Problemas físicos

Clima

Los factores climáticos tales como la temperatura, la radiación solar y el viento tienen influencia sobre el rendimiento del arroz ya que afectan el crecimiento de la planta y los procesos fisiológicos relacionados con la formación del grano. Estos factores también afectan indirectamente el rendimiento aumentando el daño causado por las plagas y las enfermedades.

a) Temperatura

Las altas y bajas temperaturas por encima y por debajo de los límites críticos afectan el rendimiento de grano ya que inciden sobre el macollaje, la formación de espiguillas y la maduración (Cuadro 3). Las bajas temperaturas limitan la duración del período y la tasa de crecimiento y el desarrollo de las plantas de arroz. Las altas temperaturas causan estrés térmico sobre las plantas de arroz.

Hasta el momento de la iniciación del primordio de la panoja, los puntos de crecimiento de las hojas y los tallos están debajo del agua y la temperatura del agua controla el crecimiento y el desarrollo de la planta. La elongación de las hojas y la altura de la planta son afectadas, sin embargo, por la temperatura del agua y del aire.

En las primeras etapas de crecimiento la temperatura del agua afecta el rendimiento por su incidencia sobre el número de panojas por planta, el número de espiguillas por panoja y el porcentaje de granos que maduran. En las etapas posteriores la temperatura del aire afecta el rendimiento incidiendo sobre el porcentaje de espiguillas no fertilizadas y el porcentaje de granos que maduran.

El clima fresco favorece una mayor eficiencia del nitrógeno y la fertilización nitrogenada afecta la esterilidad en caso de bajas temperaturas. Cuando las temperaturas se encuentran por encima o por debajo de niveles críticos, la provisión de nitrógeno tiene poco efecto sobre la esterilidad. La aplicación de mayores cantidades de fertilizantes fosfatados alivia los efectos adversos de altas cantidades de nitrógeno en la etapa reproductiva a bajas temperaturas. Existen variedades con tolerancia a bajas temperaturas durante la etapa de plántula. En caso necesario, es preferible seleccionar variedades que presenten resistencia al frío y que estén adaptadas a la región.

CUADRO 3
Efecto de la temperatura (°C) sobre el crecimiento y el desarrollo de la planta de arroz

Las temperaturas por debajo o por encima del rango normal afectan adversamente las fases vegetativas y reproductivas de las plantas, tal como se describe más adelante.

Germinación y crecimiento de la plántula

La temperatura óptima para una buena germinación está comprendida entre 20°C y 35°C mientras que para la emergencia de la plántula y el crecimiento inicial se encuentra entre 20°C y 30°C.

  • Si estuvieran disponibles, usar cultivares que puedan germinar a bajas temperaturas.
  • La germinación es inhibida a temperaturas por debajo de 10°C.
  • No cultivar arroz donde la temperatura del aire desciende por debajo de 10°C en el momento de la germinación y donde las bajas temperaturas duran períodos largos.
  • La decoloración de las hojas y el raquitismo ocurren entre 7 y 12°C.
  • La emergencia de las plántulas es demorada por debajo de 12°C.
  • Es posible producir plántulas en un criadero cubierto de plástico a principios de la primavera y trasplantar inmediatamente después que la temperatura llega a 15°C a fin de contar con más días cálidos durante el período de llenado del grano.
  • El crecimiento de las raíces es raquitíco por debajo de 16°C.
  • A 45°C aparecen punta blanca, bandas cloróticas y manchas sobre la lámina de las hojas.

Macollaje

  • La temperatura óptima para un macollaje vigoroso está comprendida entre 25°C y 31°C.
  • Una baja temperatura del agua demora el macollaje.
  • El macollaje es reducido tanto por las bajas temperaturas (9 – 16°C) como por las altas temperaturas (>33°C).
  • La temperatura ideal para un buen macollaje es 31°C.

Fase reproductiva

  • Las bajas temperaturas entre 12°C y 18°C durante la maduración dan lugar a una madurez irregular.
  • Las bajas temperaturas por debajo de 15°C demoran la iniciación de la panoja.
  • Ocurre una alta esterilidad del grano si la temperatura está por debajo de 15°C durante el período de iniciación del polen (esporoscopia) o 15 días antes de la espigazón.
  • Una temperatura baja de 22°C da lugar a una exerción incompleta de la panoja y retrasa la floración.
  • Un fuerte estrés térmico induce la espiga blanca.
  • Un estrés de alta temperatura a 35°C o más induce la esterilidad de la espiguilla.
  • Un estrés de alta temperatura a 38°C o más da lugar a una reducción del número de espiguillas.

b) Radiación Solar

  • La radiación solar es la fuente de energía para el proceso fotosintético y la evapotranspiración. Es fundamental para obtener buenos rendimientos.
  • La sombra durante las etapas vegetativas afecta solo ligeramente al rendimiento y sus componentes.
  • La sombra a los 16 días antes de la espigazón causa la esterilidad de las espiguillas en razón de la falta de carbohidratos.
  • Las etapas reproductivas y de maduración son sensitivas a baja intensidad de la luz.
  • La sombra durante las etapas reproductivas tiene serios efectos sobre el número de espiguillas.
  • La sombra reduce en forma considerable el rendimiento debido al menor porcentaje de espiguillas llenas.
  • Las variedades con tallos y hojas erectas que evitan el sombreado recíproco y así interceptan más luz solar, tienen una mejor fotosíntesis y consecuentemente mejores rendimientos.
  • Seleccionar cultivares con hoja bandera erecta y ángulo agudo y panojas que no sobresalgan en exceso de la hoja bandera de modo de minimizar la sombra de las hojas superiores durante la fase de maduración.
  • Sembrar variedades semienanas que no vuelquen, con hojas superiores cortas y erectas para capturar el máximo posible de luz solar dentro del dosel de la vegetación foliar. Un índice de área foliar de 5-6 asegura una óptima fotosíntesis durante la etapa reproductiva.
  • Para maximizar el rendimiento bajo un régimen de manejo óptimo, la época de siembra debe ser seleccionada de modo que el cultivo reciba altos niveles de radiación solar en las etapas reproductivas y de maduración.

c) Viento

Otra limitación climática, en el caso de los cultivos de arroz hechos en la zona de influencia de los monzones asiáticos, es que deben tolerar tiempo ciclónico caracterizado por los fuertes vientos.

  • En la época de los ciclones no solo se vuelcan las variedades altas tradicionales sino todas las variedades, con el resultado de grandes reducciones de rendimiento.
  • En tales situaciones es conveniente cultivar variedades semienanas de tallos fuertes resistentes al vuelco.
  • Sin embargo, variedades con tallos más fuertes deben aún ser desarrolladas por los fitomejoradores.

Suelo

Las mayores limitaciones del suelo para la producción de arroz son la erosión, la deficiencia de nutrientes, la toxicidad y los suelos inadecuados.

a) Erosión del suelo

La erosión del suelo es un problema en el cultivo del arroz de secano y cuando el arroz se cultiva en laderas. Para minimizar la erosión del suelo es necesario:

  • Evitar el cultivo en laderas demasiado inclinadas (pendiente > 10%).
  • Minimizar la labranza y la compactación del suelo.
  • Construir contornos, zanjas y terrazas y hacer cultivos intercalados.
  • Labrar la tierra a lo largo de los contornos.
  1. Deficiencia de nutrientes, toxicidad y condiciones inadecuadas del suelo

Deficiencia de zinc (Zn)

La deficiencia de zinc ocurre frecuentemente en el cultivo del arroz en tierras húmedas en suelos alcalinos o cercanos a la neutralidad, especialmente en aquellos de origen calcáreo. En los casos de deficiencias severas de zinc, las plántulas de arroz trasplantado pueden morir o, en el caso de la siembra directa, las plántulas pueden no emerger. La deficiencia de zinc a menudo está ligada a un alto pH del suelo o del agua de riego, a una fuerte reducción química del suelo, a una baja temperatura del suelo o a altas dosis de aplicación de nitrógeno y fósforo.

Las características de las plantas con deficiencia de zinc son:

  • Las nervaduras centrales de las hojas jóvenes, especialmente en la base, se vuelven cloróticas.
  • Aparecen manchas y rayas marrones en las hojas inferiores seguidas por un crecimiento raquítico.
  • Se reduce el tamaño de la lámina de la hoja pero la vaina es apenas afectada.
  • En el campo, la deficiencia de zinc se caracteriza por un crecimiento desuniforme y un retraso en la madurez.

Las medidas que se pueden tomar para aumentar la disponibilidad de zinc en las tierras bajas comprenden:

  • Sumergir las raíces de las plántulas en una suspensión de 1 – 4 por ciento de óxido de zinc antes del trasplante; también es posible aplicar durante la preparación de la cama del criadero de 1 – 2 kg de sulfato de zinc.
  • En el campo puede ser corregida pulverizando una mezcla de 5 kg de sulfato de zinc con 25 kg de cal por hectárea.

Deficiencia y toxicidad de hierro (Fe)

Es frecuente encontrar toxicidad y deficiencia de hierro en el cultivo de arroz de secano y durante el crecimiento inicial de las plantas, cuando el sistema radicular aún no está completamente desarrollado. Esta deficiencia también se encuentra en los criaderos de secano. En condiciones sumergidas, la deficiencia de hierro ocurre en suelos con pH alto (>7,5). La deficiencia de hierro ocurre en suelos neutros a alcalinos.

La clorosis es un síntoma característico de las plantas con deficiencia de hierro.

Las medidas para aumentar la disponibilidad de hierro en cultivos de arroz de secano incluyen:

  • Uso de cultivares tolerantes a la deficiencia de hierro.
  • Estímulo de las condiciones anaeróbicas del campo por medio de surcos o caballones para mantener tanta agua como sea posible.
  • Pulverizar con quelatos o sulfatos de hierro; el sulfato de hierro debería ser pulverizado con cal hidratada a fin de prevenir el quemado de las hojas.
  • La toxicidad de hierro es debida principalmente a un mal drenaje; por lo tanto, un buen drenaje y la nivelación del suelo reducirán el problema.

La toxicidad causada por el hierro ocurre en oxisoles y ultisoles en tierras bajas. Se encuentra en suelos arenosos ácidos, latosoles ácidos y sulfatos ácidos. También ocurre en otros suelos como suelos de turba, valles arenosos internos y tierras costeras inundables. La producción de ácido sulfhídrico y de sulfuro de hierro en los suelos inundados bajo condiciones altamente reducidas disminuye la capacidad de oxidación de las raíces del arroz y puede contribuir a la toxicidad causada por el hierro. Las plantas deficientes en potasio a menudo presentan un alto contenido de hierro y muestran serios síntomas de toxicidad de hierro.

  • Los síntomas de la toxicidad de hierro son la aparición de manchas marrones (bronceado) de las hojas inferiores, comenzando desde las puntas y difundiéndose hacia la base. Estas manchas se unen y las hojas por lo general permanecen verdes. En los casos más severos toda la hoja aparece de color marrón – púrpura.
  • El problema de la toxicidad de hierro puede ser eludido sembrando variedades tolerantes.
  • La inundación de los campos y el subsiguiente drenaje reducen los efectos tóxicos.

Deficiencia de manganeso (Mn)

La deficiencia y la toxicidad de manganeso raramente se encuentran en el campo pero pueden ocurrir en tierras altas bien drenadas y algunas veces en tierras bajas inundadas.

  • Las plantas deficientes en manganeso son raquíticas pero tienen un número normal de tallos. La clorosis entre las nervaduras se encuentra en las hojas inferiores y se difunde desde la punta hacia la base hasta que se vuelven necróticas. Las hojas nuevas que emergen son cortas, angostas y de color verde pálido.
  • La deficiencia de manganeso puede ser corregida por medio del uso de variedades tolerantes, uso de fertilizantes acidificantes y aplicación de 50 – 100 kg/ha de sulfato de manganeso.

Deficiencia de magnesio (Mg)

Las altas concentraciones de K y NH4 tienden a restringir la disponibilidad de magnesio. Los granos de arroz contienen más magnesio que la paja pero menos K y Ca que esta. El arroz de secano tiene el mejor nivel de magnesio del suelo para el crecimiento de la planta cuando cerca del 10 por ciento de la capacidad de intercambio de cationes (CIC) está saturada con magnesio. En el caso del arroz en tierras húmedas, las deficiencias de magnesio son raras pero pueden aparecer cuando su concentración cae a menos de 3 – 4 por ciento del CIC y el pH es menor de 5,5.

  • Los niveles moderados de deficencia de magnesio no afectan la altura de la planta y el número de tallos. Las hojas se vuelven onduladas y caedizas debido a la expansión del ángulo entre la lámina y la vaina de la hoja.
  • La clorosis entre las nervaduras se caracteriza por un color amarillo – anaranjado en las hojas inferiores.

Deficiencia de azufre (S)

La deficiencia de azufre es común en el arroz de secano pero raramente ocurre en el arroz en tierras húmedas. El uso continuo de fertilizantes fosfatados y de urea, que no contienen azufre, pueden inducir a largo plazo la deficiencia de azufre en las tierras bajas.

  • Los síntomas de la deficiencia de azufre son similares a los de la deficiencia de nitrógeno.
  • Para corregir la deficiencia de azufre se debe aplicar azufre elemental o yeso o usar fertilizantes nitrogenados o fosfatados que contengan azufre.
  • Deberían ser aplicados al suelo y la dosis dependerá del compuesto que se use.

Deficiencia de calcio (Ca)

Por lo general, los cultivos de arroz no sufren la deficiencia de calcio. En casos extremos, la planta es raquítica, las puntas de las hojas superiores se vuelven blanquecinas, se enrollan y el punto de crecimiento muere.

Deficiencia y toxicidad de boro (B)

La deficiencia de boro se caracteriza por:

  • Reducción de la altura de la planta.
  • Hojas emergentes blancuzcas y enrolladas.
  • En los casos más severos el punto de crecimiento muere pero continúan emergiendo nuevos tallos.

La toxicidad del boro ocurre en suelos volcánicos y costeros y se caracteriza por:

  • Clorosis que se inicia en las puntas de las hojas más viejas a lo largo de sus márgenes seguida por la aparición de manchas grandes, marrones, elípticas, en las partes afectadas, las que se vuelven marrones y se secan.

Deficiencia de cobre (Cu)

El cobre regula las reacciones enzimáticas de la planta de arroz, una de las cuales afecta la esterilidad y la capacidad de la planta para formar granos. La absorción de cobre es básicamente independiente y está relacionada primeramente con los niveles de cobre disponible en el suelo. El cobre se encuentra en el suelo como óxido, carbonato, silicato y sulfato. La inundación del suelo disminuye la disponibilidad de cobre y molibdeno en el suelo. En los suelos inundados, la disminución de la concentración de cobre es causada por la precipitación de los hidróxidos, los carbonatos y los quelatos orgánicos, todos los que son afectados indirectamente por los cambios de pH. La disponibilidad de cobre para las plantas es menor en los suelos alcalinos y aumenta en los suelos ácidos.

Las hojas de las plantas deficientes en cobre presentan un color verde azulado y clorosis cerca de las puntas. La clorosis se extiende hacia abajo a lo largo de ambos lados de la nervadura central, seguida por necrosis de color marrón oscuro en las puntas. Las hojas emergentes no se desenrollan y permanecen con forma de agujas en toda la hoja, o algunas veces solo en la mitad de la hoja, donde la porción basal se desarrolla normalmente.

  • La mayor parte de la deficiencia de cobre aparece en suelos arenosos con alto pH o en suelos con cinco por ciento o más de contenido de materia orgánica.
  • La deficiencia de cobre puede matar las algas; en el caso del arroz, en el que las algas verde-azuladas pueden contribuir con 25 – 50 kg/N/ha, la concentración de cobre debería ser cuidadosamente controlada para evitar la muerte de las algas benéficas.

Toxicidad de aluminio (Al)

La toxicidad de aluminio ocurre en tierras ácidas de secano y en suelos con sulfatos ácidos y retarda el crecimiento radicular; se caracteriza por:

  • Clorosis entre las nervaduras de tono amarillo – anaranjada que posteriormente se vuelve necrótica.
  • Inhibición del crecimiento de las raíces.
  • Restricción de la absorción de nutrientes y agua dando lugar a plantas raquíticas y bajos rendimientos de grano.

Toxicidad de yodo (I)

La toxicidad del yodo se caracteriza por:

  • Aparición de pequeñas manchas marrones en las puntas de las hojas inferiores que después se extienden a toda la hoja dando lugar a una coloración marrón y muerte de la misma.

Deficiencia de silicio (Si)

El silicio no es clasificado como un elemento esencial. Sin embargo, un buen cultivo de arroz toma del terreno 1 000 – 1 200 kg/ha de óxido de silicio. Los silicatos se encuentran en la paja, la cáscara del grano y en los granos. El silicio tiene varias funciones en el crecimiento de la planta de arroz:

  • Una buena absorción de silicio protege las plantas contra la infección de hongos e insectos y una buena capa cuticular de sílice sirve como una barrera contra hongos, insectos y ácaros.
  • Una mayor absorción de silicio mantiene las hojas erectas y, por lo tanto, promueve una mejor fotosíntesis en los distintos doseles de hojas y, consecuentemente, mejora los rendimientos.
  • Un aumento de la absorción de silicio disminuye las pérdidas por transpiración.
  • Un aumento de la absorción de silicio fortalece el poder oxidante de las raíces del arroz y disminuye una excesiva absorción de hierro y manganeso.

Toxicidad de ácido sulfhídrico (H2S)

La toxicidad de ácido sulfhídrico ocurre sobre todo en suelos arenosos, bien drenados, en arrozales degradados con bajo contenido de hierro activo y en suelos orgánicos pobremente drenados.

  • La toxicidad de ácido sulfhídrico puede dar lugar a una enfermedad llamada «cabeza erecta».
  • La toxicidad puede ser corregida solo con un correcto manejo del suelo y el agua.
  • En los suelos muy degradados es necesario arar profundamente.

CUADRO 4

Concentraciones críticas de macro- y micronutrientes importantes

Salinidad

La salinidad ocurre a causa de una excesiva acumulación de sales solubles en el suelo. Las sales iónicas más importantes son sodio, calcio y magnesio que aparecen como cloruros o sulfatos. El cloruro de sodio (NaCl) es la sal predominante. La salinidad ocurre en áreas costeras y en regiones áridas y semiáridas. En las áreas costeras la salinidad se origina en las inundaciones de agua marina y a menudo está asociada con bajos pH. En las regiones áridas y semiáridas, la salinidad ocurre principalmente en áreas regadas por canales. En estas regiones la evapotranspiración es muy alta lo cual conduce a un movimiento ascendente del agua que da lugar a la acumulación de sales en la zona radical. Estos suelos salinos son caracterizados por la presencia de una costra blanca de sal sobre la superficie del suelo, a menudo asociada con un alto pH.

En las regiones áridas y semiáridas se reconocen dos tipos de suelos. Los suelos «salinos» normalmente tienen un pH menor de 8,5 y una conductividad eléctrica del extracto saturado mayor de 4 mmho/cm a 25°C. El suelo es «sódico» si tiene más de 6 por ciento de sodio intercambiable y es fuertemente sódico si tiene más de 15 por ciento.

El efecto de la salinidad sobre el crecimiento del arroz depende del estado de desarrollo en el cual ocurre dicha salinidad.

  • El arroz es muy tolerante a la salinidad durante la germinación.
  • Es muy sensible en la etapa de la plántula de 1 – 2 hojas.
  • La tolerancia a la sal aumenta progresivamente durante el macollaje y la elongación.
  • La tolerancia a la sal disminuye desde la iniciación de la panoja hasta la floración.
  • En el estado de maduración es escasamente afectado por la salinidad.

Los factores importantes en los suelos salinos son:

  • El suelo salino sódico tiene muy baja permeabilidad y los problemas de malezas son poco importantes; bajo esas condiciones no es necesario el embarrado.
  • Las aradas profundas son necesarias en suelos altamente deteriorados.
  • Se reduce el macollaje del arroz por lo que es recomendable establecer altas poblaciones de plantas para obtener buenos rendimientos.
  • Usar sulfato de amonio como fuente de nitrógeno.
  • En los suelos salinos sódicos usar de 8 a 15 t/ha de yeso, dependiendo de las propiedades del suelo, para mejorar su condición y, consecuentemente, el rendimiento de grano.
  • Agregar materia orgánica para mejorar el suelo.
  • Aplicar pirita para reducir la salinidad.
  • Sembrar variedades tolerantes a la sal.

Agua

El nivel recomendado de agua o de humedad en el suelo es esencial para mantener un adecuado manejo de los nutrientes, de las malezas y de las pestes y enfermedades. Bajo condiciones de secano la lluvia es un factor crítico, de lo contrario el cultivo sufre por falta o exceso de agua.

  1. Efecto del déficit de agua sobre el crecimiento y el rendimiento
  • Los síntomas comunes del déficit de agua son el enrollado de las hojas, las hojas resecas, el macollaje limitado, el raquitismo, el retraso de la floración, la esterilidad de las espiguillas y un llenado incompleto de los granos.
  • La falta de agua en las etapas vegetativas reduce la altura, el macollaje y el área foliar.
  • La planta de arroz es muy sensible a la sequía desde la etapa de la iniciación de la panoja hasta la espigazón; reduce el rendimiento al aumentar la esterilidad de la espiguilla.
  • El germoplasma de arroz presenta varios mecanismos posibles para escapar a la sequía; es posible usar cultivares de ciclo corto o sensibles al fotoperíodo.
  • En las áreas donde las lluvias son marginales para la producción de arroz, es posible usar cultivares de ciclo corto adaptados al período de las lluvias.

Mecanismos como la madurez temprana (arriba) y la sensibilidad al fotoperíodo (abajo) pueden ser usados para sincronizar las etapas reproductivas con los períodos de humedad adecuada.

b) Efecto del exceso de agua sobre el crecimiento y el rendimiento

Las áreas con exceso de agua se divididen en tres categorías, a saber, aguas profundas, inundadas y sumergidas.

  • Las áreas de aguas profundas son aquellas en que la profundidad del agua está entre 150 y 400 cm y permanece en el campo por 3-4 meses. El arroz flotante, con gran capacidad para la elongación de los entrenudos, se siembra en esas áreas.
  • Las áreas inundadas incluyen áreas de aguas profundas marginales, áreas bajas y áreas cubiertas por las mareas marinas. El agua, con una profundidad de 150 cm, permanece en esas áreas por varios meses.
  • En las áreas sumergidas, el nivel y la duración del agua son variables y el arroz permanece completamente sumergido por períodos variables.

Una gran parte del área de tierras bajas de secano está comprendida en la categoría de áreas sumergidas, en las que una sumersión parcial es una limitación corriente.

  • La reducción del rendimiento debido a la sumersión es atribuida a un menor macollaje y a una reducción del área fotosintética. Hay variedades con tolerancia a la sumersión, altura intermedia y buenos rendimientos.
  • En áreas de aguas profundas es recomendable el uso de cultivares mejorados con gran capacidad de elongación de los entrenudos, buena habilidad para doblarse y enraizamiento en los nudos.

Fuente: FAO