Por Jose Dorado y Cesar Fernandez-Quintanilla
El maiz es el segundo cereal a escala mundial en terminos de produccion total de alimentos. El desarrollo de cultivares mejorados y los hibridos han originado un incremento significativo del rendimiento de grano en las ultimas decadas, aunque la produccion de maiz se enfrenta todavia a muchos problemas. Entre ellos, las malas hierbas causan unas perdidas de rendimiento en todo el mundo estimadas en el 12,8% en campos donde se practican medidas de control, y el 29,2% en campos sin medidas de control de malas hierbas. Por lo tanto, el control de malas hierbas es una practica esencial en la produccion de maiz que debe llevarse a cabo si se pretende obtener una buena cosecha.
Existen varias especies arvenses, tanto de hoja ancha como de hoja estrecha, que pueden causar problemas en los campos de maiz, debidos fundamentalmente a la competencia por los recursos disponibles. Las malas hierbas habituales en el cultivo de maiz suelen presentar una serie de caracteristicas biologicas que les hacen ser especialmente perjudiciales (Dorado y Fernandez-Quintanilla 2010). Por ejemplo, muchas de ellas poseen un metabolismo C4 caracteristico de ciertas especies originarias de climas calidos. Tal es el caso de los generos pertenecientes a la subfamilia panicoideas (gramineas) Sorghum, Digitaria, Echinochloa, Panicum, Setaria y Cynodon, asi como de otros generos tan frecuentes en maiz como son Cyperus, Amaranthus y Portulaca. Todas ellas, al igual que el maiz, disponen de un metabolismo fotosintetico mucho mas eficiente que el de las plantas C3. Por otro lado, es frecuente encontrar en campos de maiz especies con una enorme capacidad productora de semillas y una larga persistencia en el suelo (p. e. Amaranthus). A estas caracteristicas de productividad y longevidad hay que añadir otra, consistente en una germinacion discontinua. Esta particularidad permite a muchas malas hierbas escaparse a
metodos de control sin efectos residuales por tener la capacidad de generar plantulas en cualquier momento del ciclo de cultivo.
Por que surgen los problemas?
Monocultivo
Las malas hierbas problematicas en maiz suelen estar estrechamente relacionadas con este cultivo, fundamentalmente por la similitud en sus ciclos biologicos. En consecuencia, repetir el maiz de forma reiterada no puede llevar a otra cosa que a empeorar el problema de las especies mejor adaptadas al cultivo.
La rotacion de cultivos es una herramienta muy util en el manejo de las malas hierbas, imprescindible a la hora de resolver problemas importantes creados por especies arvenses que de otro modo serian dificiles de controlar en maiz.
El principal inconveniente de la rotacion, desde el punto de vista del agricultor, es que no existen muchas posibilidades de cambio por otro cultivo que sea suficientemente rentable a corto plazo. No obstante, ante problemas severos de malas hierbas, como por ejemplo el ocasionado por la presencia de malas hierbas perennes como la cañota (Sorghum halepense), la mejor solucion es practicar una rotacion con cultivos de invierno, aprovechando los meses de verano tras su recoleccion para dirigir tratamientos con un herbicida total y sistemico sobre los rodales de esta mala hierba.
Uso inadecuado de los herbicidas
La utilizacion reiterada de una misma materia activa (bien durante varias campañas sucesivas, bien aplicada varias veces durante una misma campaña), o la de herbicidas con un unico sitio de accion, puede favorecer la seleccion de ciertas malas hierbas que:
i) O bien son naturalmente insensibles o capaces de tolerar dichos herbicidas.
ii) O bien eran sensibles pero han desarrollado un proceso de resistencia.
Son numerosos los casos citados en la bibliografia sobre resistencias a herbicidas (Taberner y col. 2007), pero quizas los mas conocidos sean los de especies resistentes a triazinas o a herbicidas inhibidores-ALS. En España se han reseñado problemas de control por herbicidas que contienen terbutilazina en Amaranthus retroflexus, Chenopodium album y Solanum nigrum. Ademas de estas especies dicotiledoneas, existen referencias de malas hierbas gramineas pertenecientes a los generos Sorghum, Echinochloa, Setaria y Digitaria resistentes a herbicidas.
Aunque en el cultivo del maiz existe una oferta importante de herbicidas diferentes con numerosos mecanismos de accion, a veces se dispone de pocas posibilidades para el control de una determinada especie. Tal es el caso de la cañota, ya que solo existen tres sustancias activas realmente eficaces contra esta especie y todas ellas pertenecen al mismo grupo (inhibidores de la acetolactato sintetasa ALS). Este hecho supone una importante limitacion en el manejo de resistencias. La alternancia de sustancias activas, preferiblemente de distinto grupo de herbicidas y de diferente momento de aplicacion (p. e. preemergencia en lugar de post-emergencia o viceversa) implica un cambio en el manejo del cultivo que puede resultar util para retrasar la aparicion de resistencias.
Especies invasoras
La evolucion de la flora en el cultivo del maiz es un proceso dinamico, donde nunca vemos el rompecabezas completo sino las piezas del mismo que cambian en el tiempo, bien sea por la influencia del manejo local que realizamos al cultivo, o bien por cuestiones que sobrepasan el ambito local y que estan relacionadas con el mundo globalizado. En este ultimo sentido, las especies invasoras son especies originarias de otro lugar que acaban naturalizandose en nuestros campos.
Se pueden encontrar referencias en la literatura de especies invasoras (como Abutilon theophrasti), que han llegado a convertirse en mala hierba de gran impacto economico, causando importantes perdidas de cultivo y exigiendo la aplicacion de costosas medidas de control. Aparentemente, la unica medida que funciona contra las especies invasoras es la prevencion por medio de una red de colaboradores sobre el terreno que den la voz de alarma si aparece una de estas especies y la rapida actuacion coordinada tanto de la Administracion como de los tecnicos en campo y los agricultores.
Gestion integrada de las malas hierbas
La legislacion europea indica que desde el 1 de enero de 2014 la prevencion o la eliminacion de organismos nocivos debe ajustarse a los principios generales de la gestion integrada de plagas, enfermedades y malas hierbas, recogidos en la Directiva 2009/128/CE de uso sostenible de productos fitosanitarios, que en España ha sido adaptada a traves del Real Decreto 1311/2012.
A efectos de los agricultores españoles, esta normativa les obliga a demostrar que llevan a cabo una gestion integrada, es decir, que realizan «el examen cuidadoso de todos los metodos de proteccion vegetal disponibles y posterior integracion de medidas adecuadas para evitar el desarrollo de poblaciones de organismos nocivos y mantener el uso de productos fitosanitarios y otras formas de intervencion en niveles que esten economica y ecologicamente justificados y que reduzcan o minimicen los riesgos para la salud humana y el medio ambiente» (figura 1).
Todos los metodos de control presentan limitaciones: algunos son efectivos contra las malas hierbas, pero demuestran poca rentabilidad para los agricultores o plantean riesgos ambientales, mientras que otros mas amigables con el medio ambiente, tienen una eficacia bastante poco satisfactoria. Es por ello que la gestion integrada propone considerar una combinacion de todos los metodos posibles para mantener las infestaciones de malas hierbas por debajo del umbral economico. Esto significa que desaparece el tratamiento exclusivamente quimico, teniendo que considerar otras opciones antes que la opcion mas extendida en la actualidad consistente en la utilizacion de herbicidas.
Manejo del cultivo
La gestion integrada rescata de alguna manera los conocimientos tradicionales de manejo del cultivo, el cual incluiria fundamentalmente la rotacion de cultivos y las practicas culturales. La rotacion de cultivos es la herramienta mas potente contra los organismos nocivos, por suponer la ruptura del ciclo biologico de las malas hierbas problematicas. Si rotamos el maiz, de ciclo estival, con otros cultivos de ciclo invernal, como por ejemplo los cereales o las leguminosas de invierno, tenemos la oportunidad de controlar eficientemente la infestacion de estas malas hierbas durante los meses de verano. Se puede eliminar un numero importante de malas hierbas aprovechando la post-cosecha del cereal para tratar con herbicidas no especificos (por ejemplo, glifosato) las plantulas que aparecen claramente distinguibles por su color verde sobre el rastrojo, reduciendo el problema de forma significativa en tan solo una campaña.
Existen varias practicas culturales que pueden resultar efectivas en el control de malas hierbas. Entre ellas, el manejo del riego es una tecnica bien conocida. Consiste en dejar pasar cierta «sed» al cultivo durante las primeras semanas tras su emergencia, con intencion de forzarlo a desarrollar su sistema radicular al mismo tiempo que se retrasa la emergencia de malas hierbas. Posteriormente, cuando se riega, se producen las emergencias de malas hierbas, pero el maiz ya ha alcanzado un estado de desarrollo que le permite ser mas competitivo frente a estas plantulas arvenses recien emergidas.
Metodos fisicos
Los metodos de control fisico incluyen varias posibilidades que van desde el control mecanico hasta el control termico con quemadores de propano (Mutch y col. 2008). Las ventajas de los metodos mecanicos, cuando son efectivos, es que disminuyen el uso de herbicidas y, en consecuencia, reducen el riesgo de generacion de resistencias. Para llevar a cabo labores mecanicas se pueden utilizar los cultivadores binadores de precision, provistos de cuerpos modulares con ruedas para el control de profundidad que eliminan las malas hierbas entre calles, hasta modernos sistemas para el guiado de los aperos mediante camaras (p. e. Robocrop), que permiten acercarse a las plantas de maiz en todas las lineas consiguiendo alta eficiencia de las labores.
Existen otras tecnicas de control mecanico basadas en el conocimiento de algunos aspectos fisiologicos de las malas hierbas. Por ejemplo, en el caso de la cañota, una medida adecuada para su control consiste en el agotamiento de su capacidad de brotacion. La nascencia de nuevos brotes a partir de los rizomas enterrados se realiza a expensas de la reserva de hidratos de carbono de los mismos hasta que esos tallos alcanzan una altura de 20 cm. A partir de ese momento se comienzan a acumular nuevas reservas en el rizoma. Por ello, remover el suelo en repetidas ocasiones producira un desgaste en la capacidad de rebrote de los rizomas viables. Otra posibilidad consiste en exponer los rizomas en la superficie del suelo utilizando una labor de volteo que «saque» los rizomas a la superficie del suelo y despues aprovechar el periodo de heladas para conseguir su deshidratacion. La exposicion a 0ºC durante un intervalo de tres a cuatro dias no afecta a su viabilidad, pero la exposicion a temperaturas inferiores a -3ºC provoca su muerte en 8 horas.
Durante la ultima decada han sido publicados algunos estudios sobre la utilizacion de metodos termicos para el control de malas hierbas. Esta tecnica esta basada en la mayor susceptibilidad al fuego de las plantulas de malas hierbas respecto a la del maiz cuando este se encuentra en el estado fenologico de tres a cinco hojas verdaderas. El control termico altera el crecimiento de malas hierbas a traves de calor, por lo que es importante utilizar la llama cuando las plantas no estan mojadas por el riego o la lluvia, y la velocidad y direccion del viento son favorables. Tanto la humedad y el viento pueden reducir el calor de la llama, lo que reduce la eficacia de la aplicacion de fuego. La exposicion de una plantula a la llama durante 0,1 segundos suele ser suficiente para garantizar el control, aunque esto puede variar con el tipo de mala hierba y su tamaño. Las plantulas mas pequeñas son mas susceptibles al calor que las plantas mas grandes. Despues de una aplicacion efectiva de la llama, las hojas presentan un aspecto apagado facilmente reconocible puesto que al presionar se queda marcada la huella en la superficie de la hoja.
Sistemas de apoyo a la toma de decisiones
El apoyo a la toma de decisiones puede realizarse con un sistema informatico que utilice conocimiento experto, bases de datos y modelos de simulacion. Este conjunto de herramientas sirve de apoyo a la toma de decisiones, aportando recomendaciones u opciones de manejo. Es decir, teniendo en cuenta la repercusion de las malas hierbas en el cultivo, el sistema facilita la optimizacion de los distintos metodos de control. Estos sistemas tienen un alto potencial para optimizar la gestion del cultivo por parte de los agricultores, incrementando sus ganancias al reducir los insumos. Esto se consigue basicamente con un sistema de vigilancia y seguimiento de la abundancia de malas hierbas, el cual servira para determinar cuando es necesario el control y como puede llevarse a cabo. Esta informacion permite reducir el consumo de herbicidas o las labores de escarda y, en consecuencia, el coste economico de tales practicas.
Tratamientos localizados
El control quimico con herbicidas ha sido fundamental en el aumento de la productividad y la rentabilidad de la agricultura. Sin embargo, como ya hemos comentado, el uso incorrecto de los herbicidas ha derivado en diversos problemas relacionados con la aparicion de resistencias, o de residuos en suelos y aguas. Para evitar estos inconvenientes, el manejo de las malas hierbas deberia dirigirse hacia un uso racional de los herbicidas, buscando el equilibrio justo entre control y perdida en los rendimientos de los cultivos.
En esta linea ha surgido el concepto de manejo localizado de las malas hierbas, que propone ajustar el uso de los herbicidas a las necesidades reales de cada campo (Andujar y col. 2010). Se trata de optimizar la aplicacion de herbicidas mediante la utilizacion de nuevas tecnologias que ayudan a localizar y destruir con gran precision las malas hierbas presentes en los campos de cultivo. Obviamente, el manejo localizado de las malas hierbas tambien persigue la rentabilidad del proceso productivo, de manera que el ahorro en productos herbicidas debe compensar los costes derivados de la creacion de mapas de las malas hierbas, del tratamiento de esta informacion mediante Sistemas de Informacion Geografica, y de la aplicacion de los tratamientos localizados.
El punto clave del manejo localizado, tanto en su faceta economica como de complejidad tecnica, es la deteccion de las malas hierbas, la cual puede realizarse de diversas formas: desde vehiculos terrestres, mediante la utilizacion de sensores, o desde plataformas aereas. Aunque habitualmente la deteccion aerea se ha hecho desde camaras situadas en aviones, ultimamente se estan empezando a utilizar vehiculos UAV, comunmente llamados drones que toman imagenes remotas y que presentan un futuro prometedor.
Tras la deteccion de las malas hierbas, el siguiente reto consiste en realizar una aplicacion de herbicidas de forma localizada. Existen dos formas de realizar los tratamientos localizados: tratamientos en base a mapas y tratamientos en tiempo real. En los primeros, el proceso se inicia con la generacion de mapas de infestacion de los campos, utilizando estos mapas (tras su procesamiento) como base de la posterior aplicacion herbicida. La otra posibilidad, aplicacion en tiempo real, consiste en pulverizar las malas hierbas inmediatamente tras su deteccion. Actualmente los tratamientos en base a mapas son los mas utilizados, aunque donde se concentran los mayores esfuerzos en investigacion es en la aplicacion a tiempo real, debido a los elevados costes de generacion de los mapas.
A pesar de los avances tecnologicos llevados a cabo durante las ultimas decadas, podemos afirmar que en las condiciones actuales, con unos costes relativamente bajos de los productos herbicidas, unido a los altos costes de las tecnologias requeridas para la deteccion y tratamiento localizado, hacen que los beneficios de esta tecnica no resulten demasiado atractivos. De hecho, en estudios realizados en nuestro grupo de investigacion donde se comparaba la aplicacion convencional de herbicidas sobre la totalidad de la superficie con las aplicaciones localizadas sobre rodales de cañota en campos comerciales de maiz, solo se encontro un pequeño margen economico a favor de la utilizacion de aplicaciones localizadas de herbicida. No obstante, conviene no olvidar los importantes beneficios ambientales que se lograrian con tecnicas de agricultura de precision. En este estudio, se estimo una reduccion media de herbicida que oscilaba entre el 65% y 83% cuando este se aplicaba solo en aquellos lugares con presencia de esta mala hierba.
Herbicidas especificos y dosis adecuadas
En el caso de emplear control quimico es imprescindible seguir todas las pautas del uso correcto de herbicidas. Por un lado, en funcion de las especies arvenses que causan problemas en una parcela determinada, conviene utilizar el herbicida que ofrece mayores garantias de control en funcion de la sensibilidad estimada de cada mala hierba. Aunque estos datos se pueden encontrar facilmente en la bibliografia asi como en los boletines tecnicos de las casas comerciales, en el cuadro I se resumen los herbicidas registrados en cultivo de maiz y la sensibilidad de las principales malas hierbas a estos herbicidas. Por otro lado, y considerando la permanente amenaza del desarrollo de resistencias, hay que buscar la combinacion de sustancias activas con diferente modo de accion que eviten en la medida de lo posible la aparicion de dichas resistencias.
En los ultimos tiempos se ha planteado la posibilidad de reducir la dosis recomendada por el fabricante, ajustando mejor dicha dosis a las condiciones especificas de cada caso en cuanto a flora presente, estado de desarrollo de la misma y condiciones ambientales. Esta posibilidad ha creado un interes razonable por parte de los agricultores, que ven en la aplicacion de dosis reducidas un mayor beneficio economico, aparte de disminuir los efectos sobre la salud humana y el medio ambiente.
Esta fue la motivacion de una experimentacion que hemos llevado a cabo en nuestro grupo de investigacion, en la que se evaluaron los efectos causados por el herbicida rimsulfuron aplicado a diferentes dosis y sobre distintas densidades de cañota (Barroso y col. 2013). Si bien este estudio se ha llevado a cabo bajo unas condiciones particulares del centro de España y para una mala hierba en concreto, los resultados obtenidos nos permiten recomendar la aplicacion de la dosis completa (la dosis recomendada por el fabricante), independientemente de la densidad de infestacion. Las dosis reducidas de este producto no garantizaron el control adecuado de cañota y por tanto no evitaron una disminucion inaceptable del rendimiento del cultivo.