1 Dr. C. Michel Martínez CruzInstituto Nacional de Ciencias Agrícolas El cultivo del Maíz Dr. C. Michel Martínez Cruz

2 El cultivo del Maíz Principales países y sus produccionesEstados Unidos 313,91 millones de toneladas China 191,75 millones de toneladas Unión Europea (27 Estados) 64,31 millones de toneladas Brasil 61,0 millones de toneladas Argentina 26,0 millones de toneladas Ucrania 22,5 millones de toneladas India 21,0 millones de toneladas México 20,5 millones de toneladas Sudáfrica 12,5 millones de toneladas Canadá 10,7 millones de toneladas Nigeria 8,7 millones de toneladas Indonesia 8,1 millones de toneladas Filipinas 7,0 millones de toneladas Rusia 6,68 millones de toneladas Serbia 6,26 millones de toneladas Vietnam 5,4 millones de toneladas Otros países 81,73 millones de toneladas

3 El cultivo del Maíz Producción mundial de maíz 2011/12868,06 millones de toneladas 40 millones de toneladas superior a lo cosechado en la campaña 2010/11 Actualmente es el cereal más sembrado en el mundo en volumen de producción, superando al trigo y el arroz.

4 El cultivo del Maíz Cuba se cosecharon 203,981 miles de hectáreas (M. ha-1), con una producción de 304,800 miles de toneladas (M. t-1) (FAO, 2010).

5 El maíz es un invento del hombre."El invento del maíz por los mexicanos, sólo es comparable con el invento del fuego por el hombre”. Octavio Paz Su nombre deriva de la palabra taína mahís con que los indios del Caribe llamaban a esta planta.

6 La domesticación del maízUna proeza indígena A lo largo de casi mil años, los indígenas mexicanos obtuvieron los maíces que hoy conocemos a partir del teocinte, una gramínea pequeña cuyo fruto es muy distinto al del maíz actual. Los científicos actuales se admiran de esta proeza que no se equipara a la domesticación de ningún otro cereal.

7 El maíz cultivado proviene del teocintle o maíz silvestreOrigen filogenético El maíz cultivado proviene del teocintle o maíz silvestre

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9 México: centro de origen y diversidad del maízLa evidencia fósil, la estructura genética y la diversidad de maíces que existen (un total de 40 a 60 razas y diferentes variedades), demuestra que México es centro de origen y diversidad del maíz. Lo confirma además, la distribución de maíces criollos a lo largo y ancho de toda la República mexicana.

10 El maíz, un producto culturalLa manera en que se domesticó el maíz y la necesaria intervención del hombre para su cultivo, pues el maíz no puede propagarse solo, hacen del maíz un producto cultural. En Mesoamérica el maíz y el hombre están estrechamente unidos. De acuerdo con la cosmovisión indígena, el maíz hace posible la vida del hombre. Somos hombres de maíz.

11 REQUERIMIENTOS DE CLIMA Y SUELOPrecipitación: 500 – 1500 mm Temperatura: El maíz tiene un amplio rango de adaptación desde clima cálido a clima frío; a temperaturas menores de 6°C (del suelo) la semilla no germina.

12 REQUERIMIENTOS DE CLIMA Y SUELOEntre 6 – 10°C (del suelo) la germinación es lenta; entre 11 – 13°C (del suelo) óptima germinación (8 a 11 días); entre 25 – 29°C óptimo crecimiento; entre 12 – 18°C rango de adaptación para maíz de la Sierra. SUELO: Franco (franco arenoso o franco arcilloso) con buen drenaje. pH óptimo de 6.5 – 7.5 (rango de adaptación de 5.5 a 7)

13 EXIGENCIAS EDAFOCLIMÁTICASRiego Las necesidades hídricas van variando a lo largo del cultivo y cuando las plantas comienzan a nacer se requiere menos cantidad de agua pero sí mantener una humedad constante. En la fase del crecimiento vegetativo es cuando más cantidad de agua se requiere y se recomienda dar un riego unos 10 a 15 días antes de la floración. Durante la fase de floración es el periodo más crítico porque de ella va a depender el cuajado y la cantidad de producción obtenida por lo que se aconsejan riegos que mantengan la humedad y permita una eficaz polinización y cuajado. Por último, para el engrosamiento y maduración de la mazorca se debe disminuir la cantidad de agua aplicada.

14 Fertilización El maíz necesita para su desarrollo unas ciertas cantidades de elementos minerales. Las carencias en la planta se manifiestan cuando algún nutriente mineral está en defecto o exceso. Se recomienda un abonado de suelo rico en P y K . En cantidades de 0.3 kg de P en 100 Kg de abonado. También un aporte de nitrógeno N en mayor cantidad sobre todo en época de crecimiento vegetativo. El abonado se efectúa normalmente según las características de la zona de plantación, por lo que no se sigue un abonado riguroso en todas las zonas por igual. No obstante se aplica un abonado muy flojo en la primera época de desarrollo de la planta hasta que la planta tenga un número de hojas de 6 a 8. A partir de esta cantidad de hojas se recomienda un abonado de: N : 82% ( abonado nitrogenado ). P2O5 : 70% (abonado fosforado ). K2O: 92% ( abonado en potasa )

15 Fertilización Durante la formación del grano de la mazorca los abonados deben de ser mínimos. Se deben de realizar para el cultivo de maíz un abonado de fondo en cantidades de 825Kg/ha durante las labores de cultivo. Los abonados de cobertera son aquellos que se realizan cuando aparecen las primeras hojas de la planta y los más utilizados son: Nitrato amónico de calcio. 500 kg/ha Urea. 295kg/ha Solución nitrogenada. 525kg/ha. Es importante realizar un abonado ajustándose a las necesidades presentadas por la planta de una forma controlada e inteligente.

16 Nitrógeno (N): La cantidad de nitrógeno a aplicar depende de las necesidades de producción que se deseen alcanzar así como el tipo de textura del suelo. La cantidad aplicad va desde 20 a 30 Kg de N por ha. Un déficit de N puede afectar a la calidad del cultivo. Los síntomas se ven más reflejados en aquellos órganos fotosintéticos, las hojas, que aparecen con coloraciones amarillentas sobre los ápices y se van extendiendo a lo largo de todo el nervio. Las mazorcas aparecen sin granos en las puntas. Fósforo (P): Sus dosis dependen igualmente del tipo de suelo presente ya sea rojo, amarillo o suelos negros. El fósforo da vigor a las raíces. Su déficit afecta a la fecundación y el grano no se desarrolla bien. Potasio (K): Debe aplicarse en una cantidad superior a ppm en caso de suelos arenosos y para suelos arcillosos las dosis son más elevadas de ppm. La deficiencia de potasio hace a la planta muy sensible a ataques de hongos y su porte es débil, ya que la raíz se ve muy afectada. Las mazorcas no granan en las puntas. Otros elementos: boro (B), magnesio (Mg), azufre (S), Molibdeno (Mo) y cinc (Zn) . Son nutrientes que pueden a parecer en forma deficiente o en exceso en la planta. Las carencias del boro aparecen muy marcadas en las mazorcas con inexistencia de granos en algunas partes de ella.

17 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIANitrógeno Escaso desarrollo de las plantas Pérdida del color verde, el cual cambia a amarillo La decoloración se inicia por el ápice de las hojas viejas Las hojas van secándose progresivamente hasta su inserción en el tallo, siguiendo la dirección del nervio central

18 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAFósforo Hojas y tallo de plantas jóvenes con coloraciones rojizas, moradas o púrpuras Deficiente polinización y por lo tanto la mazorca no se llena completamente de grano, quedando espacios vacíos. Hojas amarillas a lo largo de su periferia en lugar de progresar por el nervio central como ocurre con el nitrógeno. Falta de armonía en el crecimiento del tallo y de las hojas, pues mientras las hojas son largas, el tallo quede corto, es decir plantas de escasa altura pero bien desarrolladas lateralmente (achaparradas)

19 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAFósforo

20 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAPotasio Sistema radicular débil  Lento desarrollo de la planta  Tallos débiles y susceptibilidad al vuelco  Manchas rojizas en el tejido interno del tallo en el sector de los entrenudos.  Quemazón de las hojas del ápice hacia la base y de los bordes al nervio central.

21 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIAPotasio

22 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIACalcio Cuando la planta es joven las hojas se adhieren por sus ápices, formando así una agrupación característica aunque la planta crezca. Algunas veces aparece en las hojas manchas de color castaño.  Magnesio Rayas paralelas de color amarillento alternadas con otras de coloración verde pálido. Hojas onduladas y frágiles 

23 SÍNTOMAS DE DEFICIENCIABoro Entrenudos superiores cortos (enanismo) Hojas quebradizas La panoja y mazorca son pequeñas y no brotan  Hierro Hojas superiores verde pálido (casi blancas) y cortas  Zinc Hojas nuevas con franjas blancas Entrenudos cortos

24 Densidad de población El maíz es un clásico ejemplo de cultivo en el que el rendimiento en grano es máximo a un nivel de población definido (Fery y Janick, 1971). Es por esto que para su implantación la elección de la densidad de siembra constituye uno de los aspectos de manejo que incide en el rendimiento final, diferenciándose de otros cultivos como trigo, soja o girasol, que tienen una mayor capacidad de ajuste ante variaciones en la densidad. En densidades bajas, la reducción de la distancia entre surcos contribuye a asegurar una mayor cobertura durante la floración. Sin embargo, en la mayoría de los casos de cultivos de maíz bien manejados y con las densidades correctas se alcanzan las coberturas necesarias para una máxima intercepción de luz (Cirilo, 2004).

25 Diferentes distancias de siembra entre hileras y entre plantas utilizadas

26 Plagas y enfermedades Insectos Palomilla del maíz Gusano de alambre.Gusanos grises Pulgones Enfermedades Bacteriosis Pseudomonas alboprecipitans Helminthosporium turcicum Antranocsis Roya Carbón del maíz

27 Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)La palomilla del maíz (Spodoptera frugiperda J.E. Smith) constituye la plaga más importante del cultivo del maíz en Cuba y en diferentes países de la región Neotropical, las pérdidas que esta ocasiona son cuantiosas, pudiendo reducir los rendimientos en 0,8 t/ha de maíz seco, lo que podría llegar a reducir en casos extremos el 40% de la producción en condiciones de Cuba.

28 Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)La explotación masiva en grandes extensiones crea condiciones propicias para que la plaga se reproduzca y disemine con mayor facilidad. Durante muchos años, para reducir los efectos nocivos de S. frugiperda , se ha dependido del uso de insecticidas químicos, los que son asperjados o espolvoreados; en muchas ocasiones las efectividades han sido bajas, debido a que estas se han realizado pasado el momento crítico de la plaga y la etapa fenológica más apropiada del cultivo o después que los daños son irreversibles; incluso se ha pretendido aminorarla cuando prácticamente el cultivo alcanza un tamaño que imposibilita la entrada de las máquinas al campo.

29 Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)Las orugas de S.frugiperda son polífagas y se encuentran en más de 80 especies de 23 familias (Pashey,1988;Andrews,1988) pero atacan principalmente gramíneas como el maíz y millo ( Van Dine, 1913; Smith, 1919; Cowdey, 1923; Cifuentes, 1967; Popov y Reines, 1975 y Raulston y cols,1986); no obstante se ha detectado en los cultivos de frijol, tomate, maní, soya, cebolla, alfalfa, col, eucalipto, gladiolo, pepino, tabaco, espinaca, nabo y algodón (Luginbill, 1928; Bruner y Deschapelles, 1965; Metcalf y Flint, 1965).

30 Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)El incremento de la plaga se enmarca en la fase de crecimiento vegetativo hasta los días de emergido el cultivo. El aumento de la temperatura media resulta favorable también para el desarrollo de esta; por otro lado la humedad relativa alta en las condiciones de temperatura alta, no favorecen su desarrollo. El nivel de parasitismo es superior en las siembras de Junio y Agosto

31 Resistencia a Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)En Cuba no existen variedades resistentes a la Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). Fuentes, 1998; Gil, 2007; Márquez, 2007; al evaluar diferentes accesiones de maíz en Puerto Rico, Corralillo, Villa Clara y en La Palma, Pinar del Río respectivamente; Encontraron variedades con mayor tolerancia a la palomilla. Fuentes de tolerancia: Ángulo de inserción de las hojas Antixenosis INTERACCIÓN GENOTIPO - AMBIENTE

32 Control de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)Uso de bioplaguicidas. En la actualidad se conocen diferentes especies de microorganismos entomopatógenos con potencialidad para ser usados en un programa integrado de lucha contra S. frugiperda ,entre los que se incluyen la bacteria Bacillus thuringiensis Berl.,10 especies de hongos, 3 tipos de virus, 2 generos de protozoarios y 3 nemátodos (Gardner y Fuxa ,1980; Lezama ,1993). La mayoría de estos entomopatogenos tienen una mayor eficacia cuando se aplican sobre los primeros estadios larvales. Bajo las condiciones de Cuba los entomopatogenos más exitosos para el combate de S. frugiperda son B. thuringiensis, Virus de la Poliedrosis Nuclear, Nomuraea rileyi (Farlow) Samson y Paecylomyces fumoso-roseus (Wise).

33 Control basado en prácticas culturalesControl de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) Uso de extractos de plantas. Árbol del Nim, Plantas de Tabaco y árbol del paraíso Control basado en prácticas culturales Control químico Maíz transgénico

34 Selección de la semillaLa semilla de maíz se debe seleccionar en dos momentos: En el campo (antes de la cosecha): Plantas más sanas y fuertes Tallo grueso Una o dos mazorcas Hojas verde oscuro y grandes Mejores mazorcas En el pilón (después de la cosecha): Mazorcas grandes Hileras rectas Más de 12 hileras Buen peso Tusa fina y grano grande Buen cierre Seleccionar los granos del centro

35 Almacenamiento de la semillaFactores que afectan el almacenamiento del maíz: Humedad Temperatura Los hongos, los insectos, las impurezas presentes en la masa de granos, los daños físicos y los roedores

36 Almacenamiento de la semilla

37 Diversidad genética del maízLa variabilidad genética presente dentro y entre poblaciones de maíz ha sido reconocida como una de las más abundantes del reino vegetal (Riccelli, 2000). Todos los tipos de maíz pertenecen a la misma especie, pero el tamaño, la textura, la forma y el color de la mazorca y los granos, varían ampliamente de una raza a otra. Esta amplia diversidad es el resultado de siglos de selección, mutación e hibridación (Dowswell y col. 1996).

38 Genotipos de maíz Híbridos Transgénicos Variedades mejoradasCultivares de los productores Polinización libre Polinización controlada

39 Se reproducen fundamentalmente por fecundación cruzadaPlanta alógama Se reproducen fundamentalmente por fecundación cruzada Heterosis Planta X > 95 % Consanguinidad Planta Y

40 Variedad Felo Pool Pool

41 Premisas para el mejoramientoLa existencia de variabilidad o la capacidad para crearla. La capacidad de detectar dicha variabilidad La capacidad para manipular dicha variación para producir un nuevo cultivar estable.

42 No hay un paquete tecnológicoAporte a la variabilidad de las diferentes condiciones de cultivos y criterios de selección No hay un paquete tecnológico Selección natural y artificial influenciada por las diferencias: Condiciones de cultivo Riego Nutrición Necesidades, hábitos, intereses Condiciones climáticas Tipo de suelo Colindancia Flujo de semillas y otros 5

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46 Origen de la semilla Distribución (%) de las fuentes de obtención de la semilla, utilizadas por los campesinos de las tres zonas de colecta.

47 Figura 5. Distribución de la nomenclatura utilizada por los campesinos para las accesiones en las regiones de colecta.

48 Figura 6. Frecuencia de los caracteres: cobertura de la mazorca y forma de la corona de los granos, en la colección general estudiada.

49 Figura 7. Frecuencia de los colores del grano en la colección general y en los 3 grupos formados atendiendo a la procedencia de las accesiones.

50 Figura 8. Frecuencia de las formas de la mazorca en la colección general y en los 3 grupos formados atendiendo a la procedencia de las accesiones.

51 Calidad Nutricional del maízLos principales componentes del grano de maíz son proteínas, almidón, lípidos; y en menor proporción, fibras, azúcares, minerales y vitaminas (Sansano, 2008). Proteínas: 10 % del grano entero (Morales, 2002). albúminas (3,2 %), globulinas (1,5%), zeínas (47,2 %) glutaminas (35,1 %) La mayor cantidad de proteína se encuentra en el endospermo (75 a 85 %) (Huang y col., 2004). 6

52 Calidad Nutricional del maízEn los genotipos de maíz estándares las zeínas constituyen normalmente del 50 al 70% de la proteína del endospermo y se caracterizan por un volumen alto de glutamina, leucina y prolina, las cuales están esencialmente desprovistas de lisina y triptófano (Nelson, 1969). La llamadas “no zeínas” contienen niveles altos de lisina y triptófano (Prasanna, 2001) 6

53 Variedad de alta calidad proteicaUtilidad Práctica Nutrición animal. Los cerdos alimentados con maíz con altos niveles de lisina y triptófano aumentan de peso cerca de dos veces más rápido que los alimentados sólo con maíz normal y sin suplementos proteínicos agregados (Burgeon et al., 1992). En El Salvador, un agricultor informó que después de 60 días, 14 cerdos alimentados con grano del híbrido HQ-61 (un maíz con alto contenido de lisina y triptófano) pesaban 18 kg más que los cerdos alimentados con maíz normal. 6

54 Variedad de alta calidad proteicaUtilidad Práctica Nutrición humana (Akuamoa-Boateng, 2002) en Ghana. niños menos días enfermos menos enanismo mayor capacidad de crecimiento La estatura y el peso de los niños en edad preescolar que incluyen maíz con calidad de proteína (QPM) en su dieta como principal fuente calorías aumentó más de 20% más rápido que los de aquellos que consumen maíz normal, según revela un estudio reciente en las zonas rurales de Etiopía acerca de los beneficios adicionales del QPM y su aceptación como producto alimenticio (CIMMYT E-Boletín, vol 5 no. 7, Julio 2008). 6

55 Evaluación Nutricional del granoMedia, mínimo y máximo de los caracteres cenizas, aceites, azúcares y lisina en las 50 accesiones evaluadas. VACP: Variedad de Alta Calidad Proteica (elevado contenido de lisina y triptófano) Normal: no VACP, no tiene niveles mejorados de lisina y triptófano Accesión 80, procedente de Catalina de Güines. Futa y col., 2003; Cuevas y col., 2004; Pellett y Ghosh, 2004; Méndez y col., 2005; Mendoza y col., 2006; ILSI, 2006; Raigón, 2007; Sansano, 2008, y Vivek y col., 2008

56 Sánchez, 2007; Cuevas y col, 2004 y Futa y col, 2003.Proteína (%) Testigos Normal 10,63 VACP 8,63 Colección Cubana Media 9,51 Máximo 11,99 Mínimo 6,55 Triptófano (%) 0,065 0,097 0,070 0,085 0,050 Índice de calidad (%) 0,61 1,12 0,75 0,98 0,56 Sánchez, 2007; Cuevas y col, 2004 y Futa y col, 2003. Mendoza y col., 2006 (0,040) ; Vivek, 2008; (0,060) Poey, 1978; (0,045) Corpoica, 2008 (0,050) Recendiz y col., 2006 (0,063) CORPOICA, 2008. Triptófano: 38 accesiones (76 %) superan a la variedad normal (> 0,065) 29 accesiones (58 %)presentan contenido de triptófano > 0,070 16 accesiones (32 %) superan el límite establecidos (Vivek y col., 2008) (> 0,075). Índice de Calidad: 37 accesiones (74 %) tienen valores relativamente altos (> 0,70) 21 accesiones (26 %) superan el límite establecido (Vivek y col., 2008) (> 0,80).

57 ELEVADO TRIPTÓFANO = GEN OPACO-2Paes y Bicudo, 1994; Morales, 2002; Montaner, 2003; Poehlman y Allen, 2003; De Groote y col., 2006; Mendoza y col., 2006 y Vivek y col., 2008 ACCESIONES CUBANAS NO PRESENCIA DEL GEN OPACO-2 Proporción entre las proteínas llamadas “no zeínas” y las zeínas. Embrión de mayor tamaño Vivek y col., 2008; Blessiny Inglett, 1979 y De la Torre, 1986 Prasanna y col., 2001; Esen y Stetler, 1987;

58 Aplicaciones del maíz Alimento humano y animal, Forraje yMateria prima para la industria

59 MUCHAS GRACIAS