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
|
Crecimiento y desarrollo de la planta |
Baja temperatura |
Alta temperatura |
Temp. óptima |
||
|
Rango |
Efecto |
Rango |
Efecto |
||
|
Germinación |
10 |
Inhibición |
45 |
- |
20-35 |
|
Emergencia de la plántula |
12-13 |
Demorada |
35 |
- |
25-30 |
|
Enraizamiento |
16 |
Raquitismo |
35 |
- |
25-28 |
|
Hoja |
7-12 |
Decoloración de la hoja, raquitismo |
45 |
Punta blanca, bandas cloróticas y manchas |
31 |
|
Macollaje |
9-16 |
Reducido |
33 |
Reducido |
25-31 |
|
Iniciación de la panoja |
15 |
Demorada |
- |
Panoja blanca |
- |
|
Diferenciación de la panoja |
15-20 |
Degeneración del ápice de la panoja, alta esterilidad de la espiguilla |
38 |
Número reducido de espiguillas |
- |
|
Exerción de la panoja |
22 |
Exerción incompleta, floración demorada |
35 |
Esterilidad |
30-33 |
|
Grano |
12-18 |
Madurez irregular |
30 |
Menor llenado del grano |
20-25 |
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.
Macollaje
Fase reproductiva
b. Radiación solar
La radiación solar es la fuente de energía para el proceso fotosintético y la evapotranspiración. Es fundamental para obtener buenos rendimientos.
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.
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:
b. 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 medidas que se pueden tomar para aumentar la disponibilidad de zinc en las tierras bajas comprenden:
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:
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.
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.
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.
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.
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:
La toxicidad del boro ocurre en suelos volcánicos y costeros y se caracteriza por:
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.
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:
Toxicidad de yodo (I)
La toxicidad del yodo se caracteriza por:
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:
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.
CUADRO 4
Concentraciones críticas de macro- y
micronutrientes importantes
|
Elemento |
Deficiencia (D) |
Nivel crítico |
Parte afectada de la planta |
Etapa de crecimiento |
|
N |
D |
2,5% |
Lámina de la hoja |
Macollaje |
|
P |
D |
0,1% |
Lámina de la hoja |
Macollaje |
|
T |
1,0% |
Paja |
Madurez |
|
|
K |
D |
1,0% |
Paja |
Madurez |
|
D |
1,0% |
Lámina de la hoja |
Macollaje |
|
|
Ca |
D |
0,15% |
Paja |
Madurez |
|
Mg |
D |
0,10 |
Paja |
Madurez |
|
S |
D |
0,10% |
Paja |
Madurez |
|
Fe |
D |
70 ppm |
Lámina de la hoja |
Macollaje |
|
T |
300 ppm |
Lámina de la hoja |
Macollaje |
|
|
Zn |
D |
10 ppm |
Tallo |
Macollaje |
|
T |
1 500 ppm |
Paja |
Madurez |
|
|
Mn |
D |
20 ppm |
Tallo |
Macollaje |
|
T |
2 500 ppm |
Tallo |
Macollaje |
|
|
B |
D |
3,4 ppm |
Paja |
Madurez |
|
T |
100 ppm |
Paja |
Madurez |
|
|
Cu |
D |
6 ppm |
Paja |
Madurez |
|
T |
30 ppm |
Paja |
Madurez |
|
|
Al |
T |
30 ppm |
Tallo |
Macollaje |
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.
Los factores importantes en los suelos salinos son:
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.
a. Efecto del déficit de agua sobre el crecimiento y el rendimiento
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.
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.
LÁMINA 3: Arrozal dañado por las inundaciones
LÁMINA 4: Un cultivo de arroz inundado
La labranza afecta el crecimiento de las plantas durante la germinación, la emergencia de las plántulas y las etapas del establecimiento del cultivo. El momento correcto y la calidad de la preparación de la tierra son importantes para asegurar buenos rendimientos. Un trabajo de preparación de la tierra incorrecto y fuera del momento oportuno pueden llevar a una seria infestación de malezas. La erosión del suelo en el arroz de secano en tierras de ladera y en tierras bajas exponen las plantas a sustancias perjudiciales liberadas por la descomposición de la materia orgánica. Los objetivos de una buena preparación del suelo son:
Las operaciones de labranza del suelo son hechas con equipos de tracción animal o mecánica, usando palas como en muchos países de África, pero
La labranza facilita la difusión, evaporación y dispersión de sustancias perjudiciales generadas por la descomposición de la materia orgánica en los suelos inundados, utiliza el amoníaco liberado durante la descomposición de esa materia orgánica y permite que germinen las semillas de las malezas.
Se debe trasplantar o sembrar directamente en suelos embarrados, con bordes con control del agua tanto en la época seca o en la época húmeda en las tierras bajas bajo riego. La nivelación del campo y los bordes son fundamentales para el control del agua.
LÁMINA 5: Nivelación del campo
LÁMINA 6: Embarrado
LÁMINA 7: Trasplante
LÁMINA 8: Siembra de arroz al voleo en un campo embarrado
LÁMINA 9: Un arrozal trasplantado bien manejado
LÁMINA 10: Arrozal sin nivelar, infestado de malezas y con mal control del agua
Criaderos
Las plántulas que se usan para el trasplante se preparan en criaderos, de los cuales existen varias sistemas. Los criaderos en seco (siembra de la semilla en suelo seco), los criaderos húmedos (siembra de la semilla en suelo embarrado o en suelo húmedo) o la siembra de semillas en superficies artificiales (o dapog) se usan de acuerdo a cada situación específica, pero el objetivo primario es siempre obtener plántulas sanas y fuertes. Algunas indicaciones incluyen:
LÁMINA 11: Trasplante de plántulas sanas y fuertes
LÁMINA 12: Un sistema de trasplante en línea
Selección de variedades
La selección de las variedades a ser cultivadas depende de las condiciones ecológicas locales que son un elemento fundamental para obtener un buen cultivo de arroz.
Un buen establecimiento del cultivo es esencial para una buena cosecha. Un buen establecimiento está influenciado por la calidad de la semilla, la densidad de siembra, la preparación de la tierra, el manejo del agua, la profundidad de siembra o trasplante, la edad de las plántulas trasplantadas y el estado nutricional del suelo.
LÁMINA 13: Arroz de secano en ladera
LÁMINA 14: Cultivo de arroz en tierra baja de secano
LÁMINA 15: Arroz de agua profunda
La planta de arroz requiere varios nutrientes esenciales para llegar a un óptimo rendimiento. Estos son los elementos mayores e incluyen nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre, carbono, hidrógeno y oxígeno. Aquellos elementos que son requeridos en menores cantidades pero que son esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas son conocidos como elementos menores o traza e incluyen hierro, manganeso, cobre, zinc, boro, molibdeno, cloro y silicio. El nitrógeno es un constituyente de las proteínas las cuales a su vez forman parte del protoplasma, de los cloroplastos y de las enzimas. El fósforo como fosfato inorgánico es un componente del trifosfato de adenosina (ATP) y del difosfato de adenosina (ADT), compuestos ricos de energía, y de una coenzima involucrada directamente en la fotosíntesis. El potasio participa en la abertura y el cierre de los estomas controlando la difusión del bióxido de carbono en los tejidos verdes. El potasio también es esencial para activar enzimas tales como la enzima que sintetiza el almidón. El contenido crítico de nutrientes para una alta tasa de fotosíntesis foliar se considera de 2 por ciento de N, 0,4 por ciento de P2O5, 1 por ciento de K2O, 0,4 por ciento de MgO y 0,5 por ciento de SO3.
La absorción de nutrientes por la planta del arroz es afectada por varios factores que incluyen el suelo y sus propiedades, la cantidad y el tipo de fertilizantes aplicados, el cultivar y el método de cultivo. El contenido de nitrógeno, fósforo y azufre en las partes vegetativas es generalmente alto en las primeras etapas del crecimiento vegetativo y declina a medida que se llega a la madurez. En cambio, el contenido de silicio es bajo en las primeras etapas y aumenta consistentemente a medida que se acerca la madurez. El contenido de nitrógeno y fósforo es por lo general mayor en las panojas que en la paja, mientras que el contenido de potasio, calcio, magnesio, silicio, manganeso, hierro y boro es mayor en la paja. El contenido de azufre, zinc y cobre es prácticamente el mismo en la paja y en la panoja.
Los nutrientes necesarios para producir una tonelada de arroz con cáscara en los trópicos son de cerca 20,5 kg de nitrógeno, 5,1 kg de fósforo y 44,4 kg de potasio por hectárea. A pesar de la gran diferencia en los rendimientos, la remoción de estos tres elementos es similar entre cultivos de rendimientos medios o altos.
Nitrógeno
Regímenes hídricos deseables en los arrozales en diferentes etapas de crecimiento
Aplicación de fertilizantes nitrogenados en el arroz regado
Aplicar nitrógeno en la etapa de ensanchamiento de la vaina
Incorporar fertilizante en el suelo
Las malezas compiten con el arroz
El amoníaco es el producto mineralizado del nitrógeno orgánico en condiciones anaeróbicas. Esta forma de nitrógeno es estable en un ambiente anaeróbico y es fácilmente absorbida por el complejo de absorción del suelo.
Prevenir el secado del suelo ya que el nitrógeno se pierde bajo forma gaseosa desde su superficie y más aún desde las rajaduras de la tierra a niveles más bajos
La entrada y la salida de agua de inundación dan lugar a grandes pérdidas de nitrógeno hacia el aire. El agua limita los movimientos del aire en el suelo y cuanto menos aire haya en el suelo habrá menos posibilidades de cambio a nitrógeno gaseoso. Para prevenir la pérdida de los fertilizantes nitrogenados aplicados, el campo nunca debería llegar a secarse y presentar rajaduras.
Las plantas de arroz con deficiencia de fósforo son raquíticas, tienen pocos macollos y las hojas son angostas, cortas, erectas, de un color verde sucio, con tonos púrpura. Las hojas más viejas mueren prematuramente. La madurez se retrasa y la panoja produce un alto porcentaje de granos vacíos.
El fósforo estimula el crecimiento de las raíces y promueve la floración y la maduración tempranas. Induce un mayor macollaje y asegura el desarrollo normal del grano. El fósforo absorbido por la planta de arroz puede ser translocado de las hojas más viejas a las hojas jóvenes. En razón de esta movilidad el fósforo proporcionado en las primeras etapas del crecimiento asegura una cantidad suficiente para el desarrollo del grano. El fósforo que se absorbe después del macollaje tiende a acumularse en el grano, la paja y las raíces sin mejorar el rendimiento de grano.
La deficiencia de potasio ocurre en alguna medida en el arroz cultivado en tierras bajas. Es común encontrar un bajo contenido de potasio en suelos ácidos latosólicos y en suelos de sulfatos ácidos. El potasio está frecuentemente asociado con las manchas de Helminthosporium en las hojas. La deficiencia de potasio también se encuentra en suelos mal drenados a causa de substancias tóxicas producidas en suelos altamente reductivos que retardan su absorción y también porque menos potasio es liberado en condiciones de mal drenaje. Las plantas con deficiencia de potasio son raquíticas, con tallos finos y oscuros y hojas de color verde sucio. El macollaje es afectado solo en casos extremos. En las hojas más viejas, se desarrollan manchas de color óxido marrón oscuro que se difunden desde el ápice a toda la lámina. En estados más avanzados de la deficiencia, los ápices y los márgenes de las hojas se secan y toman un color rojo - marrón, con una senescencia precoz de las hojas más viejas. Durante períodos de alta temperatura y baja humedad las hojas jóvenes de plantas deficientes en potasio pueden mostrar estrés de agua enrollando las hojas. Las panojas de plantas con deficiencia de potasio son finas y tienen un alto porcentaje de granos estériles o mal llenados. Las raíces más pequeñas mueren prematuramente.
La absorción activa de potasio comienza en el trasplante y continúa hasta el estado de grano pastoso. En las variedades de madurez media o tardía se ha encontrado un período de menor absorción de potasio entre el momento del máximo macollaje y el inicio de la espigazón, lo que sin embargo no ocurre en variedades de madurez temprana. El potasio absorbido en el período de máximo macollaje incrementa el número de panojas y granos. El potasio absorbido después de la formación de la panoja aumenta el peso de los granos.
El arroz se cultiva bajo diferentes regímenes de agua variando desde las condiciones de secano en tierras de ladera hasta las inundaciones profundas y los tipos flotantes. Dentro de estos sistemas, las prácticas de manejo del agua pueden incluir métodos de conservación de humedad, riego o de control del exceso de agua por medio del drenaje.
El agua se pierde por evaporación, escorrentía superficial e infiltración y percolación profunda. El objetivo de la conservación del agua del suelo es el de reducir esas pérdidas. Los altos rendimientos de arroz se obtienen cuando hay un buen manejo del agua.
En las zonas tropicales, durante la estación seca, el arroz está pronto para ser cosechado, por lo general 25 a 35 días después de la floración total; en la estación húmeda y en los países templados esto ocurre a los 35 a 40 días. Casi siempre, en esta etapa, el 85 - 90 por ciento de las panojas tienen color amarillo a amarillo - dorado. Cualquier demora en la cosecha resulta en pérdidas causadas por roedores, aves, vuelco y desgrane. Si las panojas están húmedas debido a las lluvias o al agua estancada, las semillas pueden germinar en la espiga causando importantes pérdidas en cantidad y calidad.
LÁMINA 16: Semillas germinando en la panoja
Las principales malezas que se encuentran en los arrozales incluyen Ageratum conyzoides, Cyperus difformis, Cyperus iria, Echinochloa colona, Echinochloa crusgalli, Fimbristylis miliacea, Ischaemum rugosum y Monochoria vaginalis. El arroz rojo (Oryza rufipogon) es una maleza importante an América Latina y el Caribe y en los países de Europa; aparte de la rotación de cultivos, un cultivo cuidadoso y el uso de buena semilla, no existe un control químico adecuado. Las malezas acompañan en forma casi universal a los cultivos de arroz en las zonas tropicales y en muchos casos su crecimiento es tan prolífico que, solo si son erradicadas en el momento oportuno, se evitan reducciones drásticas del rendimiento. Las malezas compiten con el cultivo y reducen los rendimientos. El manejo de las malezas es, por lo tanto, sumamente importante. En Asia, la pérdida directa de la producción de arroz debido a la presencia de malezas en los arrozales se estima en cerca de 20 por ciento con pérdidas que pueden llegar a 40-100 por ciento cuando las malezas no son controladas. El arroz de secano también sufre sensiblemente a causa de la falta de un correcto control de las malezas. En los sistemas bajo riego y en tierras bajas donde se practica la siembra directa, las malezas son un problema primario porque el arroz y las malezas emergen al mismo tiempo; el control de las malezas por medio de la inundación es difícil en el caso del arroz de siembra directa. Las malezas pueden ser controladas por medio de una combinación de prácticas culturales adecuadas por medios mecánicos y químicos, conocida como Manejo Integrado de Plagas.
También se usan herbicidas para controlar las malezas. Sin embargo, las malezas resistentes a los herbicidas y la consecuente contaminación son temas de actualidad en los sistemas de siembra directa. Está siendo desarrollada una tecnología más sostenible de manejo integrado de malezas por medio de la investigación sobre la promoción de la competitividad contra las malezas, la alelopatía del arroz y una detallada comprensión de la biología, la ecología y los problemas socioeconómicos de las principales malezas en los distintos sistemas de siembra de arroz.
Otros organismos potencialmente perjudiciales para el cultivo del arroz incluyen moluscos, roedores (Rattus rattus argentiventer y R. r. mindanensis), termitas y aves. Las termitas constituyen un problema serio en el cultivo de arroz de secano en zonas de ladera.
Las aves son una amenaza en las zonas en que el cultivo de arroz no se realiza en grandes áreas contiguas y la composición varietal es tal que la floración de las variedades ocurre en momentos diferentes; también causan problemas en lugares en que abundan los árboles que ofrecen lugar para dormideros alrededor de los arrozales. El daño de las aves es más serio en el estado de grano pastoso.
Los roedores dañan severamente el cultivo desde el estado de ensanchamiento de la vaina (Código 4) hasta la madurez (Código 9).
El arroz crece en ambientes húmedos y cálidos donde los insectos - plaga también prosperan y dañan el cultivo. Más de 100 especies de insectos son consideradas plagas del arroz, pero solamente 20 de ellas tienen importancia económica.
Estas especies atacan todas las partes de la planta de arroz en algún momento de su desarrollo y existen pocas variedades resistentes de arroz. Se conocen fuentes de resistencia genética a algunas plagas y se han llevado a cabo actividades de fitomejoramiento que han producido cultivares resistentes a varias de ellas.
Insectos - plaga infestantes comunes en distintas etapas del cultivo del arroz en Asia y África
LÁMINA 17: Saltamontes marrón adulto
LÁMINA 18: Saltamontes marrón maduro
LÁMINA 19: Daño en gran escala de saltamontes marrón (Fuente: IRRI)
i. Saltamontes marrón
El saltamontes marrón, Nilaparvata lugens (Stal) es la plaga más importante del arroz. Debido a la especificidad del huésped, se han desarrollado una serie de biotipos de este saltamontes. Los Biotipos 1 y 2 están ampliamente difundidos en el sudeste de Asia, el Biotipo 3 es un biotipo de laboratorio producido en Filipinas y el Biotipo 4 ocurre en el subcontinente de la India.
El saltamontes marrón causa un importante daño directamente por su alimentación ya que chupa la savia y cierra el xilema y el floema empujando dentro de los vasos los restos de las vainas y los tejidos comidos al probar el alimento. La alimentación directa puede dar lugar a la «quemadura del saltamonte» que puede causar hasta la pérdida total del cultivo. Además del daño causado por su alimentación, puede trasmitir los virus del raquitismo Grassy y Ragged; estos agentes pueden causar daños de 50 a 90 por ciento por la alta esterilidad de la panoja y su deformación.
ii. Saltamontes de lomo blanco
Este saltamontes, Sogatella furcifera (Horváth) es una de las plagas más importantes del arroz en el sur y el sureste de Asia, la región del Pacífico y Australia. Causa importantes daños por su alimentación directa ya que chupa la savia y cierra el xilema y el floema como en el caso anterior. Puede causar pérdidas de hasta el 100 por ciento del cultivo pero afortunadamente no parece trasmitir ningún virus.
iii. Saltamontes verde
Varias especies de saltamontes verde son plagas del arroz pero solo tres de ellas son de importancia económica, a saber: Nephotetix cincticeps (Uhler) que se encuentra en China, Corea y Japón, es un vector de los virus del enanismo del arroz y del enanismo amarillo; Nephotetix virescens (Distant) que se encuentra en el sur y sureste de Asia y es un vector de enanismo amarillo, tungro, «penyakit merah» y hoja amarillo - anaranjada; Nephotetix nigropictus también se encuentra en el sur y sureste de Asia y es un vector conocido del enanismo del arroz, enanismo amarillo, amarillamiento transitorio, tungro, hoja amarillo - anaranjada y agallas del enanismo del arroz.
LÁMINA 20: Saltamontes verde (Fuente IRRI)
Además del daño causado al chupar para alimentarse que da lugar a un menor crecimiento de las plantas en sus etapas juveniles, estos saltamontes son también vectores de numerosos virus que cuando se difunden pueden causar ingentes pérdidas.
iv. Saltamontes zigzag
Este saltamontes, Recilia dorsalis (Motschulsky) es conocido no solo por la forma típica del daño que causa sino debido al color dispuesto en zigzag sobre las alas de los adultos. Se encuentra en los países del sur y sureste de Asia y no es muy conocido por el daño que causa al chupar la savia de las plantas sino como vector de importantes enfermedades virósicas como la agalla del enanismo, tungro y hoja amarillo - anaranjada.
LÁMINA 22: Saltamontes zigzag (Fuente: IRRI)
v. Mosquita de las agallas
La mosquita de las agallas, Orseolia oryzae (Wood - Mason), es una importante plaga del arroz en algunas áreas del sur y el sureste de Asia. Se ha encontrado en Bangladesh, China, India, Indonesia, Laos, Myanmar, Nepal, Pakistán, Sri Lanka, Tailandia y Viet Nam. En África, otra especie de mosquita, Orseolia oryzivora (Harris y Gagne), daña el cultivo pero no es una plaga importante. Se ha encontrado en Camerún, Cote d'Ivoire, Ghana, Liberia, Malí, Níger, Nigeria, Senegal y Sudán. Ambas especies requieren condiciones de alta humedad y por ello el arroz cultivado en tierras bajas es más dañado que el arroz de secano en tierras de ladera.
LÁMINA 23: Mosquita de las agallas (Fuente: IRRI)
La mosquita de las agallas es una plaga importante en muchos países del sur y sureste de Asia causando pérdidas variables entre 10 y 100 por ciento del rendimiento. El síntoma característico es una agalla larga, hueca, llamada comúnmente «tallo de plata», que es una respuesta a la secreción de las glándulas salivares del insecto; estas contienen cecidógeno que causa la proliferación celular en el sitio de alimentación del insecto. Las larvas se alimentan en el punto de crecimiento del tallo convirtiéndolo en una agalla tubular. Los «tallos de plata» no producen panojas y se secan; además, esta plaga produce un prolongado macollaje, retrasa la floración y reduce el número de macollos que llevan espigas, el peso de 1 000 semillas y el rendimiento. La existencia de varios biotipos basados en diferentes reacciones varietales han sido conocidos desde hace un cierto tiempo.
La mosquita de las agallas de África es otra plaga que presenta un tipo similar de daño y ocurre en varios países africanos. La información disponible sobre la herencia de la resistencia varietal es limitada.
vi. Barrenador del tallo
Los barrenadores del tallo del arroz pertenecen al orden de los Lepidópteros, en particular a las familias Pyralidae y Noctuidae: 35 pirálidos pertenecen a 12 géneros, 10 noctuidos pertenecen a tres géneros y cinco diópsidos pertenecen al género Diopsis (Chaudhary et al., 1984; Pathak y Khan, 1994). Cinco de estas especies son de importancia económica en Asia: el barrenador amarillo - Scirpophaga incertulus Walker; el barrenador rayado - Chilo suppressalis Walker; el barrenador blanco - Scirpophaga innotata Walker; el barrenador de cabeza negra - Chilo polychrysus Meyrick y el barrenador rosado - Sesamia inferens Walker. El barrenador amarillo está distribuido sobre todo en las áreas tropicales pero también aparece en áreas templadas donde la temperatura permanece por encima de 10°C y la lluvia excede los 1 000 mm/año. En los países africanos, la mosca enmascarada Diopsis macrophtalma y la cabeza blanca Malirpha separatella son los principales barrenadores que causan importantes daños. En las Américas, el barrenador blanco de Sudamérica Rupela albinella es la especie más dañina.
En Asia el barrenador amarillo y el barrenador rayado son las plagas principales y están ampliamente distribuidas desde India hasta Japón. Se informa que son responsables por pérdidas anuales de 5 - 10 por ciento de la cosecha del arroz, con pérdidas catastróficas de hasta 60 por ciento. Todas las especies ponen los huevos sobre la lámina de las hojas - con excepción del barrenador rosado que pone los huevos entre la vaina de la hoja y el tallo - y tienen el mismo ciclo biológico. La eclosión de los huevos ocurre una semana después de la oviposición y en uno o dos días la primer instar migra hacia una posición entre la vaina de la hoja y el tallo donde comienzan a alimentarse. Durante la segunda instar horadan y entran al tallo y se alimentan en esa cavidad. El hueco hecho por las larvas de los barrenadores en las vainas de las hojas causa la decoloración blancuzca de amplias áreas longitudinales a lo largo del hueco pero raramente se llega a la marchitez y secado de las hojas. Después de una semana de vida las larvas cesan su alimentación en la vaina de la hoja y horadan el tallo, alimentándose en los tejidos internos de las paredes del mismo. Tal tipo de alimentación da lugar a la pérdida de las partes apicales de la planta, por encima del sitio del daño. Cuando ocurre este tipo de daño durante la fase vegetativa de la planta, la hoja central enrollada no se abre, se vuelve marrón y se seca y las hojas inferiores permanecen sanas y verdes. Esto es conocido como «corazón muerto» y los tallos afectados mueren sin formar su panoja. Las larvas que se alimentan por encima del primordio algunas veces causan el «corazón muerto» y si no ocurre un daño mayor las porciones cortadas son empujadas hacia afuera por el crecimiento de una nueva lámina.
LÁMINA 23: Brusone en el nudo (Fuente: IRRI)
LÁMINA 24: Brusone en la hoja (Fuente: IRRI)
Las principales enfermedades del arroz causadas por hongos son el brusone o piricularia, el tizón de la vaina, la mancha marrón, la mancha marrón angosta y la quemadura de la hoja. Las enfermedades bacterianas que causan serias pérdidas económicas en los países que cultivan arroz incluyen el tizón bacteriano y la pudrición bacteriana de la vaina. Las enfermedades más importantes causadas por virus son tungro, el raquitismo «grassy» y «ragged», la hoja anaranjada (en Asia), la hoja blanca (en las Américas) y las rayas y el enanismo (en Asia templada).
i. Brusone o piricularia
Es una enfermedad del arroz causada por el hongo Magnaporthe grisea (anamorfa: Pyricularia grisea) que en general es la más destructiva. Se ha encontrado en prácticamente todos los países productores de arroz del mundo. El hongo puede infectar la planta del arroz en cualquier estado de su desarrollo. Las lesiones típicas en las hojas tienen una forma ahusada. Las lesiones más grandes (0,5 - 1,5 cm) por lo general desarrollan una zona central de color gris. Al final del desarrollo de la enfermedad las hojas de los cultivares suceptibles pueden morir. Las lesiones marrones del tamaño de una cabeza de alfiler indican una reacción de resistencia y pueden ser confundidas con los síntomas de la mancha marrón. El hongo también puede atacar los nudos del tallo causando que este se doble y se rompa dando lugar a una completa esterilidad de la espiguilla. El brusone también puede atacar el último internudo o cuello de la panoja causando una esterilidad total o parcial.
LÁMINA 25: Brusone en la panoja y en el cuello
ii. Tizón bacteriano
El tizón bacteriano es causado por la bacteria Xanthomonas campestris pv. oryzae. La enfermedad se ha encontrado en muchos países asiáticos y africanos en los que se cultiva arroz. La enfermedad produce tres tipos de síntomas: tizón de la hoja, «kresek» y hojas de color amarillo pálido.
El tizón bacteriano se caracteriza por pequeñas manchas acuosas o fajas onduladas o lesiones en el borde de las hojas desde el momento del macollaje hasta la floración. Las manchas aumentan de tamaño y forman las ondulaciones en el borde. Las lesiones pueden cubrir toda la lámina de la hoja e incluso llegar a la vaina de la hoja. En los campos con mayores infecciones también pueden ser infectados los granos con lesiones que aparentan ser manchas acuosas decoloradas sobre las glumas.
Los síntomas del «kresek» son un típico marchitamiento de las hojas de toda la planta en las primeras etapas vegetativas (2 - 4 semanas después del trasplante). Las plantas afectadas muestran un marcado raquitismo y raíces blandas que más adelante se desprenden y flotan en la superficie del agua. El «kresek» por lo general es causado por la invasión de bacterias a las raíces durante el trasplante o por cortes en el extremo de las hojas.
Las hojas se caracterizan por el color amarillo pálido o partes de las mismas que son normalmente verdes; las hojas jóvenes son de color amarillo pálido uniforme a blanco. En las láminas de las hojas pueden aparecer fajas verde - amarillentas. Esta enfermedad generalmente está asociada con infecciones tempranas en las cuales el punto de crecimiento permanece vivo pero los sistemas de traslocación de nutrientes están bloqueados por la masa bacteriana en los vasos del xilema.
LÁMINA 26: Tizón bacteriano de la hoja
Las relaciones patológicas entre los tres síntomas del síndrome del tizón bacterial no están bien comprendidos. El patógeno es el mismo pero los tres síntomas parecen ser distintos e independientes. El color amarillo pálido es un efecto secundario tanto del tizón bacterial como del «kresek».
iii. Mancha marrón
La mancha marrón es causada por Cochiobolus miyabeanus y es conocida más comúnmente por su otro nombre científico Helminthosporium oryzae. Se ha encontrado en todos los países que cultivan arroz de África, América del Norte y África. El hongo ataca las plantas de arroz en todas sus etapas. Los síntomas de esta enfermedad son más evidentes sobre las hojas y las glumas pero también pueden aparecer en el coleoptilo, la vaina de las hojas y la panoja y raramente en las raíces de las plántulas. Las manchas típicas sobre las hojas son ovaladas, del tamaño de una semilla de sésamo, de color marrón con el centro gris o blancuzco cuando están totalmente desarrolladas. Son relativamente uniformes y bien distribuidas sobre la superficie de la hoja.
iv. Tizón de la vaina
Es causado por Rhizoctonia solani Kuhn y en una época era considerada una enfermedad secundaria; sin embargo, en muchos países se ha transformado en una enfermedad que causa considerables daños al cultivo del arroz. Los primeros informes fueron presentados por Miyake en Japón, en 1910 y posteriormente se encuentran en Bangladesh, Brasil, China, Estados Unidos de América, Filipinas, India, Indonesia, Madagascar, Malasia, Sri Lanka, Suriname, Tailandia, Venezuela y Viet Nam.
El tizón de la vaina por lo general ataca las plantas de arroz en el momento del macollaje causando manchas elipsoidales u ovoideas de color verde - grisáceo, de cerca 10 mm de largo, sobre la vaina de la hoja. Sobre o alrededor de esas manchas se forman esclerocios que se desprenden fácilmente. El tamaño y el color de las manchas y la formación de esclerocios depende de las condiciones ambientales. Bajo condiciones favorables también se forman sobre la parte superior de la vaina y en las láminas de las hojas. Eventualmente, toda la lámina de la hoja puede cubrirse con tizón mientras que muchas hojas mueren, parcial o totalmente. La formación y el llenado del grano son afectados severamente.
Anteriormente, esta enfermedad era muy importante en las regiones templadas donde la deposición del rocío era prolongada; actualmente, debido al uso de variedades de macollaje abundante, la alta población de plantas y el uso intensivo de fertilizantes, la enfermedad también se ha difundido a otras zonas.
LÁMINA 27: Tizón de la vaina
v. Tungro
La enfermedad causada por el virus tungro está limitando la producción de arroz en Bangladesh, Filipinas, India, Indonesia, Malasia y Tailandia con pérdidas de hasta el 100 por ciento. La enfermedad se identificó por primera vez en 1967 en la India pero adquirió proporciones epidémicas en 1973 y 1981 en la región noreste del país.
La enfermedad es transmitida por los saltamontes verdes Nephotetix virescens y N. nigropictus. Estos saltamontes son los vectores del virus que recogen cuando chupan plantas infectadas de arroz y lo trasmiten a las plantas sanas durante su alimentación.
LÁMINA 28: Arroz infectado con tungro
LÁMINA 29: Raquitismo folioso
El virus no es persistente y es trasmitido por saltamontes; puede ser trasmitido solo dos horas después que ha sido absorbido por el insecto. El vector se multiplica rápidamente en las etapas del crecimiento vegetativo temprano de la planta y migra grandes distancias difundiendo así la enfermedad. El tungro es endémico en áreas donde se superponen o se repiten continuamente los cultivos de arroz. Fuera de la estación de cultivo el virus sobrevive en plantas de arroz salvaje, los restos del arroz y en algunas malezas que no presentan síntomas del mismo. Las hojas de las plantas afectadas toman un color anaranjado o rojo ladrillo y las hojas nuevas presentan clorosis. Las plantas infectadas presentan síntomas fuertes de raquitismo, pueden tener un número reducido de macollos y no tener panojas. Si las panojas emergen son de longitud reducida y presentan espiguillas decoloradas y pajizas.
vi. Raquitismo folioso
Agati et al. (1941) en las Filipinas describieron por primera vez los síntomas de una enfermedad en la que la planta de arroz se asemejaba a una hierba raquítica. La enfermedad apareció por primera vez en un campo del IRRI en 1963 y es trasmitida por el saltamontes marrón (Nilaparvata lugens). Hasta ahora se ha encontrado en Bangladesh, Camboya, China, India, Indonesia, Laos, Myanmar, Tailandia, Sri Lanka y Viet Nam. Cuando las plantas están totalmente desarrolladas, los síntomas de las plantas enfermas se manifiestan como un serio raquitismo, un exceso de macollaje y un hábito de crecimiento erecto. Las hojas son cortas, angostas, erectas, de un color verde pálido o amarillo pálido y a menudo tienen numerosas manchas pequeñas, marrones, de varias formas, que pueden formar pústulas. Las hojas se pueden volver verdes si se proporciona suficiente fertilizante nitrogenado. Dependiendo de la edad de la planta en el momento en que ocurre la infección, los rendimientos son variables y pueden no ser afectados o al contrario, ser totalmente perjudicados.
Las reacciones de las variedades en distintos países son idénticas. En base a ello se postuló que no había variación de líneas en el virus. Últimamente, los virólogos del IRRI han identificado una nueva línea de virus en base a las relaciones serológicas y a la similitud morfológica y sintomatológica y a la interacción virus - vector. La nueva línea ha sido llamada arroz raquítíco folioso 2 - RGS V2 (rice grassy stunt 2), a diferencia del original que es conocido como RGS V1. Las plantas infectadas con RGS V2 muestran raquitismo, amarillamiento de las hojas y un hábito de crecimiento esparcido. Sin embargo, los síntomas pueden variar dependiendo de la variedad y la edad de la planta. Las hojas de algunas variedades presentan manchas o fajas con pústulas ferruginosas irregulares. Las plantas infectadas en la etapa de plántula muestran un abundante macollaje, tal como las plantas infectadas con RGS V1 y mueren prematuramente. Sin embargo, las plantas infectadas en etapas posteriores desarrollan síntomas indistinguibles de aquellos causados por la infección de virus tungro. Los síntomas de este tipo prevalecen en el campo.
La forma RGS V2 difiere de la RGS V1 por su patogenicidad en los cultivares de arroz. Oryza nivara, que es resistente a RGS V1, es susceptible a RGS V2. Consecuentemente, todos los cultivares que derivan su resistencia al raquitismo folioso de O. nivara son susceptibles a RGS V2, el cual es prevalente en Filipinas, Indonesia y Tailandia.
Si bien en algunos cultivares de arroz se han introducido genes de resistencia a plagas y enfermedades, el uso de pesticidas no ha declinado. Los pesticidas a menudo son antieconómicos y pueden romper el equilibrio biológico entre las plagas y las enfermedades y sus enemigos naturales. Los enfoques modernos de protección vegetal enfatizan el manejo integrado de las plagas antes que su control o erradicación. En este enfoque, una plaga es considerada como tal solo cuando su población alcanza un nivel que puede causar una reducción de los rendimientos. Se enfatiza el uso de factores naturales tales como los predatores y los parásitos que previenen el incremento de una plaga particular.
El proceso de producción agrícola incluye tres subsistemas: el agricultor - productor; la entrega de insumos y el gobierno. El agricultor produce el cultivo y sostiene el riesgo de las incertezas de la producción. Al mismo tiempo, el gobierno controla cada vez en forma mayor el abastecimiento de los insumos, incluyendo las semillas y el crédito, la infraestructutra de caminos, la comercialización, el precio de apoyo y los subsidios a los insumos y otros incentivos como la extensión, la investigación, el desarrollo del riego y el manejo del agua. Hay algunos agricultores que obtienen muy bajos rendimientos en relación con el potencial de sus fincas y hay otros pocos agricultores que con muy buenos sistemas de manejo obtienen rendimientos comparables a los resultados obtenidos en las estaciones experimentales. En estas circunstancias, es evidente que las limitaciones dominantes para obtener altos rendimientos pueden ser de origen socioeconómico. Una de estas limitaciones es el comportamiento económico del agricultor que lo lleva a maximizar sus ganancias antes que los rendimientos. Otras limitaciones socioeconómicas incluyen:
En muchos países en desarrollo las mujeres son el principal sostén de la agricultura y también en el caso de la producción de arroz juegan un papel importante. Sin embargo, son ignoradas en el crecimiento económico y en el proceso de desarrollo. Deben ser creadas oportunidades para las mujeres rurales de modo que tengan acceso a los recursos agrícolas tales como crédito rural, insumos, servicios de extensión, tecnología y capacitación. La alfabetización entre las mujeres debe ser mejorada. Para obtener un enfoque integrado y fortalecer la producción de arroz, debería haber tecnologías adecuadas disponibles para la adopción por parte de los agricultores y políticas gubernamentales favorables para proporcionar incentivos a los agricultores de modo que puedan aumentar la producción de arroz.
Existen preocupaciones sobre dos temas relacionados con el arroz y el medio ambiente. En primer lugar, los cambios ambientales tales como el calentamiento global, la alta radiación infrarroja y otros fueron sugeridos como factores que afectan adversamente el crecimiento y el rendimiento del arroz. En segundo lugar, los arrozales, especialmente aquellos inundados, fueron acusados de la liberación de grandes cantidades de metano y óxido nitroso, entre otros. Sin embargo, estudios científicos detallados han concluido que estas preocupaciones no son importantes.
LÁMINA 30: Recursos de un productor de arroz en Asia
