El maíz es el segundo cereal a escala mundial en términos de producción total de alimentos. El desarrollo de cultivares mejorados y los híbridos han originado un incremento significativo del rendimiento de grano en las últimas décadas, aunque la producción de maíz se enfrenta todavía a muchos problemas. Entre ellos, las malas hierbas causan unas pérdidas 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 práctica esencial en la producción de maíz que debe llevarse a cabo si se pretende obtener una buena cosecha.

José Dorado y César Fernández-Quintanilla.
Instituto de Ciencias Agrarias, CSIC, Madrid.

Existen varias especies arvenses, tanto de hoja ancha como de hoja estrecha, que pueden causar problemas en los campos de maíz, debidos fundamentalmente a la competencia por los recursos disponibles. Las malas hierbas habituales en el cultivo de maíz suelen presentar una serie de características biológicas que les hacen ser especialmente perjudiciales (Dorado y Fernández-Quintanilla 2010). Por ejemplo, muchas de ellas poseen un metabolismo C4 característico de ciertas especies originarias de climas cálidos. Tal es el caso de los géneros pertenecientes a la subfamilia panicoideas (gramíneas) Sorghum, Digitaria, Echinochloa, Panicum, Setaria y Cynodon, así como de otros géneros tan frecuentes en maíz como son Cyperus, Amaranthus y Portulaca. Todas ellas, al igual que el maíz, disponen de un metabolismo fotosintético mucho más eficiente que el de las plantas C3. Por otro lado, es frecuente encontrar en campos de maíz especies con una enorme capacidad productora de semillas y una larga persistencia en el suelo (p. e. Amaranthus). A estas características de productividad y longevidad hay que añadir otra, consistente en una germinación discontinua. Esta particularidad permite a muchas malas hierbas escaparse a métodos de control sin efectos residuales por tener la capacidad de generar plántulas en cualquier momento del ciclo de cultivo.

¿Por qué surgen los problemas?

Monocultivo

Las malas hierbas problemáticas en maíz suelen estar estrechamente relacionadas con este cultivo, fundamentalmente por la similitud en sus ciclos biológicos. En consecuencia, repetir el maíz de forma reiterada no puede llevar a otra cosa que a empeorar el problema de las especies mejor adaptadas al cultivo.

La rotación de cultivos es una herramienta muy útil en el manejo de las malas hierbas, imprescindible a la hora de resolver problemas importantes creados por especies arvenses que de otro modo serían difíciles de controlar en maíz.
El principal inconveniente de la rotación, 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 solución es practicar una rotación con cultivos de invierno, aprovechando los meses de verano tras su recolección para dirigir tratamientos con un herbicida total y sistémico sobre los rodales de esta mala hierba.

 

Uso inadecuado de los herbicidas

La utilización 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 único sitio de acción, puede favorecer la selección 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 bibliografía sobre resistencias a herbicidas (Taberner y col. 2007), pero quizás los más 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. Además de estas especies dicotiledóneas, existen referencias de malas hierbas gramíneas pertenecientes a los géneros Sorghum, Echinochloa, Setaria y Digitaria resistentes a herbicidas.

Aunque en el cultivo del maíz existe una oferta importante de herbicidas diferentes con numerosos mecanismos de acción, a veces se dispone de pocas posibilidades para el control de una determinada especie. Tal es el caso de la cañota, ya que sólo 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 limitación en el manejo de resistencias. La alternancia de sustancias activas, preferiblemente de distinto grupo de herbicidas y de diferente momento de aplicación (p. e. preemergencia en lugar de post-emergencia o viceversa) implica un cambio en el manejo del cultivo que puede resultar útil para retrasar la aparición de resistencias.

 

Especies invasoras

La evolución de la flora en el cultivo del maíz es un proceso dinámico, 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 ámbito local y que están relacionadas con el mundo globalizado. En este último sentido, las especies invasoras son especies originarias de otro lugar que acaban naturalizándose 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 económico, causando importantes pérdidas de cultivo y exigiendo la aplicación de costosas medidas de control. Aparentemente, la única medida que funciona contra las especies invasoras es la prevención por medio de una red de colaboradores sobre el terreno que den la voz de alarma si aparece una de estas especies y la rápida actuación coordinada tanto de la Administración como de los técnicos en campo y los agricultores.

 

Gestión integrada de las malas hierbas

La legislación europea indica que desde el 1 de enero de 2014 la prevención o la eliminación de organismos nocivos debe ajustarse a los principios generales de la gestión 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 través del Real Decreto 1311/2012.

A efectos de los agricultores españoles, esta normativa les obliga a demostrar que llevan a cabo una gestión integrada, es decir, que realizan «el examen cuidadoso de todos los métodos de protección vegetal disponibles y posterior integración de medidas adecuadas para evitar el desarrollo de poblaciones de organismos nocivos y mantener el uso de productos fitosanitarios y otras formas de intervención en niveles que estén económica y ecológicamente justificados y que reduzcan o minimicen los riesgos para la salud humana y el medio ambiente» (figura 1).

Todos los métodos 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 más amigables con el medio ambiente, tienen una eficacia bastante poco satisfactoria. Es por ello que la gestión integrada propone considerar una combinación de todos los métodos posibles para mantener las infestaciones de malas hierbas por debajo del umbral económico. Esto significa que desaparece el tratamiento exclusivamente químico, teniendo que considerar otras opciones antes que la opción más extendida en la actualidad consistente en la utilización de herbicidas.

Manejo del cultivo

La gestión integrada rescata de alguna manera los conocimientos tradicionales de manejo del cultivo, el cual incluiría fundamentalmente la rotación de cultivos y las prácticas culturales. La rotación de cultivos es la herramienta más potente contra los organismos nocivos, por suponer la ruptura del ciclo biológico de las malas hierbas problemáticas. Si rotamos el maíz, 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 infestación de estas malas hierbas durante los meses de verano. Se puede eliminar un número importante de malas hierbas aprovechando la post-cosecha del cereal para tratar con herbicidas no específicos (por ejemplo, glifosato) las plántulas que aparecen claramente distinguibles por su color verde sobre el rastrojo, reduciendo el problema de forma significativa en tan solo una campaña.

Existen varias prácticas culturales que pueden resultar efectivas en el control de malas hierbas. Entre ellas, el manejo del riego es una técnica bien conocida. Consiste en dejar pasar cierta “sed” al cultivo durante las primeras semanas tras su emergencia, con intención 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 maíz ya ha alcanzado un estado de desarrollo que le permite ser más competitivo frente a estas plántulas arvenses recién emergidas.

Métodos físicos

Los métodos de control físico incluyen varias posibilidades que van desde el control mecánico hasta el control térmico con quemadores de propano (Mutch y col. 2008). Las ventajas de los métodos mecánicos, cuando son efectivos, es que disminuyen el uso de herbicidas y, en consecuencia, reducen el riesgo de generación de resistencias. Para llevar a cabo labores mecánicas se pueden utilizar los cultivadores binadores de precisión, 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 cámaras (p. e. Robocrop), que permiten acercarse a las plantas de maíz en todas las líneas consiguiendo alta eficiencia de las labores.

Existen otras técnicas de control mecánico basadas en el conocimiento de algunos aspectos fisiológicos 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 brotación. 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 producirá 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 después aprovechar el periodo de heladas para conseguir su deshidratación. La exposición a 0ºC durante un intervalo de tres a cuatro días no afecta a su viabilidad, pero la exposición a temperaturas inferiores a -3ºC provoca su muerte en 8 horas.

Durante la última década han sido publicados algunos estudios sobre la utilización de métodos térmicos para el control de malas hierbas. Esta técnica está basada en la mayor susceptibilidad al fuego de las plántulas de malas hierbas respecto a la del maíz cuando éste se encuentra en el estado fenológico de tres a cinco hojas verdaderas. El control térmico altera el crecimiento de malas hierbas a través de calor, por lo que es importante utilizar la llama cuando las plantas no están mojadas por el riego o la lluvia, y la velocidad y dirección del viento son favorables. Tanto la humedad y el viento pueden reducir el calor de la llama, lo que reduce la eficacia de la aplicación de fuego. La exposición de una plántula 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 plántulas más pequeñas son más susceptibles al calor que las plantas más grandes. Después de una aplicación efectiva de la llama, las hojas presentan un aspecto apagado fácilmente 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 informático que utilice conocimiento experto, bases de datos y modelos de simulación. Este conjunto de herramientas sirve de apoyo a la toma de decisiones, aportando recomendaciones u opciones de manejo. Es decir, teniendo en cuenta la repercusión de las malas hierbas en el cultivo, el sistema facilita la optimización de los distintos métodos de control. Estos sistemas tienen un alto potencial para optimizar la gestión del cultivo por parte de los agricultores, incrementando sus ganancias al reducir los insumos. Esto se consigue básicamente con un sistema de vigilancia y seguimiento de la abundancia de malas hierbas, el cual servirá para determinar cuándo es necesario el control y cómo puede llevarse a cabo. Esta información permite reducir el consumo de herbicidas o las labores de escarda y, en consecuencia, el coste económico de tales prácticas.

Tratamientos localizados

El control químico 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 aparición de resistencias, o de residuos en suelos y aguas. Para evitar estos inconvenientes, el manejo de las malas hierbas debería dirigirse hacia un uso racional de los herbicidas, buscando el equilibrio justo entre control y pérdida en los rendimientos de los cultivos.

En esta línea 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 (Andújar y col. 2010). Se trata de optimizar la aplicación de herbicidas mediante la utilización de nuevas tecnologías que ayudan a localizar y destruir con gran precisión las malas hierbas presentes en los campos de cultivo. Obviamente, el manejo localizado de las malas hierbas también persigue la rentabilidad del proceso productivo, de manera que el ahorro en productos herbicidas debe compensar los costes derivados de la creación de mapas de las malas hierbas, del tratamiento de esta información mediante Sistemas de Información Geográfica, y de la aplicación de los tratamientos localizados.

El punto clave del manejo localizado, tanto en su faceta económica como de complejidad técnica, es la detección de las malas hierbas, la cual puede realizarse de diversas formas: desde vehículos terrestres, mediante la utilización de sensores, o desde plataformas aéreas. Aunque habitualmente la detección aérea se ha hecho desde cámaras situadas en aviones, últimamente se están empezando a utilizar vehículos UAV, comúnmente llamados drones que toman imágenes remotas y que presentan un futuro prometedor.

Tras la detección de las malas hierbas, el siguiente reto consiste en realizar una aplicación 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 generación de mapas de infestación de los campos, utilizando estos mapas (tras su procesamiento) como base de la posterior aplicación herbicida. La otra posibilidad, aplicación en tiempo real, consiste en pulverizar las malas hierbas inmediatamente tras su detección. Actualmente los tratamientos en base a mapas son los más utilizados, aunque donde se concentran los mayores esfuerzos en investigación es en la aplicación a tiempo real, debido a los elevados costes de generación de los mapas.

A pesar de los avances tecnológicos llevados a cabo durante las últimas décadas, podemos afirmar que en las condiciones actuales, con unos costes relativamente bajos de los productos herbicidas, unido a los altos costes de las tecnologías requeridas para la detección y tratamiento localizado, hacen que los beneficios de esta técnica no resulten demasiado atractivos. De hecho, en estudios realizados en nuestro grupo de investigación donde se comparaba la aplicación convencional de herbicidas sobre la totalidad de la superficie con las aplicaciones localizadas sobre rodales de cañota en campos comerciales de maíz, sólo se encontró un pequeño margen económico a favor de la utilización de aplicaciones localizadas de herbicida. No obstante, conviene no olvidar los importantes beneficios ambientales que se lograrían con técnicas de agricultura de precisión. En este estudio, se estimó una reducción media de herbicida que oscilaba entre el 65% y 83% cuando éste se aplicaba solo en aquellos lugares con presencia de esta mala hierba.

Herbicidas específicos y dosis adecuadas

En el caso de emplear control químico es imprescindible seguir todas las pautas del uso correcto de herbicidas. Por un lado, en función de las especies arvenses que causan problemas en una parcela determinada, conviene utilizar el herbicida que ofrece mayores garantías de control en función de la sensibilidad estimada de cada mala hierba. Aunque estos datos se pueden encontrar fácilmente en la bibliografía así como en los boletines técnicos de las casas comerciales, en el cuadro I se resumen los herbicidas registrados en cultivo de maíz 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 combinación de sustancias activas con diferente modo de acción que eviten en la medida de lo posible la aparición de dichas resistencias.

En los últimos tiempos se ha planteado la posibilidad de reducir la dosis recomendada por el fabricante, ajustando mejor dicha dosis a las condiciones específicas de cada caso en cuanto a flora presente, estado de desarrollo de la misma y condiciones ambientales. Esta posibilidad ha creado un interés razonable por parte de los agricultores, que ven en la aplicación de dosis reducidas un mayor beneficio económico, aparte de disminuir los efectos sobre la salud humana y el medio ambiente.

Esta fue la motivación de una experimentación que hemos llevado a cabo en nuestro grupo de investigación, 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 aplicación de la dosis completa (la dosis recomendada por el fabricante), independientemente de la densidad de infestación. Las dosis reducidas de este producto no garantizaron el control adecuado de cañota y por tanto no evitaron una disminución inaceptable del rendimiento del cultivo.