “exportación” o translocación de nutrimentos hacia las estructuras ]]>
En el caso del P, el comportamiento a nivel del follaje presenta un patrón similar al del N, ya que la mayor acumulación en este tejido ocurre antes de los 59 dds, sin embargo la absorción porcentual total del elemento difiere ]]> 59 dds.
Por su parte el comportamiento del ]]>
El patrón mostrado por el S es similar al del N y K, no obstante, los requerimientos de S en las etapas posteriores a los 59 dds superan el 40% del total requerido por ]]>
Es importante destacar que la absorción de todos estos elementos en las etapas anteriores a los 36 dds son en términos generales menores al 10% del total y en el caso de la mazorca su absorción se caracteriza por incrementos prácticamente lineales desde su formación hasta el final del ciclo. Solo en el caso del K se encontró una ]]>
Micronutrimentos
El comportamiento del HC-57 en la ]]> Figura 4).
]]> La etapa de mayor necesidad de Mn y B en el follaje es la comprendida entre 46 y 59 dds (V9-VT, 632-811 GDT), que coincide con la etapa de polinización. Esto resulta de particular importancia, ya que según Brown y Hu (1998) la planta de maíz es una de las especies en las que el B no tiene movilidad, por lo tanto una aplicación foliar de B en estas etapas de mayor requerimiento podría contribuir a mejorar la producción de este cultivo. Además es conocido que este elemento tiene gran importancia en el proceso de polinización y ]]>
A nivel radical, entre los 77 y 91 dds, el híbrido incrementó su absorción de Mn y B en valores cercanos al 40% del máximo absorbido por este tejido.
La mayor demanda de ]]>
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Análisis de translocación de nutrimentos N, P y K
Como se mencionó anteriormente, a los 59 dds ocurren 2 fenómenos relevantes: se produce el máximo desarrollo del follaje y a su vez, se inicia ]]>
Para el caso del N, como se puede observar en la Figura 5, una gran cantidad de los requerimientos para ]]>
Esta ]]>
Para el caso del K ]]>
Absorción total
En el Cuadro 3 se resume para todos los elementos, la cantidad de nutrimentos absorbidos por la raíz, el follaje (tallo y hojas) y la mazorca en las diferentes etapas.
En el Cuadro 4 se resume la cantidad por hectárea absorbida por una plantación del híbrido HC-57 con un rendimiento de 50 000 mazorcas.ha-1; las cantidades se expresan en términos totales y por cosecha.
En el experimento se ]]>
La utilidad de conocer estos ]]>
]]>
En síntesis, las aplicaciones de N y K deben realizarse en etapas iniciales del ciclo de desarrollo del cultivo, ya que después de los 59 dds (V12-VT, 811 GDT) la demanda o absorción de nutrimentos es menor. Aplicaciones tardías de estos elementos, podrían no tener un efecto importante sobre el rendimiento del cultivo, sin embargo debe verificarse mediante ensayos de campo.
]]>
Es posible que este híbrido presente una buena respuesta a las aplicaciones de P en etapas intermedias y tardías del ciclo de desarrollo, ya que se presentó una importante absorción de este elemento en ambas etapas; esto también requiere de la evaluación experimental a nivel de campo antes de llevarse a nivel comercial.
]]> Realizar aplicaciones foliares de B en las etapas cercanas a los 59 dds podría beneficiar al cultivo con una mejor polinización y aplicaciones foliares de Zn al final del ciclo ayudarían a mejorar el valor nutricional del producto cosechado.
El asocio de las curvas de absorción de nutrimentos a la información ]]>
Literatura Citada
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*Correspondencia:Róger Fallas: Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica: Correo electrónico: rafallasc@gmail.com
Floria Bertsch: Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
Carlos Echandi: Estación Experimental Fabio Baudrit Moreno, Universidad de Costa Rica, Alajuela, Costa Rica.
Carlos Henríquez: Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
1 Autor para correspondencia. Correo electrónico: rafallasc@gmail.com
* Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
** Estación Experimental Fabio Baudrit Moreno, Universidad de Costa Rica, Alajuela, Costa Rica.
Recibido: 21/09/10 Aceptado: 26/07/11