Arroz salvaje
Reproducción del articulo de Aldo Ferrero para la FAO
El término Arroz salvaje generalmente incluye todas las especies del género Oryza que se comportan como el arroz y que crecen como malezas de ese cultivo. Se ha informado acerca de poblaciones de Arroz salvaje en muchas de las áreas de siembra directa de este cultivo (Parker y Dean, 1976; Ferrero y Finassi, 1995). Si bien el Arroz salvaje pertenece a diferentes especies y subespecies, todas comparten la capacidad de diseminar sus granos antes de la cosecha del arroz. El Arroz salvaje también puede adaptarse a un amplio rango de condiciones ambientales. Los granos del Arroz salvaje frecuentemente presentan el pericarpio rojo y por esta razón el término arroz rojo es comúnmente adoptado en la literatura internacional para identificar estas plantas salvajes. Este término, sin embargo, no es completamente apropiado ya que también existen granos rojos en algunas variedades cultivadas de arroz y porque, por otro lado, el color rojo puede estar ausente en varias formas de arroz-maleza (FAO, 1999).
En la mayoría de las zonas arroceras la difusión del arroz-maleza comenzó a ser significativa después del cambio del transplante del arroz a la siembra directa y se ha convertido en un problema serio en los últimos 15 años, especialmente en los países europeos después de la siembra de variedades de tallo débil, semi-enanas, de tipo indica (Tarditi y Vercesi, 1993). La difusión ha sido favorecida por la siembra de semillas comerciales de arroz que contienen semillas del arroz-maleza.
Se ha informado de infestaciones de arroz-maleza en 40-75 por ciento del área arrocera de los países europeos (comunicación personal), 40 por ciento en Brasil (De Souza, 1989), 55 por ciento en Senegal (Diallo, 1999), 80 por ciento en Cuba (García de la Osa y Rivero, 1999) y 60 por ciento en Costa Rica (Fletes, 1999).
ORIGEN Y DESCRIPCIÓN
El origen filogénico de las formas de Arroz salvaje está estrechamente relacionado con el del arroz cultivado. Muchas plantas comparten la mayoría de las características de las dos especies cultivadas, Oryza sativa y O. glaberrima (Khush, 1997). O. sativa, que también es conocida como arroz asiático, comprende los grupos varietales indica, japonica y javanica y se cultiva en todo el mundo (Olofsdotter, 1999). O. glaberrima es conocido como arroz africano y se cultiva sobre todo en África Occidental.
El género Oryza incluye más de 20 especies salvajes, la mayoría de las cuales son diploides. En base a sus características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas y sus interrelaciones en los cruzamientos, se han identificado ocho tipos diferentes de genomas dentro del género Oryza (Aggarval et al., 1997).
Las especies salvajes como Oryza perennis, O. nivara, O. rufipogon y O. longistaminata comparten el mismo genomio y pueden ser fácilmente cruzadas con las especies cultivadas de O. sativa (Olofsdotter, 1999). La especie salvaje O. barthii (=O. breviligulata) es considerada como el progenitor de la mutación del arroz africano. O. glumaepatula es una especie salvaje endémica en América Central y América del Sur que es convencionalmente considerada como un subtipo de O. rufipogon; sin embargo, de acuerdo con recientes análisis genéticos se ha determinado que está más cercana a las formas de arroz africano.
Además de las especies citadas, también causan problemas como malezas, Oryza latifolia, O. punctata, O. officinalis (perenne) y Zizianopsis miliaceae (perenne); estas especies pueden aparecer en los cultivos de arroz, en el borde de los estanques o en los canales impidiendo el flujo del agua. O.latifolia es una especie de arroz-maleza difundida en América Central donde se lo conoce como «arrozón» o «arroz pato» (Castro Espitia, 1999); mide hasta 2 m de alto y tiene semillas con pericarpio blanco.
En las áreas en que ocurrido la diferenciación del arroz se encuentran frecuentemente en la flora espontánea varias especies de Oryza mientras que en las áreas en las cuales el arroz ha sido introducido los problemas de malezas son causados solamente por plantas de O. sativa.
Las plantas de arroz-maleza presentan una gran variedad de características anatómicas, biológicas y fisiológicas (Craigmiles, 1978; Kwon et al., 1992; Tang et al., 1997; Vaughan et al., 2001). Un estudio llevado a cabo en 26 muestras de arroz-maleza de Uruguay reveló dos grupos principales. Un grupo incluyó plantas con glumas negras, ápice púrpura y arista larga, mostrando caracteres salvajes evidentes, mientras que el otro grupo tenía paja, glumas y ápice y no tenía aristas, simulando variedades cultivadas (Federici et al., 2001).
En la etapa de plántula las plantas de arroz-maleza son difíciles de distinguir de las plantas del cultivo (Hoaghland y Paul, 1978) mientras que la identificación del arroz-maleza es posible después de la labranza gracias a múltiples diferencias morfológicas evidentes con las variedades cultivadas: tallos más largos, numerosos y finos, hojas a menudo híspidas en ambas superficies, plantas altas, pigmentación en varias partes de la planta, semillas que se dispersan fácilmente después de su formación (Diarra et al., 1985a; Coppo y Sarasso, 1990; Kwon et al., 1992; Suh et al., 1997).
Las semillas de la mayoría de los biotipos de Oryza sativa y O. glaberrima presentan un pericarpio pigmentado causado por la presencia de un contenido variable de diferentes antocianinas, catequinas y taninos catecólicos (Baldi, 1971).
La pigmentación roja es un carácter dominante y es controlada por más de un gen (Leitao et al., 1972; Wirjahardja et al. 1983).
La capa roja de los granos de arroz-maleza podría ser eliminada con un trabajo adicional en el molino pero esta operación de lugar la rotura de los granos y a una disminución del valor comercial (Smith, 1981; Diarra et al., 1985a,b).
Los biotipos del arroz-maleza de Oryza sativa han sido diferenciados en tipos indica o japonica en base a caracteres morfológicos y fisiológicos, isoenzimas, y marcadores RFPL (polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción), RAPD (polimorfismo amplificado al azar del DNA) y AFPL (polimorfismo de la longitud de fragmentos amplificado).
De acuerdo a estudios financiados por la Comunidad Europea, los arroces-maleza recolectados en los arrozales de la zona del Mediterráneo pertenecían al grupo japonica y los arroces-maleza de Brasil eran muy cercanos al grupo indica (Ghesquière, 1999). En este estudio no se encontraron alelomorfos de los arroces-maleza que pudieran servir como marcadores de diagnóstico para determinar fácilmente el origen varietal de las formas de arroz-maleza. De cualquier manera, existe una buena evidencia que demuestra que el origen primario del arroz rojo puede provenir de cruzamientos distantes entre variedades indica y japonica.
Vaughan et al. (2001) señalaron que varias muestras de biotipos de arroz-maleza recolectadas en los Estados Unidos de América pertenecían no solo a las subespecies indica y japonica sino también a las especies Oryza rufipogon y O. nivara.
BIOLOGÍA
Latencia y longevidad de las semillas
A diferencia de las variedades cultivadas el arroz-maleza presenta un grado variable de latencia. La duración de la latencia varía de acuerdo con el biotipo y las condiciones de almacenamineto de las semillas después del desgrane. La duración de la latencia ha sido investigada en varios países en condiciones naturales. En Swazilandia, Oryza punctata presentó latencia por más de un año (Armstrong, 1968) y hasta cinco años en África Oriental (Majisu, 1970). Semillas viables de arroz-maleza con pericarpio rojo permanecieron latentes hasta dos años en los Estados Unidos de América (Klosterboer, 1978) y tres años en Brasil (Leitao et al., 1972).
Las condiciones ambientales durante la formación de la semilla y la temperatura y la humedad durante el almacenamiento son considerados los factores principales que pueden afectar la duración de la latencia (Delatorre, 1999; Leopold et al., 1988; Ferrero, 1984). De acuerdo a Leopold et al. (1988), las semillas de arroz-maleza del biotipo con paja del mismo color del pericarpio, mantenidas a -15 °C mostraron una duración variable de la latencia en relación con el contenido de humedad de las semillas después de su maduración. La rotura de la latencia fue más rápida cuando la humedad de las semillas estba comprendida entre 6-14 por ciento y muy baja a contenidos de humedad inferiores a 5 por ciento o superiores a 18 por ciento.
Una reducción importante de la latencia por lo general ocurre dos meses después de la maduración (Cohn y Hughes, 1981). Si bien se han llevado a cabo numerosos estudios a nivel bioquímico para definir las bases fisiológicas y genéticas de la latencia (Footitt y Cohn, 1995; Cohn, 1996; Delatorre, 1999; Cai y Morishima, 2000) los mecanismos de la iniciación y la finalización de este fenómeno no han sido aún completamente clarificados. La regulación de la latencia puede ser muy probablemente atribuída a factores presentes en la glumela y en el embrión (Delatorre, 1999).
Semillas descascaradas almacenadas a -15 °C mantuvieron su latencia y fueron capaces de germinar cuando se colocaron a 5 °C (Cohn y Hughes, 1981). La rotura de la latencia del arroz-maleza obtenida por medio de sustancias como nitrito de sodio, ácido propiónico, metil-propionato, citoquinina o n-propanol fue, por lo general, acompañada por una reducción del pH de los tejidos embrionarios (Footitt y Cohn, 1992).
La longevidad de las semillas ha sido investigada en varios estudios que han mostrado resultados contrastantes. En un trabajo llevado a cabo en los Estados Unidos de América, semillas procedentes de distintas poblaciones de arroz-maleza permanecieron viables en un 90 por ciento después de dos años y en un 20 por ciento después de siete años de haber estado enterradas (Goss y Brown, 1939).
De acuerdo a Diarra et al. (1985a) la longevidad de las semillas del arroz-maleza puede llegar hasta 12 años.
En un estudio llevado a cabo en Italia, la viabilidad de las semillas del arroz-maleza enterradas a la profundidad del arado en un suelo franco, disminuyó en seis por ciento después de un año y en cinco por ciento después de dos años (Ferrero y Vidotto, 1988a). Las semillas no viables estaban vacías, sin embriones ni materia de reserva. Se supone que la mayoría de esas semillas pueden germinar bajo condiciones ambientales favorables que ocurren después de la labranza: alta temperatura y contenido de oxígeno, pero no pueden emerger del suelo. El porcentaje de germinación de las semillas viables varió a lo largo del tiempo, descendiendo desde 91 por ciento al inicio del experimento a 73 por ciento después de uno o dos años de haber estado enterradas. Este comportamiento fue explicado por el hecho que muchas de las semillas que estaban latentes al inicio del experimento no germinaron y permanecieron latentes por más de dos años. Las semillas desenterradas después de un año requirieron, en promedio, menos tiempo para germinar que aquellas que estuvieron enterradas durante dos años.
Emergencia
La emergencia del arroz-maleza es fuertemente influenciada por la textura del suelo, la presencia de agua en el campo y la profundidad a que está enterrada la semilla, lo cual está directamente relacionado con el tipo de labranza que se ha adoptado para la preparación de la cama de semillas (Ferrero y Finassi, 1995; Ferrero y Vidotto, 1997a; Saldain et al., 1996; Gealy et al., 2000).
Katayama (1969) reunió 20 especies de Oryza en cinco grupos de acuerdo a su comportamiento durante la germinación, a saber:
1) incluyó Oryza stapfii y O. subulata con la germinación que ocurre en dos o tres días.
2) incluyó O. barthii, O. minuta, O. latifolia y O. punctata con un máximo de germinación a los seis días y una germinación total mayor que el 50 por ciento.
3) incluyó dos especies con comportamiento similar al del grupo 2) pero con germinación menor de 33 por ciento.
4) incluyó O. perennis, O. officinalis y otras cuatro especies con una germinación superior al 60 por ciento después de nueve días.
5) incluyó O. breviligulata con germinación similar a la del grupo 4) pero con menos de 50 por ciento de germinación.
Las plántulas que emergen antes de la siembra del arroz son en su mayoría las que nacen del banco de semillas del suelo. Casi todas las plantas que crecen libremente en un suelo sin laborear son capaces de emerger de mediados de abril a mediados de marzo[5] después de haber acumulado 200 grados/día de crecimiento (Ferrero et al., 1996) (Figura 1). La temperatura mínima para la germinación del arroz-maleza se considera alrededor de 10 °C, la misma que para las variedades cultivadas.
Si se hacen trabajos de aradas y rastreos, la emergencia de las plántulas del arroz rojo en relación con el banco de semillas a la profundidad de 0-10 cm es particularmente influenciada por el tipo de labranza. Los porcentajes de emergencia, en promedio, en parcelas aradas y rastreadas son de 7,2 y 2,5 por ciento, respectivamente (Ferrero y Vidotto, 1999) (Figura 2). Estos diferentes valores de la emergencia son muy probablemente debidos al movimiento del suelo causado por la arada, de las semillas de arroz rojo. La inversión de la capa superior del suelo entierra las últimas semillas que han caído y favorece su latencia. Al mismo tiempo, la arada trae a la superficie las semillas enterradas la estación anterior cerca de la superficie del suelo, si bien muchas de ellas han perdido la capacidad germinativa.
Figura 1. Emergencia de arroz-maleza en un suelo indisturbado en relación a los grados de crecimiento (de Ferrero et al., 1996).
La edad de la semilla, la profundidad del enterrado, las condiciones de inundación y los suelos pesados tienen una influencia negativa sobre la germinación y emergencia de las malezas (Eastin, 1978; Ferrero y Finassi, 1995).
En suelos arcillosos, la germinación de las semillas de arroz-maleza situadas en los 5 cm superiores y cubiertas con 6-8 cm de agua, fueron, en promedio, menos de un tercio de aquellas que germinaron en el mismo suelo pero que fue solamente mantenido húmedo (Vidotto y Ferrero, 2000).
En contraste con las variedades cultivadas, los arroces-maleza no son capaces de emerger inmediatamente después del desgrane en otoño y en condiciones de campo, si bien las temperaturas pudieran ser favorables para la germinación. Según estudios llevados a cabo en condiciones del área del Mediterráneo (Vidotto y Ferrero, 2000) el tiempo que el arroz rojo necesita para germinar depende de las condiciones de almacenamiento y está en relación inversa con la duración del mismo. Las semillas que se desgranan en el campo requieren al menos 70 días en condiciones favorables de temperatura y humedad antes de iniciar la germinación. En los mismos estudios, semillas de arroz-maleza colocadas en la capa superior (0-1 cm) de suelos arcillosos y francos mostraron entre 80 y 90 por ciento de germinación, respectivamente, cuando el suelo fue mantenido permanentemente húmedo y entre 60 y 80 por ciento cuando fue sumergido bajo 2-3 cm de agua. Se encontró una reducción de la emergencia cuando aumentó la profundidad a la que se encontraban las semillas, en ambas condiciones de humedad. La emergencia de las semillas colocadas a 4-5 cm de profundidad fue de 20-40 por ciento en suelos húmedos (en suelos pesados y francos, respectivamente) y de 5-20 por ciento en los suelos inundados. En ambos suelos no hubo emergencia cuando las semillas se encontraban enterradas a más de 10 cm de profundidad. Las semillas que no eran capaces de emerger podían en su mayoría germinar pero no formaban plántulas viables. La emergencia de las plántulas situadas en la capa 0-1 cm se completó en 14 días en el suelo húmedo y en 18 días en el suelo inundado (Ferrero y Finassi, 1995). Las semillas enterradas a una profundidad de 4-5 cm mostraron un retraso de 15 días en la germinación, en comparación con las semillas que fueron colocadas cerca de la superficie del suelo. Este comportamiento podría ser una de las razones para la emergencia continua de esas semillas en los arrozales.
Figura 2. Emergencia del arroz rojo de un banco de semillas en relación con la labranza del suelo para la preparación de la cama de semillas (de Ferrero y Vidotto, 1999).
Floración
En las variedades cultivadas y en las variedades salvajes, la floración comienza en las florecillas superiores de la panícula y continúa hacia las florecillas inferiores (Roy, 1921). En el arroz-maleza las florecillas comienzan a abrirse entre las 08:00 y las 09:00 de la mañana y continúa por al menos una hora más que en las variedades cultivadas. Por esta razón, si bien todas las plantas de todas las especies de arroz son autofecundadas, la polinización cruzada es mayor en el arroz-maleza que en las variedades cultivadas. La probabilidad de que ocurran cruzamientos entre las plantas de arroz-maleza de pericarpio rojo con las variedades cultivadas fue investigada por Langevin et al.,(1990). El porcentaje de cruzamientos varió entre 1,08 por ciento en la variedad ‘Lemont’ y 52,18 por ciento en la variedad ‘Nortai’. El alto grado de hibridización de ‘Nortai’ ha sido atribuido a la prolongada duración de la apertura de la florecilla en esta variedad. Debido a la heterosis, los híbridos fueron generalmente más altos y más vigorosos y comenzaron a florecer 20-30 días más tarde que las formas parentales de arroces-maleza.
La floración es inducida por el largo del día (fotoperíodos cortos favorecen la floración), por la edad de la planta (es mayor para las plantas más jóvenes) y el biotipo (es mayor en los biotipos de latitudes más altas) (Katayama, 1974).
La pigmentación de las glumas y la semilla comienza a desarrollarse en la espiguilla terminal unos pocos días después de la antesis y continúa a medida que la espiguilla madura (Holm et al., 1997).
Desgranado
El desgranado precoz es una característica específica del arroz-maleza. Este comportamiento es controlado por el gen Sh que presenta el carácter de desgranado en condiciones dominantes de homocigosis (ShSh) o heterocigosis (Shsh) (Sastry y Seetharaman, 1973). La semilla cae como resultado de la formación de una capa de absición formada por tres capas de células ubicadas entre la espiguilla y el pedicelo (Nagao y Takahashi, 1963). Esta capa de células no está completamente formada en las variedades cultivadas y algunas bandas de tejido lignificado mantienen la unión de las espiguillas al pedicelo.
Ferrero y Vidotto (1998a) encontraron que la caída de la semilla en el arroz-maleza comenzó nueve días después de la floración y se incrementó gradualmente durante 30 días hasta el completo desarrollo de la panícula (Figura 3). En este momento el desgranado abarcó el 65 por ciento del total de los granos y no pareció ser particularmente influenciado por distintos niveles de nitrógeno.
Las semillas caídas y las semillas no caídas, consideradas en conjunto, comenzaron a ser viables cerca de nueve días después del comienzo de la floración, con una germinabilidad cercana a 20 por ciento. Este valor aumentó rápidamente a cerca de 85 por ciento 12 días después de la floración. En general, los granos caídos mostraron una menor germinabilidad hasta 24 días después de la floración en comparación con aquellos de las semillas no caídas. Desde este momento en adelante, la capacidad germinativa de los dos grupos de semillas fue diferente. La germinabilidad de las semillas caídas fue muy baja durante los primeros 15 días después de la floración, con un máximo de cinco por ciento. Este comportamiento puede probablemente ser explicado por el desarrollo incompleto de las semillas caídas inicialmente a causa de elementos climáticos como el viento. Las semillas que cayeron después de 15 días de la floración contenían granos maduros llenos y fisiológicamente maduros.
Habilidad competitiva
El arroz-maleza puede causar severas pérdidas de rendimiento al arroz cultivado en relación con la densidad, tipo de plantas de arroz-maleza y variedades cultivadas (Diarra et al., 1985a; Diarra et al., 1995b; Fisher y Ramírez, 1993; Eleftherohorinos et al., 2002). Las variedades bajas son por lo general más suceptibles a la competencia de los arroces-maleza que las variedades altas (Kwon et al., 1991a). Se han llevado a cabo varios estudios para evaluar los efectos de diferentes densidades de malezas. Con 11 plantas/m2 de arroz-maleza, Abud (1989) observó una pérdida de rendimiento de 43 por ciento. En estudios llevados a cabo en Arkansas, Estados Unidos de América, el rendimiento del cultivar semienano ‘Lemont’ fue afectado por una densidad del arroz-maleza tan baja como dos plantas/m2 (Kwon et al., 1991b). Cinco y 20 plantas/m2 de arroz-maleza causaron una pérdida de rendimiento de 40 y 60 por ciento, respectivamente, en el cultivar ‘Oryzica 1’ (Fisher y Ramírez, 1993). Algunos estudios indicaron que los efectos de la competencia también están estrechamente relacionados con la duración de la interferencia (Kwon et al., 1991a).
Figura 3. A. porcentaje de semilla desgranada sobre el total de semillas (
datos observados; — función ajustada) y porcentaje de semilla llena de las semillas desgranadas (O datos observados).
B. evolución de la germinabilidad de las semillas desgranadas () y no desgranadas (·) y germinabilidad media de las semillas llenas (
) (de Ferrero y Vidotto, 1998a).
Combinando los efectos de la densidad del arroz-maleza y la duración del período de competencia, Fisher y Ramírez (1993) observaron una reducción del rendimiento de 50 por ciento cuando 24 plantas/m2 de arroz-maleza compitieron con el cultivo durante los primeros 40 días después de la emergencia. Con la misma densidad inicial, la pérdida de rendimiento alcanzó a 75 por ciento en el caso de competencia durante toda la estación. En un experimento en el invernadero, se registraron efectos significativos sobre el crecimiento de las plantas de arroz solamente cuando el período de competencia fue superior a 70 días desde la emergencia (Estorninos et al., 2000). En estudios sobre competencia utilizando el cultivar ‘Mars’, la competencia intervarietal resultó tan importante como la competencia intravarietal, con el arroz-maleza actuando como el competidor dominante (Pantone y Baker, 1991a,b). Considerando los componentes del rendimiento, el efecto de la densidad de las plantas parece ser significativo sobre el número de panículas de arroz por planta y de florecillas por panícula, mientras que el porcentaje de florecillas llenas y el peso de los granos no parecen ser influenciados por este parámetro (Pantone et al., 1992). Eleftherohorinos et al. (2002) señalaron que la interferencia entre el arroz y el arroz-maleza comenzó tres semanas después de la emergencia del arroz pero no fue afectada por un incremento en la tasa de nitrógeno de 100 a 150 kg/ha. De acuerdo a este estudio, una densidad de 40 plantas/m2 de arroz-maleza dio lugar a una reducción de 46 y 58 por ciento en las variedades ‘Ariete’ y ‘Thaibonnet’, respectivamente.
CONTROL
Los métodos de control del arroz-maleza que pueden ser aplicados en el cultivo del arroz son costosos, insumen tiempo y por lo general no llevan a una completa erradicación de la infestación de malezas. El control incompleto de las malezas en un año determinado puede llevar a anular los resultados de varios años de buenos controles. Escapes de arroz-maleza de cinco por ciento o menos pueden producir suficientes semillas como para restaurar la población original del banco de semillas en el suelo (Goss y Brown, 1939; Rao y Harger, 1981).
El control de las plantas de arroz-maleza es mucho más dificultoso que el control de otras malezas en razón de su gran variabilidad morfológica, el comportamiento particular de su crecimiento y la gran afinidad biológica con las variedades cultivadas. El control químico de las malezas en el arroz con herbicidas selectivos no es por lo general tan efectivo en el arroz-maleza, con la sola excepción de las variedades transgénicas que han sido apropiadamente transformadas para tolerar los herbicidas selectivos para el arroz cultivado con un gran espectro de actividad. Por esta razón, el control químico de las malezas no puede ser aplicado al arroz cultivado durante su crecimiento excepto cuando los herbicidas son aplicados con el sistema de guantes o sogas impregnados en combinación con variedades bajas. El control también es más complicado en función de la germinación espaciada durante un largo período de crecimiento del arroz. La gran elasticidad del proceso de germinación puede favorecer la actividad competitiva de las plantas de arroz-maleza que son capaces de germinar antes que las plantas cultivadas o permitir el escape de tratamientos de control llevados a cabo en la presiembra del arroz (Ferrero y Vidotto, 1997).
El control del arroz-maleza puede ser manejado aplicando prácticas preventivas, culturales, mecánicas y genéticas (Tabla 1).
Prevención
La prevención es el medio fundamental para reducir la infestación de malezas y puede ser realizada principalmente sembrando semilla de arroz libre de semillas de arroz-maleza. Esta medida, sin embargo, no es tan fácil de aplicar ya que las semillas vestidas de arroz-maleza son similares a las semillas de las variedades cultivadas, sin considerar el color del pericarpio. Las semillas blancas y las pigmentadas de rojo son difíciles de reconocer ya que el color del pericarpio es visible solo después que a la semilla se le han quitado las glumas. La única posibilidad de obtener semilla de arroz libre de semilla de arroz-maleza es la de inspeccionar los campos destinados a la producción de semillas y remover las plantas de arroz-maleza, incluso manualmente, antes de iniciar la cosecha de las semillas de las variedades de arroz.
Otro elemento importante de la prevención es el de asegurar una perfecta limpieza del equipo que se usa durante la cosecha del arroz a fin de evitar la difusión del arroz-maleza a los campos no infestados.
Métodos culturales
El mejor control del arroz-maleza puede ser obtenido por medio de las rotaciones, pero esta práctica no puede ser aplicada en ciertas condiciones ambientales particulares tales como los suelos salinos o hidromórficos (Catalá, 1995; Sagarra, 1987). Los cultivos que normalmente entran en la rotación con el arroz en las zonas de climas templados incluyen la soja, el maíz, el girasol, el sorgo y otros cultivos. La introducción del cultivo del frijol mungo en Viet Nam dio lugar a una enorme disminución de las plantas de arroz-maleza y de otras especies (Watanabe et al., 1998). En estas condiciones muchas malezas pueden normalmente emerger pero no completan su ciclo a causa de la insuficiente humedad del suelo durante la época de cultivo del frijol mungo.
Tabla 1. Principales estrategias y métodos de control del arroz-maleza.
|
Estrategia de control |
Método de control |
| Preventiva | Semilla certificada |
| Limpieza de la maquinaria | |
| Cultural | Rotaciones |
| Labranza del suelo | |
| Preparación de la falsa cama de semillas | |
| Manejo del agua | |
| Variedades de arroz | |
| Desmalezado manual | |
| Mecánica | Antes de la siembra del arroz |
| Después de la siembra del arroz | |
| Química | Antes de la siembra del arroz |
| Después de la siembra del arroz | |
| Genética | Variedades de arroz con tolerancia total a los herbicidas |
Varios estudios llevados a cabo en Italia han mostrado que el control del arroz-maleza en soja es por lo general mejor que en el maíz (Ferrero y Vidotto, 1997b). Este resultado puede ser atribuído al bajo nivel de emergencia de las semillas en el cultivo del maíz y a la mayor eficacia de los herbicidas en la soja. La menor emergencia de las semillas en el caso del maíz es probablemente el resultado de enterrar las semillas de malezas durante la labranza en las capas más profundas del suelo, lo cual inhibe su germinación. En estas condiciones las semillas enterradas a más de 10 cm no son capaces de emerger. Un año de cultivo de soja llevó a una reducción del banco de semillas de alrededor de 97 por ciento en la capa de suelo de 0-10 cm (Ferrero y Vidotto, 1997b). La reducción en la misma capa fue aún mayor (98,5 %) cuando la soja fue sembrada a fin de mayo (primavera) después de la primera generación de emergencia de las malezas.
La aplicación de herbicidas selectivos de postemergencia a los cultivos de maíz y soja fue menos efectiva que la combinación del tratamiento de preemergencia seguido por tratamientos de postemergencia para ambas rotaciones de cultivos. Los mejores resultados obtenidos en la soja, (99% de control), ocurrieron con la aplicación de preemergencia de pendimethalin seguido por tratamiento de postemergencia con propaquizafop.
Resultados similares se han obtenido en la parte sur de los Estados Unidos de América donde una rotación de uno o dos años con soja es adoptada frecuentemente para controlar severas infestaciones de arroz-maleza (Barrentine et al., 1984; Khodayari et al., 1987; Minton et al, 1989; Griffin y Harger, 1990; Noldin et al., 1998). El uso de herbicidas antigerminativos tales como el metolachlor a 3,5 kgia/ha, alachlor a 3,5 kgia/ha, aplicados en soja en forma de preemergencia resultaron en el control de cerca del 90 por ciento del arroz-maleza. Los graminicidas tales como clethodim, fluazilop-P, quizalofop-P y sethoxydim también fueron efectivos para suprimir la espiga de la maleza en un tratamiento de postemergencia en soja. Los mejores resultados por lo general se obtienen cuando la aplicación del herbicida es demorada hasta la etapa de cuatro hojas de la maleza (Askew et al., 2000).
Como se indicó previamente (Figura 2) la emergencia del arroz-maleza depende básicamente del tipo de labranza del suelo que se ha hecho para la preparación de la cama de semillas y del contenido de agua del mismo durante la germinación de la maleza (Ferrero et al., 1996; Ferrero y Vidotto, 1999). La labranza mínima hecha a no más de 10 cm de profundidad y con buenas condiciones de humedad del suelo crean las mejores condiciones para la emergencia del arroz-maleza, mientras que las aradas y la inundación del suelo afectan severamente la germinación de las semillas de las malezas. La preparación de la cama de semillas con arado de reja puede ser considerada como un medio agronómico útil cuando el grado de infestación es bajo y no se planean aplicaciones de herbicidas químicos.
La estrategia cultural para el control del arroz-maleza también incluye el uso de variedades supresoras de malezas y de variedades tolerantes a la sumersión. Las variedades altas y de ciclo largo por lo general muestran una mayor competitividad que las variedades modernas precoces y semienanas.
En Tanzanía, la siembra de una variedad alta de arroz como ‘Kilombero’, ha dado lugar a la eliminación del crecimiento de Oryza barthii, mientras que el cultivo de la variedad baja ‘Katrin’ dio lugar a un exceso de crecimiento de las malezas (Johnson et al., 1999).
La competitividad del arroz cultivado también puede ser mejorada aumentando la densidad de siembra; sin embargo, esta práctica frecuentemente da lugar a un mayor vuelco del cultivo y a una mayor incidencia de las plagas (Sonnier, 1978).
La técnica de la falsa siembra es un método cultural comúnmente aplicado en la monocultura del arroz. Después de la preparación de la cama de semillas el campo es dejado sin trabajar para permitir el crecimiento del arroz-maleza y otras malezas. Después que las malezas son destruídas por medios mecánicos como las rastreadas o por medios químicos como los herbicidas no selectivos, se siembra el arroz con sembradoras o bajo agua. Esta técnica está dirigida a la reducción de la infestación de malezas en la misma temporada en que se hace el tratamiento disminuyendo así gradualmente el banco de semillas en el suelo. El éxito de esta falsa preparación de la cama de semillas depende de la forma en que es preparado el suelo, del manejo del agua y de su duración. Como se indicó previamente, la labranza mínima da lugar a un mayor porcentaje de germinación de las semillas que están presentes en la capa superior del suelo, en comparación con los resultados obtenidos arando con arado de rejas. En Río Grande do Sul, Brasil, cerca de 250 000 ha son trabajadas cada año utilizando la labranza mínima (Nolding y Cobucci, 1999). La inundación del suelo durante la aplicación del método de falsa siembra reduce la emergencia de las plántulas en comparación al suelo seco o húmedo, pero favorece la uniformidad de la germinación la cual hace que el control sea más simple. La duración del proceso de la falsa siembra debe estar en equilibrio entre la necesidad de obtener el mayor número de plántulas en la etapa de 2-3 hojas y la urgencia de no demorar en exceso la siembra del arroz. La duración de la aplicación de esta técnica en los climas templados es de 25-30 días.
El manejo del agua puede tener una importante función en el control del arroz-maleza. Tal como se citó anteriormente, la inundación en los suelos bien nivelados limita la germinación del arroz-maleza (Diarra et al., 1995c; Vidotto y Ferrero, 2000). El embarrado combinado con la presencia de una pequeña capa de agua sobre un suelo bien nivelado mantiene las condiciones anaeróbicas en las capa superior del suelo y previene que se establezcan las plantas de arroz-maleza (Fisher, 1999). En América Central, la siembra de arroz pregerminado en suelos que han sido inundados durante 20 días después del embarrado, ha dado lugar a la supresión de esas malezas (Armenta y Coulombe, 1993). La combinación de la siembra en agua y el uso de semillas libres de semillas de arroz-maleza han llevado a la vitural desaparición de la maleza en California, Estados Unidos de América (Fisher, 1999).
El control de las plantas de arroz-maleza algunas veces es hecho manualmente, pero una práctica costosa y que insume mucho tiempo. La remoción manual de las malezas es prácticamente imposible en los primeros 30-40 días después de la emergencia del cultivo ya que es difícil distinguir en esas etapas tempranas las plántulas de las variedades cultivadas de arroz de aquellas del arroz-maleza. Esta remoción manual se efectúa entonces cuando la mayor parte del daño causado por la competencia ya ha ocurrido.
La remoción manual de las plantas de arroz-maleza es algunas veces llevada a cabo en el caso de infestaciones ligeras y se efectúa junto con otros medios de control como el control químico, en el caso de que el primero no haya dado resultados satisfactorios y a fin de evitar la dispersión de los granos. El método de control manual es importante en los campos destinados a la producción de semillas para obtener materiales libres de semillas de malezas.
Mecánicos
Varias técnicas usando medios mecánicos pueden ser aplicadas para controlar el arroz-maleza. La mayor parte de estas pueden ser aplicadas antes de la siembra del cultivo, después de la emergencia del arroz-maleza, la cual puede ser estimulada por la labranza hecha para la preparación de la cama de semillas. La germinación de las malezas también puede ser favorecida regando el campo o por las lluvias estacionales. Las plántulas de las malezas pueden entonces ser destruídas con cortadoras rotativas o de rastras de discos usadas tanto en campos inundados o secos, inmediatamente antes de la siembra del arroz. El control de las malezas obtenido con esta práctica es satisfactorio pero insume más tiempo y es en general menos eficiente que el tratamiento químico (Ferrero et al., 1999). El control mecánico también puede favorecer la emergencia de nuevas malezas después de su aplicación a causa de la estimulación de la germinación de las semillas traídas a la superficie del suelo por la maquinaria (Finassi et al., 1996).
El arroz-maleza también puede ser mecánicamente controlado en el arroz sembrado en líneas. En el delta del Río Mekong, en Viet Nam, este método resultó en una economía de más de 100 kg/ha de semillas y una reducción del daño causado por los insectos, las enfermedades y el vuelco (Chin et al., 1999). Con esta técnica de siembra los agricultores pueden remover la malezas que crecen entre los surcos usando medios mecánicos y a la vez criar langostinos y peces que pueden crecer mejor que en los métodos de siembra al voleo (Quan, 1999).
El control mecánico también se puede aplicar después de la siembra del arroz cuando el arroz-maleza es más alto que el cultivo. Este método está dirigido a prevenir la difusión de las malezas y se aplica cortando las panículas antes de que formen semillas.
En Colombia la panícula del arroz-maleza se corta con machete mientras que en Europa esta operación se hace frecuentemente con la cuchilla de corte de la cosechadora que se monta en el frente de un tractor (Ferrero y Vidotto, 1999). El equipo de corte por lo general tiene un sistema triturador formado por dos rodillos que giran en sentido contrario. La experiencia europea ha mostrado que al menos el 94 por ciento de las panículas pueden ser cortadas usando este equipo en dos etapas, la primera al inicio de la floración del arroz-maleza y la segunda 15 días más tarde.
Químico
La estrecha similitud anatómica y fisiológica del arroz cultivado y del arroz-maleza hace que el control con herbicidas selectivos de postemergencia sea sumamente difícil. Las técnicas más exitosas de manejo se basan en la aplicación de herbicidas antes de la siembra del cultivo, antes y después de la emergencia de las malezas.
Algunos herbicidas antigerminativos como cloroacetamidas, tiocarbamatos y dinitroanilinas, aplicados solos o en mezclas con otros herbicidas, fueron eficaces en el control del arroz-maleza antes de su emergencia (Khodoyari et al., 1987; Griffin y Harger, 1990; Noldin et al., 1998). Un buen control de esas malezas -a menudo mayor de 75 %- puede ser obtenido en las condiciones de siembra del arroz en Europa con pretilachlor y dimethenamid, usados solos o en combinación, a razón de 1,5 kg ia/ha y 0,48 kg ia/ha, respectivamente (Ferrero y Vidotto, 1999). Para evitar cualquier riesgo de fitotoxicidad ambos herbicidas deben ser aplicados por lo menos 25 días antes de la siembra del arroz.
Los principales herbicidas en base a tiocarbamatos que son usados para controlar las plantas de arroz-maleza son molinate y butylate (Smith, 1981; García de la Osa y Rivero, 1999). Ambos productos son aplicados en presiembra y deben ser inmediatamente incorporados al suelo para evitar su volatilización. De acuerdo a los trabajos llevados a cabo por el CIAT en América Central y América del Sur, los mejores resultados pueden ser obtenidos aplicando molinate a 7,2 kg ia/ha y butylate a 4,2 kg ia/ha con protectores de la semilla tales como oxabetrinil a 1,5 g ia/kg semilla y flurazole a 2,5 g ia/kg semilla (Smith, 1992).
En los sistemas de monocultura continuamente inundados, un manejo efectivo del arroz-maleza a menudo se obtiene con la aplicación del método de la falsa siembra seguida por el asperjado con graminicidas o herbicidas totales una vez que las malezas han alcanzado por lo menos la etapa de 2-3 hojas (Vidotto et al., 19998). Los graminicidas más frecuentemente aplicados son el dalapon (cerca de 12 kgia/ha), clethodim (0,2 kgia/ha) y cycloxydim (0,6-0,8 kgia/ha). Otros herbicidas de amplio espectro son glifosato (1-1,5 kgia/ha), glufosinato de amonio (0,5-0,7 kgia/ha), paraquat (0,8 kgia/ha) y oxyfluorten (0,8 kgia/ha). Los graminicidas son altamente efectivos incluso en las etapas tempranas de las malezas mientras que los herbicidas totales deben ser aplicados en plantas en etapas más avanzadas de desarrollo. La postergación del tratamiento a etapas más avanzadas del desarrollo de las malezas implica la siembra muy temprana y, en algunas casos, de variedades de bajos rendimientos.
El control químico después de la siembra del cultivo deber ser considerada solo como una operación de «salvataje» que confía sobre todo en la diferencia en tamaño o de la etapa de crecimiento entre el arroz-maleza y el arroz cultivado. Esta práctica previene que la infestación empeore evitando la caída de semillas pero no tiene influencia en las relaciones de competencia entre el cultivo y el arroz-maleza.
El arroz-maleza que ha crecido más alto que el arroz puede ser tratado con herbicidas sistémicos foliares tales glifosato o cycloxydim a concentraciones de 20 y 5 por ciento, respectivamente, usando guantes o sogas impregnadas. Este equipo extiende el herbicida por encima de las malezas y, debido a la diferencia de altura de estas plantas con el cultivo, previene el contacto del herbicida con la vegetación deseada. Estos equipos por lo general están construidos con un marco y una cuerda, esponja o tela que puede absorber la solución de herbicida y pasarlo sobre la maleza (Stroud y Kempen, 1989). Pueden ser montados en máquinas automotrices, en el frente de los tractores o en equipos manuales. Los resultados de los tratamientos llevados a cabo con este equipo en variedades cultivadas semienanas, al inicio del período de floración de las plantas de arroz-maleza, han mostrado una reducción de la germinabilidad mayor de 90 por ciento de las semillas de la maleza (Balsari y Tabacchi, 1997; Ferrero y Vidotto, 1999). Esta reducción de germinabilidad se refiere solamente a las semillas de la panícula de la maleza que estuvo en contacto con el equipo de aplicación. En el campo experimental, alrededor de un tercio de las panículas escaparon al tratamiento ya que eran iguales o de menor altura que las plantas del cultivo; las semillas de esas panículas, por un lado, reabastecen el banco de semillas en el suelo y, por otro lado, contribuyen a la selección de biotipos de arroz-maleza más cortos que en el futuro no pueden ser controlados por medio de este equipo.
La viabilidad de las semillas del arroz-maleza puede ser afectada aplicando hidrazida maleica en el estado de espigazón de esas plantas (Noldin y Cobucci, 1999). Para evitar efectos negativos sobre el rendimiento y la viabilidad de las semillas de las plantaciones comerciales de arroz, estas deben haber llegado por lo menos al estado de grano lechoso. El uso de este regulador del crecimiento ha sido aprobado en Brasil y está siendo ensayado en varios países de América del Sur.
Genético y biotecnológico
El enfoque genético y biotecnológico está siendo adoptado en forma consistente para encarar los problemas abióticos y bióticos en el cultivo del arroz tales como la escasez de agua, las altas y bajas temperaturas, las plagas y enfermedades y el control de malezas (Fujimoto et al., 1993; Rathore et al., 1993; Christou, 1994).
El problema del arroz-maleza puede ser enfrentado con la introducción de variedades tolerantes a los herbicidas que permitan el control selectivo postemergencia de esta planta (Linscombe et al., 1996; Wheeler et al., 1997).
Muchos trabajos tradicionales de fitomejoramiento, y especialmente de investigación biotecnológica, se han dirigido a la obtención de variedades resistentes al glifosato, al glufosinato de amonio, a las imidazolinonas y a herbicidas de amplio espectro que no son selectivos para las variedades tradicionales de arroz. Se han identificado varias líneas de arroz tolerantes al glifosato y al sulfosato entre más de 14 000 muestras originadas en Brasil, Colombia, Estados Unidos de América e India (Dilday et al., 1995).
El control de las plantas del arroz-maleza usando variedades tolerantes a los herbicidas puede llevar a diferentes resultados, dependiendo de la variedad, el momento de aplicación y las condiciones del cultivo.
La variedad ‘Gulfmont’ resistente al glufosinato mostró daños cuando fue sometida a una secuencia de aplicaciones de glifosato a 0,42 kgia/ha (Wheeler et al., 1998). El glufosinato puede ser aplicado con seguridad a variedades transgénicas en la etapa de 3-4 hojas o en la etapa de encañado (Sankula et al., 1997a). El glufosinato aplicado en la etapa de 3-4 hojas del arroz-maleza (arroz rojo) dio un mejor control (91 %) que su aplicación en el momento de la iniciación de la panícula (74 %) (Sankula et al., 1997a). La inundación del suelo redujo la actividad del herbicida en relación directa con la profundidad del agua.
El imazethapyr puede ser selectivamente aplicado a variedades resistentes al imidazolinone (arroz IMI). Este herbicida ha demostrado ser efectivo contra el arroz-maleza y otras malezas del arroz cuando es aplicado al suelo o como tratamiento foliar a 70 g ia/ha (Olofsdotter et al., 1999).
La introducción de variedades resistentes a los herbicidas a menudo es fuente de preocupación desde los puntos de vista ético, sanitario, social, ambiental y biológico. Los problemas éticos y sanitarios están relacionados principalmente con el problema de si el hombre tiene derecho a manipular el genoma natural de un ser vivo por medio de tecnologías de ingeniería genética y por los supuestos riesgos a la salud humana del producto obtenido de las plantas transgénicas.
Los problemas sociales podrían estar relacionados con la dependencia que pudieran tener los productores de arroz de los productores de semillas variedades de arroz resistentes a los herbicidas. Este problema es considerado prioritario en los países en desarrollo donde los agricultores están habituados a conservar las semillas de arroz durante varias temporadas.
Las limitaciones ambientales y biológicas están asociadas principalmente con el riesgo de difundir los genes de resistencia de un cultivo a otro de las especies de Oryza, al crecimiento de plantas espontáneas de arroces resistentes o la selección, a largo plazo, de plantas incontroladas (Langevin et al., 1990; Oard et al., 2000).
La trasferencia de los genes de resistencia a las especies de arroz-maleza es probable que ocurra ya que la incidencia de la hibridización natural se ha encontrado entre uno y 52 por ciento en variedades de floración temprana y tardía, respectivamente (Langevin et al., 1990). Estudios de campo llevados a cabo en España han mostrado que el promedio del flujo de genes de la variedad transgénica ‘Senia’ (tolerante al glufosinato) al arroz rojo, considerando todas las direcciones del viento, fue de 0,082 por ciento (Messeguer, 2002). Esto sugiere que dentro de unas pocas generaciones las ventajas del gen de resistencia a los herbicidas podrían parcialmente desaparecer.
El cultivo continuo de variedades transgénicas de arroz IMI podría también conducir a la selección de plantas incontroladas. Esta limitación podría ser superada por medio de rotaciones de cultivos -por ejempo, soja- y usando herbicidas con diferentes mecanismos de acción o por medio del control mecánico de las malezas.
El arroz espontáneo podría convertirse en un problema importante en la producción de semillas certificadas no transgénicas. Por esta razón, un cultivo de producción de semillas de arroz común no debería seguir nunca a un cultivo de arroz transgénico.
CONCLUSIONES
Varias especies del género Oryza se comportan como malezas aún cuando comparten muchas de las características de las variedades de aroz cultivado. Son indeseables, en primer lugar, porque sus semillas pueden fácilmente caer antes de la cosecha del cultivo y permanecen latentes en el suelo por un largo tiempo. Las variedades de los arroces-maleza son similares a las variedades comerciales tanto en lo que se refiere a la morfología de la planta como a la tolerancia a los herbicidas. En razón de su alta capacidad competitiva, estas malezas pueden notoriamente afectar los rendimientos del arroz.
El control del arroz-maleza no puede estar basado en un solo método sino que debe descansar en un programa de manejo complejo y basado en una combinación apropiada de medios preventivos, culturales, mecánicos, químicos y genéticos (Vidotto et al., 2001). Las prácticas preventivas incluyen el uso de semillas de arroz libres de semillas de arroz-maleza y de equipos de trabajo y maquinaria limpios y son el punto de partida para una aplicación exitosa de otros medios de control. Entre las prácticas culturales, la rotación es frecuentemente la mejor forma de reducir infestaciones severas de arroz-maleza. En los casos de cultivos continuados de arroz en un mismo predio, se puede obtener un control efectivo de las malezas por medio de la aplicación del método de la falsa siembra para estimular la germinación de las semillas de las malezas y destruir sus plántulas por medio de rastreadas o con herbicidas.
La difusión de las semillas de arroz-maleza puede ser prevenida exitosamente después de la siembra del arroz cortando la panícula de las malezas o con la aplicación sistemática de herbicidas; sin embargo, estas medidas deberían estar dirigidas sobre todo a prevenir infestaciones que podrían incrementarse antes que a reducir las existentes.
La introducción de variedades resistentes a los herbicidas ofrece a los cultivadores de arroz una buena oportunidad para manejar el arroz-maleza y otras malezas, si bien su éxito depende de la medida en que las estrategias de cultivo puedan evitar la transferencia de los genes de resistencia a los arroces-maleza.
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