Una nueva investigación presta un oído a cómo la sequía afecta los rendimientos del maíz

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El maíz es un cultivo estadounidense clásico. Cultivado por primera vez en América del Norte hace miles de años, ahora cubre las tierras agrícolas estadounidenses de costa a costa. 


Eric Hamilton


Estados Unidos cultiva más maíz que cualquier otro país. Y el grano se usa para todo, desde chips de tortilla hasta alimento para vacas y biocombustible.

Pero como la mayoría de los cultivos, el maíz enfrenta un nuevo riesgo: el cambio climático. El cambio climático no solo está calentando el mundo. También está cambiando cuándo y cuánta lluvia cae. Esto deja a más productores de maíz en riesgo de sufrir sequías durante parte de la temporada de cultivo.

Desafortunadamente, no todas las sequías son iguales. Si golpea en el momento equivocado, se puede perder un campo completo.

“Una sequía severa durante la etapa reproductiva del maíz puede causar una pérdida total de la cosecha. Por lo tanto, comprender las respuestas del maíz a la sequía y gestionarlas en consecuencia es fundamental para una producción exitosa de maíz”, dice Ranadheer Vennam, estudiante de posgrado en el departamento de Ciencias de Plantas y Suelos de la Universidad Estatal de Mississippi.

cinco mazorcas de maíz de diferentes tamaños y regla

El tamaño de la mazorca de maíz disminuyó con el aumento del estrés por sequía, un signo de estrés severo y menor rendimiento. Crédito: Dr. Raju Bheemanahalli

Vennam estudia cómo responde el maíz a la sequía. En su última investigación, Vennam y su grupo de laboratorio observaron cuán sensible es la floración del maíz a la sequía y los impactos que tiene para los agricultores.

Vennam  presentó  su trabajo en la reunión anual ASA-CSSA-SSSA 2022, celebrada en Baltimore, Maryland.

La floración del maíz es bastante compleja. Cada óvulo individual emite una seda muy larga, que debe capturar el polen de las espigas sobre la planta para producir un grano. Esto requiere una cuidadosa coordinación. “La reproducción exitosa en el maíz tiene que ver con el tiempo”, dice el Dr. Raju Bheemanahalli (supervisor de Vennam). “El maíz tarda menos de dos semanas en polinizarse, que es extremadamente sensible a los factores estresantes, incluida la sequía”.

sedas en cultivos de maíz al aire libre

Cuando se exponen a una sequía severa, las mazorcas de maíz producen mucha menos biomasa de seda que las mazorcas de maíz sanas. Las seda deben emerger de la mazorca de maíz en el momento justo. La sequía afecta este momento crítico, lo que puede afectar negativamente el rendimiento. Crédito: Dr. Raju Bheemanahalli

Para determinar el impacto que tiene la sequía en este proceso, el equipo de Vennam expuso plantas de maíz a varios niveles de sequía durante la floración. Ejecutaron su prueba en el Centro de Investigación de Ciencias de Plantas RR Foil, Universidad Estatal de Mississippi. Durante el período de floración de dos semanas, los investigadores redujeron la cantidad de agua que recibió cada planta. En la prueba más extrema, las plantas recibieron solo el 20% de la cantidad de agua que necesitaban.

Para rastrear cómo la sequía afecta a las plantas, los investigadores midieron cuánto crecían las sedas todos los días. También midieron el rendimiento final y las características clave de calidad de los granos, como la cantidad de almidón y proteína que tenían. El estudio de Vennam también rastreó aspectos clave del crecimiento de las plantas, como el contenido de clorofila de las hojas.

Cuando se expusieron a una sequía severa, las mazorcas de maíz produjeron mucha menos biomasa de seda que las mazorcas sanas. El número de sedas también fue aproximadamente un tercio menor. Sin suficientes sedas saludables, las mazorcas de maíz no pueden producir muchos granos. Vennam vio que el rendimiento disminuyó en un 90% en el tratamiento de sequía severa. Esta caída en el rendimiento se debió a una severa reducción tanto en la cantidad de granos como en el peso de cada grano.

cinco mazorcas de maíz de diferentes tamaños y regla

Como parte del estudio durante el período de floración de dos semanas, los investigadores redujeron la cantidad de agua que recibió cada planta. En la prueba más extrema, las plantas recibieron solo el 20% de la cantidad de agua que necesitaban. Bajo sequía severa (a la derecha), la calidad de la mazorca de maíz es mala. Tanto el número como el peso de los granos se reducen considerablemente. Crédito: Sr. Ranadheer Vennam

A modo de comparación, los investigadores también probaron un estrés por sequía de un mes después de que terminó la floración. Aunque esta sequía duró más del doble en esta etapa, el rendimiento no se vio tan afectado. “Esto ilustra la sensibilidad de una etapa reproductiva al estrés por sequía y su momento y cómo el estrés afecta la producción de maíz”, dice Bheemanahalli.

Con la información obtenida de este estudio, los investigadores ahora están tratando de hacer que el maíz sea más resistente al estrés por sequía. El siguiente paso es encontrar genéticas de maíz que sean naturalmente capaces de manejar mejor la sequía durante la floración. Si pueden tener éxito en encontrar estas plantas más resistentes, los mejoradores pueden trabajar para cruzar estos rasgos con las variedades de maíz que los agricultores quieren cultivar. El resultado podría ser mejores variedades/híbridos que puedan adaptarse a nuestro clima cambiante.

Esta investigación fue apoyada en parte por la  Estación Experimental Agrícola y Forestal de Mississippi,  Iniciativa de Investigación Especial (MAFES-SRI), Universidad Estatal de Mississippi.