Un estudio realizado por investigadores de la UNNE, la Universidad Nacional de Mar del Plata, el INTA y el CONICET analizó cómo distintos híbridos de maíz se desempeñan cuando enfrentan temperaturas altas y falta de agua al mismo tiempo. El estudio fue publicado en la revista científica internacional Field Crops Research y aporta información para orientar la selección de materiales y el desarrollo de nuevos híbridos frente a escenarios con episodios de calor y déficit hídrico cada vez más frecuentes.
Un grupo de investigadores desarrolló una serie de ensayos en el Campo Didáctico Experimental de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Nordeste, en Corrientes. Los cultivos fueron expuestos a condiciones contrastantes de calor y disponibilidad de agua para identificar los procesos ecofisiológicos afectados cuando ambos estreses ocurren de manera simultánea, una situación frecuente en el campo que puede ocasionar importantes pérdidas de rendimiento.
Los resultados de ese trabajo, realizado entre 2020 y 2024, fueron publicados recientemente en Field Crops Research, una revista científica internacional dedicada a la investigación sobre cultivos extensivos.
Los autores del artículo son el ingeniero agrónomo Sebastián Boscarino, del Centro de Ecofisiología Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNNE y el CONICET; la doctora Laura Echarte, del IPADS INTA-CONICET y la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Mar del Plata; la doctora Belén Araceli Kettler y el ingeniero agrónomo Federico David Nalli Sonzogni, de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNNE y el CONICET; y el doctor Nicolás Neiff, Director del Centro de Ecofisiología Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrarias (UNNE).
El problema que motivó el estudio es la necesidad de comprender la respuesta del cultivo frente a un escenario que se presenta con frecuencia en el nordeste argentino: la coincidencia de olas de calor y períodos de baja disponibilidad de agua. Esta combinación representa una amenaza para la producción de maíz, uno de los cultivos más importantes del país. Sin embargo, todavía era escasa la información generada a campo sobre los procesos que determinan el rendimiento y sobre la respuesta de materiales con diferente origen genético cuando ambos estreses ocurren simultáneamente.
Los investigadores se propusieron exponer al cultivo a distintos escenarios de alta temperatura y falta de agua de manera simultánea. Además, buscaron entender qué mecanismos explican las diferencias en la fijación de granos y por qué algunos grupos genéticos de maíz pueden sostener mejor su crecimiento y su capacidad reproductiva bajo condiciones adversas.
Para eso compararon cinco híbridos comerciales pertenecientes a grupos genéticos contrastantes: los llamados templados adaptados y aquellos que incorporan germoplasma tropical, denominados híbridos templado × tropicales.
Trabajo de campo. En total, los investigadores evaluaron nueve situaciones distintas —que en el estudio se denominan “ambientes”—, cuatro con estrés térmico moderado y cinco con estrés térmico elevado. Dentro de cada ambiente, las plantas crecieron con dos regímenes de agua distintos: una condición sin limitaciones hídricas y otra con reducción del riego.
Se usaron cinco híbridos comerciales de maíz: tres templados adaptados y dos templado × tropicales. La restricción hídrica se inició antes de la floración y se mantuvo hasta la madurez fisiológica del cultivo.
Esta etapa comprende el período de máxima sensibilidad del maíz al estrés, durante el cual se determina gran parte del número de granos y, por lo tanto, del rendimiento final.
Situaciones de estrés. El rendimiento en grano varió de forma notable entre los distintos ambientes analizados, en un rango de entre 64 y 10.736 kilogramos por hectárea. Esta amplitud permitió representar condiciones que fueron desde escenarios cercanos a la pérdida total del cultivo hasta ambientes con rendimientos elevados.
La variación del rendimiento estuvo asociada principalmente con la cantidad de granos que las plantas lograron formar, mientras que el peso individual de los granos mostró una respuesta comparativamente más estable.
En ambientes de calor intenso y baja disponibilidad de agua, los materiales templado × tropical evaluados lograron sostener una mayor cantidad de granos, lo que se tradujo en una mayor estabilidad del rendimiento.
Cuando el estrés térmico fue elevado, la restricción de agua redujo el número de granos en aproximadamente un 70 % en los híbridos templados y un 44 % en los templado × tropicales. En cambio, bajo condiciones de estrés térmico moderado, las diferencias entre ambos grupos genéticos fueron menos marcadas.
Los resultados no indican que un grupo sea superior en todas las condiciones. Los materiales templado × tropical mostraron una ventaja relativa en los escenarios más restrictivos, mientras que los templados expresaron una elevada capacidad de fijación de granos cuando las condiciones permitieron sostener altas tasas de crecimiento.
Diferentes estrategias para formar granos. Un aspecto central del trabajo fue analizar la relación entre el número de granos y la tasa de crecimiento de las plantas durante el período crítico alrededor de la floración.
En términos generales, cuanto mayor fue el crecimiento alcanzado durante esa etapa, mayor fue la cantidad de granos producidos. Sin embargo, la respuesta fue diferente entre los materiales genéticos.
Los híbridos templado × tropical necesitaron una menor tasa de crecimiento para comenzar a fijar granos. En promedio, ese umbral fue aproximadamente un 22 % menor que en los híbridos templados.
Esto significa que, cuando el crecimiento estuvo limitado por el calor y la falta de agua, los materiales templado × tropical conservaron una mayor capacidad para formar granos.
En cambio, los híbridos templados tendieron a igualar o superar esa respuesta cuando las plantas alcanzaron tasas elevadas de crecimiento, lo que muestra la existencia de estrategias contrastantes de adaptación.
Eficiencia en el uso de la radiación. El trabajo también analizó la eficiencia con que la radiación solar fue interceptada y transformada en biomasa durante el período en que se define el número de granos.
Los resultados mostraron que la falta de agua redujo la capacidad de las plantas para interceptar radiación durante esa etapa. Esta reducción fue más pronunciada cuando la restricción hídrica coincidió con temperaturas elevadas: la disminución promedio fue del 19 %, frente a solo un 4 % bajo estrés térmico moderado.
Sin embargo, las reducciones en la radiación interceptada fueron similares entre los dos grupos genéticos. La principal diferencia se encontró en la eficiencia de uso de la radiación, es decir, en la cantidad de biomasa producida por cada unidad de energía solar interceptada.
En ese indicador, los materiales templado × tropical mostraron valores más elevados en la mayoría de los ambientes evaluados. Además, bajo condiciones de calor elevado, la restricción hídrica redujo esta eficiencia en aproximadamente un 18 % en los híbridos templado × tropicales y un 31 % en los templados.
Esto sugiere que los dos grupos de híbridos evaluados presentan estrategias distintas: los templado × tropicales mostraron una mayor estabilidad cuando las condiciones ambientales se deterioraron, mientras que los templados pueden expresar una elevada capacidad reproductiva cuando la disponibilidad de recursos permite sostener el crecimiento.
No todas las pérdidas se explicaron por el crecimiento. Otro de los hallazgos relevantes fue que, bajo temperaturas moderadas, la reducción del número de granos acompañó de manera relativamente proporcional la disminución del crecimiento de las plantas. Sin embargo, cuando el estrés térmico fue elevado, la pérdida de granos fue mayor que la esperada a partir de la reducción del crecimiento.
Esto indica que las altas temperaturas también podrían afectar directamente los procesos reproductivos, como la viabilidad del polen, la aparición de los estigmas, la sincronización entre la floración masculina y femenina o el éxito de la fecundación.
En este momento, los investigadores avanzan en un nuevo trabajo para estudiar cómo las características de las inflorescencias masculinas y femeninas pueden contribuir a explicar esas pérdidas de granos que no dependen solamente del crecimiento del cultivo.
Información para productores y mejoradores. Los resultados de esta investigación aportan información para dos grupos de actores clave en la cadena del maíz.
Para quienes trabajan en el desarrollo de nuevas semillas, el estudio identifica rasgos que pueden utilizarse como criterios de selección, como un menor requerimiento de crecimiento para fijar granos, una mayor eficiencia en el uso de la radiación y una mejor estabilidad reproductiva bajo estrés combinado.
Para los productores, el trabajo proporciona un marco de referencia para analizar la adaptación de los materiales a ambientes con diferente probabilidad de calor y restricciones hídricas.
En ambientes donde ambos estreses ocurren con frecuencia, los materiales con germoplasma tropical podrían presentar ventajas adaptativas. En escenarios con mayor disponibilidad de recursos, los híbridos templados pueden expresar una elevada capacidad de formación de granos.
Los investigadores aclaran que el estudio incluyó cinco híbridos comerciales y que será necesario ampliar el número de materiales evaluados para determinar hasta qué punto estas respuestas pueden generalizarse dentro de cada grupo genético.
El trabajo representa un avance en la comprensión de los procesos que determinan el rendimiento del maíz bajo estreses combinados y contribuye a generar conocimiento desde el nordeste argentino para afrontar ambientes productivos cada vez más variables.
