Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

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Pedro Juan Rodríguez MSc¹, Germán Rico Báez MSc², Elio Rodríguez Tineo MScᶾ Ingenieros Agrónomos egresados de la Facultad de Agronomía, UCV, Maracay, especialista en: Riegoˡ, Manejo de Suelos Inundados² y Control de Malezasᶾ Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en los Llanos Venezolanos

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Pedro Juan Rodríguez MSc¹, Germán Rico Báez MSc², Elio Rodríguez Tineo MScᶾ

Ingenieros Agrónomos egresados de la Facultad de Agronomía, UCV, Maracay, especialista en: Riegoˡ,

Manejo de Suelos Inundados² y Control de Malezasᶾ

Experiencias de Reingeniería

en la producción de arroz en

los Llanos Venezolanos

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AGRADECIMIENTO

Este libro está dedicado a los agricultores del sector arroz de Venezuela, quienes con su apoyo, en

las diferentes zonas productoras en los Llanos Occidentales de los Estados Cojedes, Portuguesa y

Barinas y en los Llanos Centrales en el Estado Guárico, por aceptar la introducción del riego por

inundación con pendiente, en asentamientos campesinos y en el sector privado, adscritos a las

diferentes asociaciones de estas regiones. Particular mención, para los agricultores: Eubencio

Terán, Venturino Cicconetti, Edecio Márquez, Carlos Figuedelo y Domingo Zamora, en el Estado

Portuguesa y del Sr Reinaldo Vega en el municipio Pedraza, Estado Barinas, pioneros en los

nuevos diseños de campo, quienes nos permitieron utilizar lotes de terreno de variados tamaños (10

a 50 hectáreas), como verdaderos campos experimentales, donde se introdujeron cambios drásticos,

en los terrenos, para favorecer la rotación del arroz con otros cultivos de regadío, fundamentados

en los conceptos de la reingeniería de procesos. Especial mención al Sr Eubencio Terán (qepd), a

quien recordaremos siempre, por sus aportes con nuevas alternativas de manejo de suelos y que

desafortunadamente no pudo ver finalizada la elaboración de este libro.

Nuestro agradecimiento a las siguientes instituciones ubicadas en el Estado Portuguesa: Aproscello,

Fundarroz, Asoportuguesa, Anca, Asopruat, Agroisleña, por su apoyo en las áreas de capacitación y

divulgación, al ofrecernos sus instalaciones para mostrar los avances tecnológicos del programa de

nivelación ejecutado por Agrotec C.A

También nuestro agradecimiento a la División de alimentos de Empresas Polar y Fundación Danac,

por apoyarnos durante muchos años, en el área de divulgación y capacitación, al promover en

diferentes Estados de Venezuela, días de campo, charlas y montaje de lotes demostrativos en arroz

y maíz.

A las asociaciones Asoportuguesa y Anca, por crear dentro de sus programas de asistencia técnica,

el financiamiento de la nivelación de campos de arroz, con nuevos diseños de campo con pendiente.

Finalmente, a las empresas de servicio en las áreas de topografía, nivelación y preparación de

tierras, así como a los técnicos de campo y profesionales en libre ejercicio de la profesión, al

permitirnos realizar alianzas estratégicas, para conformar una organización que permitió atender los

requerimientos en la adecuación de campos de arroz, en fincas de agricultores en diferentes

municipios de varios estados del país.

A los Ingenieros Agrónomos Germán Rico y Elio Rodríguez Tineo, por el entusiasmo y

dedicación, demostrada durante 22 meses, en la elaboración de los textos de los diferentes capítulos

de este libro, conscientes, que los mismos puedan constituir un aporte a las nuevas generaciones de

agricultores y técnicos, en la reconstrucción de la agricultura del arroz de riego en Venezuela. Al

Ingeniero Agrónomo Omar Gutiérrez, redactor del prólogo, por los conceptos emitidos sobre los

alcances de esta publicación y al Ingeniero Agrónomo Eduardo Graterol, por la excelente revisión

de los manuscritos, aportando conceptos y criterios para mejorar su comprensión.

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Contenido

Página

Agradecimiento

Prólogo

1. Introducción………………………………………………………………………….. 1

2. Nivelación de campos arroceros ……………………………………………………. 3

2.1. Los problemas de mal drenaje en los Llanos Occidentales de Venezuela 4

2.2. Fases en la adecuación de tierras…………………………………………………. 5

2.2.1. Eliminación de la vegetación………………………………………………….. 5

2.2.2. Estudio topográfico……………………………………………………………. 5

2.2.3. Nivelación con tecnología láser……………………………………………….. 6

2.3. Ejecución del proyecto ……………………………………………………………. 7

2.3.1. Diseños en zonas con buena pendiente………………………………………… 7

2.3.1.1. Siembras de maíz en la época de lluvias manteniendo las taipas ………….. 9

2.3.2. Diseños en zonas con poca pendiente…………………………………………... 9

2.3.3. Diseños de campo en el Sistema de Riego Río Guárico ……………………….. 12

2.3.4. Diseños de campo en curvas a nivel …………………………………………… 13

2.3.4.1. Replanteo de curvas a nivel con tecnología láser …………………………. 13

2.3.4.2 Replanteo de curvas a nivel con tecnología GNSS………………………… 15

2.4. El equipo de nivelación…………………………………………………………… 16

3. Herramientas para el mejoramiento de la productividad ………………………… 18

3.1. Agricultura de precisión……………………………………………………………. 18

3.2. El GPS ……………………………………………………………………………... 18

3.2.1. GPS de mano…………………………………………………………………… 19

3.2.2. GPS Autoguiado agrícola……………………………………………………… 20

3.2.2.1. Banderillero satelital………………………………………………………… 20

3.2.2.2. Autoguiado automático……………………………………………………… 21

3.2.2.3. Nivelación de tierras con tecnología GNSS………………………………… 21

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Página

3.2.2.4. Nivelación de campos con estación total robótica…………………………… 24

3.3. Sistemas de Información Geográfica………………………………………………… 24

3.4. Drones en la agricultura……………………………………………………………… 26

3.5. Tecnología de monitoreo de campos por ambiente ………………………………….. 31

3.6. Utilización de la Inteligencia Artificial para determinar áreas con imágenes de

satélite …………………………………………………………………………......... 32

3.7. Internet de las Cosas (IoT) en el mejoramiento de la productividad -------------------- 36

3.7.1. Implementación de la plataforma e-KaKaShi en Colombia ……………………. 37

3.7.2. Componentes de la plataforma e-KaKaShi……………………………………..... 38

3.7.3. Alertas tempranas………………………………………………………………… 40

3.7.3.1. Alerta temprana de cosecha óptima ………………………………………….. 41

3.7.3.2. Alerta temprana de enfermedades……………………………………………. 41

4. El clima y su impacto en la productividad del arroz ……………………………....... 44

4.1. Eventos climáticos que provocan lluvias …………………………………………….. 44

4.1.2. Caracterización del clima en los Llanos Occidentales y Centrales de Venezuela 46

4.1.2.1. Llanos Occidentales …………………………………………………………... 46

4.1.2.2. Llanos Orientales …………………………………………………………….. 48

4.2. Efecto de la sequia en el crecimiento y producción del arroz ……………………… 50

4.3. Impacto de los factores climáticos en la productividad del arroz…………………….. 51

4.3.1. Temperatura……………………………………………………………………... 51

4.3.1.1. El fenómeno del Niño y su impacto en la agricultura Venezolana…………….. 52

4.3.1.2. Efecto de la temperatura del agua en la planta de arroz………………………... 54

4.3.1.3. Efecto de la temperatura en la calidad del grano de arroz ……………………. 55

4.3.1.4. Utilización de cultivares de arroz tolerantes a altas temperaturas ……………. 56

4.3.2. Radiación neta ……………………………………………………………………. 56

4.3.2.1. Energía solar y fotosíntesis…………………………………………………..... 57

4.3.2.2. Incidencia del fotoperíodo en el desarrollo del arroz ………………………… 57

4.3.3. Humedad relativa………………………………………………………………... 58

4.3.4. Viento…………………………………………………………………………..... 58

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Pagina

5. Manejo del riego ……………………………………………………………………….. 59

5.1. Riego continuo………………………………………………………………………. 59

5.2. Riego intermitente …………………………………………………………………… 60

5.2.1. Efecto del riego intermitente en la economía del agua, los rendimientos y calidad

del grano de arroz ………………………………………………………………….

60

5.2.2. Experiencias con riego intermitente en el Sistema de Riego Rio Guarico ……… 62

5.2.3. Manejo del riego intermitente …………………………………………………….. 63

5.2.4. Ventajas del riego intermitente …………………………………………………… 64

5.2.5. El riego intermitente y la emisión de gases tipo invernadero …………………….. 65

5.2.6. Los procesos biológicos en los suelo arroceros con riego intermitente …………. 68

5.2.6.1. Emisión de gases tipo invernadero (GEI) ……………………………………. 68

5.2.6.2. Reacciones químicas en los suelos arroceros después de la fertilización

nitrogenada ………………………………………………………………….

71

5.2.6.2.1. Volatilización……………………………………………………………... 71

5.2.6.2.2. Concentración de N en la lámina de inundación y recuperación N aplicado 71

5.2.6.2.3. Pérdidas y recuperación de fertilizantes nitrogenados en plantas de arroz

y en el suelo ………………………………………………………………..

75

5.2.6.3. Contaminación con amonio de acuíferos y efluentes naturales …………........ 76

5.2.6.4. Efecto de la fertilización nitrogenada en la arquitectura de la planta………… 76

5.2.6.5. Cambios químicos de la fertilización con P,K y microelementos ……..…... 83

5.3. Sistema Intensivo de Cultivo de Arroz (SRI) ……………………………………… 88

5.4. Alternancia del arroz con otros cultivos con riego a salidas de lluvias …………….. 89

5.5. Factibilidad de la producción de maíz con riego en el Estado Portuguesa ………… 90

6. Alternativas de Manejo Agronómico ………………………………………………. 92

6.1. Rotación de cultivos………………………………………………………………... 92

6.1.1. Rotación arroz- maíz……………………………………………………………. 94

6.1.2. Rotación arroz-soya …………………………………………………………….. 94

6.1.3. Rotación arroz- caña de azúcar…………………………………………………. 99

6.2. Métodos de labranza………………………………………………………………... 100

6.2.1. Labranza convencional…………………………………………………………. 100

6.2.2. Labranza mínima……………………………………………………………….. 101

6.2.3. Labranza reducida ………………………………………………………………. 102

6.3. Control de plagas y enfermedades ………………………………………………… 102

6.3.1. Control biológico………………………………………………………………. 102

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6.3.2. Plagas ………………………………………………………………………….. 105

6.3.3. Enfermedades…………………………………………………………………. 106

6.4. Bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) en el cultivo de arroz ……. 106

6.5. Accion biológica del nitrógeno ……………………………………………………. 111

6.6. Manejo restos de cosecha ………………………………………………………….. 112

6.6.1. Producción de arroz soca (cultivo de la soca o retoño) ………………………… 114

6.6.2. Factores a considerar en el cultivo …………………………………………….. 114

6.7. Fertilización foliar …………………………………………………………………. 115

6.8. Control de malezas…………………………………………………………………. 118

6.8.1. Escala de tolerancia ……………………………………………………………. 118

6.8.2. Problemática de malezas en el cultivo de arroz ………………………………... 118

6.8.2.1. Definición de términos relativos a la resistencia de malezas a herbicidas … 120

6.8.2.2. Casos de resistencia a herbicidas en Venezuela……………………………. 121

6.8.2.3. Consecuencias de la resistencia de las malezas ……………………………. 121

6.8.3. Manejo Integrado de Malezas (MIM) …………………………………………. 122

6.8.3.1. Prácticas preventivas………………………………………………………. 122

6.8.3.2. Prácticas culturales…………………………………………………………. 122

6.8.3.3. Métodos físicos……………………………………………………………... 136

6.8.3.4. Control mecánico………………………………………………………….. 136

6.8.3.5. Control químico………………………………………………………….. 137

6.8.4. Cultivares resistentes a herbicidas…………………………………………….. 138

6.8.5. Manejo de la resistencia de malezas a herbicidas ……………………………… 140

7. Calidad industrial…………………………………………………………………. 143

7..1. Factores que afectan la calidad molinera del arroz …………………………….. 144

7..1.1. Factores ambientales durante el ciclo vegetativo …………………………… 144

7..1.2. Factores que afectan el rendimiento durante la cosecha ……………………. 145

7..2. Control de pérdidas en la cosecha de arroz …………………………………….. 148

8 Áreas Arroceras con nuevos diseños de campo……………………………... 152

9. Actividades de Capacitación e Investigación………………………………………... 153

10. Asistencia Técnica ………………………………………………………………..... 156

11. Bibliografía……………………………………………………................................. 159

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Prólogo

Escribir un libro técnico para profesionales del agro es sencillo. Tanto autores como lectores hablan

el mismo idioma y se entienden. Pero si el libro pretende llegar a un público más amplio, entonces

la tarea se transforma en una ardua empresa.

Debe ponderarse muy bien entre el material científico presentado y el material empírico, para que el

libro tenga un alcance mayor. La misión de un investigador es disipar las aparentes complejidades

de los fenómenos que se dan en la naturaleza, alrededor de algún proceso que se estudia. La misión

de un extensionista es trasladar al campo las nuevas prácticas que la investigación ha desarrollado.

Esto lo logran muy bien Pedro Juan Rodríguez, Germán Rico Báez y Elio Rodríguez Tineo en el

presente libro. Lo anterior no sorprende, porque los autores son tres profesionales de larga

trayectoria, que han contribuido al desarrollo de la producción agrícola en Venezuela.

Cabe destacar, que la tecnología moderna ha invadido ya todos los campos del quehacer humano y

no escapa de ello la agricultura. Con la ayuda de satélites, gps, drones, internet y el desarrollo de

modelos de simulación, es posible un mejor desempeño del productor en los procesos de toma de

decisiones, con lo cual aseguren que sus cosechas lleguen al final con mayor éxito.

Este libro introduce toda la tecnología moderna, para el manejo de las cosechas de arroz, muchos de

ellos válidos para otros cultivos. Introduce la nivelación con equipos láser para garantizar el manejo

eficiente del riego y el drenaje, nuevos diseños de campo aptos para la aplicación del riego

intermitente, prácticas conservacionistas de rotación de cultivos, fertilización foliar, uso de

biofertilizantes, control biológico de insectos plagas, control de malezas, manejo de restos de

cosecha, el efecto del clima en la productividad del arroz y las nuevas herramientas tecnológicas

para el seguimiento en campo del desarrollo del cultivo, entre otros, y lo hacen con experiencias

verdaderas, vividas en los llanos venezolanos. El libro es un manual y a la vez, una experiencia real,

con una propuesta de acción para los que toman decisiones en producción agrícola.

Omar A. Gutiérrez M¹

-------------------------------------------------------------------------------------

¹Ing. Agrº. MSc. Irrigation Engineering, Utah State University, USA, 1971

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1 Introducción

ste libro recoge las experiencias obtenidas durante 12 años (2004 - 2016) en la adecuación

de campos arroceros en fincas de agricultores, ubicadas en diferentes regiones de los Llanos

Venezolanos. Constituye un ejemplo, de cómo la actividad privada organizada, puede

ejecutar proyectos, sin participación del Estado Venezolano, utilizando los recursos propios de las

fincas, o bien, con el apoyo financiero de las Asociaciones de productores. Este proyecto de

mejoramiento de la producción del arroz, surge de manera espontánea, en pequeñas parcelas de

agricultores innovadores en el Sistema de Riego Cojedes-Sarare, en las Majaguas, Estado

Portuguesa, con el apoyo técnico de la empresa Agrotec C.A. El éxito de estos proyectos, dió

origen a la incorporación progresiva de otros agricultores, que disponían de sus equipos de

nivelación o bien de empresas que prestaban este servicio. En poco tiempo, la adecuación de

campos arroceros con pendientes naturales, aptas para la rotación del arroz con otros cultivos, se

expandió a los Estados vecinos de Cojedes y Barinas en los Llanos Occidentales y en menor

proporción, en los Llanos Centrales del Estado Guárico. En la medida que avanzaban las

actividades de campo, se logró divulgar los logros mediante charlas y días de campo, gracias a la

participación de Empresas privadas, Fundaciones y Asociaciones de agricultores.

La nivelación de campos de arroz con tecnología láser, se inició en Venezuela en el Estado

Portuguesa en el 2004, mediante nuevos diseños de campo fundamentados en conceptos de

reingeniería de procesos (Hammer y Champú, 1994), consistentes en la reconcepción y rediseño

radical de los campos de cultivos, con pendientes del terreno que facilitaran el rápido avance de las

aguas de riego y de drenaje de los lotes y con ello, romper con el monocultivo del arroz, al permitir

su rotación con otros cultivos, en el periodo de lluvias (maíz, soya, entre otros). Las primeras

experiencias en Portuguesa, resultaron exitosas. En el 2008, se introdujo en el Sistema de Riego

Río Guárico (SRRG) la oferta tecnológica de los nuevos diseños de campo desarrollados en los

Llanos Occidentales de Venezuela. Este proyecto se ejecutó en convenio con Fundación Danac y

Alimentos Polar, no obstante muchos de los productores del SRRG no aceptaron la idea

argumentando la posibilidad de daños a los cultivos por las fumigaciones aéreas. Sin embargo, la

empresa Agrotec siguió trabajando durante varios años en reingeniería de procesos, aplicada a lotes

de arroz y maíz (Rodríguez, P. J., 2008) con la finalidad de mejorar la rentabilidad en las fincas,

mediante la elaboración y ejecución de proyectos realizados sobre la base de criterios técnicos,

dónde el agricultor participa activamente en su concepción y desarrollo. Para que los agricultores

adopten el concepto de reingeniería, tienen que ser capaces de deshacerse de las prácticas de

manejo convencionales y estar abiertos a los cambios por medio de los cuales puedan llegar a ser

más productivos.

Los proyectos y prácticas de manejo agronómico propuestas por Agrotec, están orientados a la

reducción de las pérdidas actuales de rendimiento por manejo deficiente del riego y el drenaje. Al

corregir las irregularidades topográficas mediante la nivelación de los terrenos con tecnología láser,

E

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2

es posible establecer la rotación de arroz de riego con otros cultivos sembrados en hilera como

maíz, sorgo, leguminosas, hortalizas, entre otros.

Usando esta tecnología, se nivelaron algunas fincas en el Sistema de Riego Las Majaguas, en la

zona de Payara, y municipio Pedraza del estado Barinas, con disponibilidad de riego para el doble

propósito (Arroz- Maíz) lo cual fue demostrado a los agricultores a través de días de campo, dónde

pudieron apreciar las mejoras de la productividad.

La reingeniería de los campos de arroz, no solo se trata del mejoramiento físico de las unidades de

producción, sino del manejo integral del cultivo, para aprovechar las ventajas de una metodología

que conlleva a una adecuada disponibilidad de oxígeno y humedad en los suelos, durante todo el

año, que permite a los cultivares expresar al máximo su potencial genético. En tal sentido, es

necesario aplicar alternativas tecnológicas (mejoramiento del referencial tecnológico) que impacten

la producción, como rotación de cultivos, fertilización foliar, incorporación de residuos de cosecha,

cultivo de soca, bacterias reguladoras del crecimiento, bacterias fijadoras de nitrógeno, control

biológico de plagas y enfermedades, dentro del contexto de la agricultura sustentable, lo cual

implica el manejo de los nutrimentos teniendo en cuenta sistemas de cultivo, que contribuyan

económica, social y ambientalmente a la sostenibilidad y a la vez proteger las áreas agrícolas del

país.

Los problemas actuales que confronta la producción de arroz en Venezuela, amerita la utilización

de los nuevos avances tecnológicos en las áreas de diagnósticos de los problemas de campo,

manejo de información de las prácticas culturales y en la utilización de nuevos equipos de

labranza. Para lograr esos cambios se requiere que los técnicos de las asociaciones de productores,

además de asesorar a los agricultores en el manejo del cultivo, se constituyan en agentes de cambio

que faciliten la adopción de las nuevas tecnologías disponibles en el mercado.

La actual situación del circuito arrocero obliga a los productores a desplazarse hacia la obtención

de mayores niveles de productividad y eficiencia, a fin de disminuir costos de producción y

aumentar los rendimientos para hacer competitivo el producto en el mercado externo.

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3

2

Nivelación de Campos Arroceros

os suelos nivelados sin pendiente o con mínima pendiente, han limitado su utilización a

cultivos capaces de subsistir a condiciones de mal drenaje como el caso del arroz y algunos

pastos. En la actualidad los agricultores arroceros, como consecuencia de los bajos precios

que reciben por el arroz y a la deficiencia de insumos, han tenido que migrar hacia otras actividades

agrícolas, especialmente a la ganadería. Quienes desean mantenerse en la actividad arrocera e

incursionar en la rotación de cultivos, están limitados porque los excesos de humedad, durante la

temporada de lluvias, afectan el establecimiento de los cultivos acompañantes. Por tal motivo pocos

productores realizan rotación con soya, frijol, maíz, sorgo, etc., sistema diversificado y además

proporciona beneficios en la productividad y sostenibilidad de los suelos arroceros, permite romper

el ciclo evolutivo del complejo acaro-hongo-bacteria del arroz, y disminuye el daño del arroz

maleza y de otras especies de plantas indeseables, que predominan en los monocultivos. Es

necesario consolidar la investigación e innovación tecnológica para superar los desafíos de una

agricultura sostenible, mediante tecnologías de manejo del cultivo que incrementen la

productividad, a fin de poder elevar la rentabilidad del productor arrocero, mejorar la cadena

competitiva para la sostenibilidad ambiental y alimentaria.

En este sentido, la reingeniería de procesos constituye una excelente herramienta para tener una

visión holística del negocio agrícola, que promueva cambios drásticos en el sistema, y con ello

reducir el impacto negativo que estos factores tienen en los ingresos de la finca. Para que una

empresa adopte el concepto de reingeniería, tiene que ser capaz de deshacerse de las reglas y

políticas tradicionales que aplicaba con anterioridad y estar abierta a los cambios, por medio de los

cuales, sus negocios puedan ser más productivos (Hammer and Champu, 1994). El objetivo es hacer

lo que estamos haciendo pero más inteligentemente, dado que se van a rediseñar solo los procesos

manteniendo las organizaciones.

El concepto holístico, no es más que tomar en cuenta el mayor número de factores adversos que

limitan la rentabilidad como algunos factores tales como: suelos, pendiente, disponibilidad de agua,

mano de obra, presencia de plagas, enfermedades, malezas y sobre todo, dada la vulnerabilidad del

mercado, poder cambiar de actividad agrícola, hasta tanto estén dadas las condiciones para volver al

sistema arroz.

La rotación arroz-maíz, en el Estado Portuguesa, surge como una alternativa para el control del

arroz rojo, considerada como la tercera maleza de importancia económica en la región, lo cual

afecta notablemente el rendimiento y calidad del grano del arroz (Ortiz y Torres, 2004).

Para lograr éxito en la selección de campos a ser nivelados, es importante conocer si estas se

ubican en sectores no sujetos a inundaciones en la época de invierno, para garantizar el buen

desarrollo del cultivo a establecer, particularmente en el caso de los cereales en rotación con el

arroz.

L

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4

2.1. Los problemas de mal drenaje en los Llanos Occidentales de Venezuela.

La región de Los Llanos Occidentales está constituida por los estados Portuguesa, Barinas y

Cojedes, donde este paisaje se divide en llanos bajos y llanos altos, separados por la curva de nivel

de los 100 metros sobre el nivel del mar

Una representación de este paisaje llanero, es el

estado Portuguesa (Mapa 1), importante entidad

agrícola del país, donde la región natural de los

llanos representan el 77% de la superficie estadal y el

23 % restante a la región natural de Los andes. Los

llanos altos cubren un 70% de las tierras planas del

estado, se caracterizan básicamente por un relieve

plano, suavemente ondulado. Representa un área

muy rica desde el punto de vista agrícola, los suelos

son profundos y fértiles, donde se alternan los bancos

y bajíos, con restricciones en el drenaje superficial e

interno y con muy buenas posibilidades de riego

para extensas zonas. El 30 % restante corresponde a

los llanos bajos inundables de larga duración, solo

aptos para la ganadería extensiva (inia.gov.ve)

En Portuguesa (Mapa 2), el drenaje superficial se

subdivide en 4 regiones (PDVSA servicios y otros,

2002).

Totalmente inundables: Se corresponden a las

zonas más bajas del estado, influenciadas por las

crecidas del río Orinoco, que al elevar su nivel,

represa las aguas del río Portuguesa y este a su vez a

sus afluentes, dificultando el escurrimiento de las

aguas de importantes sectores de los Llanos Altos.

Parcialmente inundables por desbordamiento y

represamiento. La inundación en este sector ocurre

por el desbordamiento del río Portuguesa y por el

represamiento que ocasiona la elevación del nivel de

las aguas en los Llanos Bajos.

Parcialmente inundables por lluvias. Ocasionados

por los desniveles topográficos naturales de los

suelos y por la falta de mantenimiento de la red de drenaje dentro de los predios y de la red de

drenes colectores de la región.

Poco inundables: Se ubica en las posiciones altas a lo largo de los cauces de agua (albardón de

orilla) y en el piedemonte.

El arroz es una planta que puede soportar condiciones de anegamiento permanente durante la

mayor parte de su desarrollo vegetativo, gracias a un sistema especial que le permite llevar aire

desde las hojas hacia las raíces y así cumplir con las funciones fisiológicas. Sin embargo la

mayoría de las variedades de arroz existentes en el mercado, no pueden germinar bajo el agua, así

como el maíz que no puede sobrevivir en condiciones de anegamiento.

Mapa 2. Mapa de zonas inundables del Estado

Portuguesa. Marn. 1974

Mapa 1. Municipios y curvas de nivel del Estado Portuguesa

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Basados en las dos premisas anteriores, el éxito de

los proyectos de adecuación de campos para la

rotación arroz-maíz, requiere resolver los

problemas de drenaje superficial. Para ello, lo

primero a considerar es la ubicación geográfica del

predio a diseñar, particularmente si se ubican en

zonas parcialmente inundables por desbordamiento

y represamiento, donde la nivelación no resuelve el

problema del drenaje superficial, y por ende, no es

recomendable acometer proyectos de nivelación de

tierras.

En las fincas arroceras y maiceras de los Llanos

altos de Portuguesa, con terrenos parcialmente

inundables por lluvias, son muy frecuentes las

pérdidas de cultivo debidas a inundación por la

falta de mantenimiento de colectores o bien de

pases de agua con orificios de poco diámetro,

ubicados al final de los lotes que obstaculizan la

salida de los excedentes de lluvias (Foto 1) y elevan el nivel de las aguas del canal principal, en el

secundario y en ocasiones en los drenes interceptantes.

2.2. Fases en la adecuación de Tierras

2.2.1. Eliminación de la vegetación.

Los campos sometidos a un proceso de reingeniería, por lo general, son lotes dedicados a la

producción de arroz y otros cultivos, por lo que la preparación se limita a un pase de rastra pesada

(Bigrome) con 1 o 2 pases de rastra liviana, mientras que en terrenos vírgenes se requiere deforestar

con maquinaria pesada y luego preparar de forma convencional.

2.2.2. El estudio topográfico

El plano topográfico se elaborará en formato suministrado por el ingeniero inspector, el cual

contendrá la información necesaria y suficiente para que conjuntamente con los datos agrológicos

se pueda definir el tipo y grado de nivelación que requiere cada una de las áreas con igual

pendiente. El plano debe contener:

1. Norte astronómico

2. Puntos de cruce de cuadrículas y sus cotas, incluyendo la de los bordes, fondos de drenajes y

del canal de riego (si los tuviese).

3. Curvas de nivel con intervalo de 10 cm o más, en función de la pendiente del terreno.

4. Los ejes de los canales de riego y drenaje, destacados con la simbología correspondiente.

5. Ubicación y cotas de fondo de estructuras tales como: tomas, cajas divisorias, retenciones,

caídas, etc. Así como también de alcantarillas, caminos, cercas, cárcavas y madres viejas (si las

hubiera).

6. Coordenadas UTM (Redven)

7. Cuadro con el nombre de la Institución patrocinadora del proyecto, nombre del topógrafo

responsable y del ingeniero inspector, fecha de terminación, otros.

Foto 1. Campo de maíz, afectado por elevación del

tirante de agua al final del lote.

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2.2.3. Nivelación con tecnología laser

Los diseños de campo utilizados a partir de los años 70, eran realizados por los operadores de los

equipos de nivelación, realizando terrazas con pendiente cero, de ancho y longitud variable, a gusto

de los propietarios del predio. Estos procedimientos donde se eliminaban cauces naturales, con

tamaños de paños de nivelación (melgas) muy grande, por lo general superior a 2 hectáreas, con

profundos cortes del terreno, que en ocasiones descubrían capas indeseables de carbonato de calcio

o de grava, conllevaron al monocultivo de arroz, creando graves problemas en el sector arrocero.

Con el objetivo de contribuir a resolver estos problemas, a partir del 2004, se inicia la adecuación

de campos arroceros con tecnología láser, utilizando el método de los mínimos cuadrados (Marr,

1957), el cual permite la ejecución de la nivelación de los terrenos, con el menor movimiento de

tierra, preservando su fertilidad. Para la elaboración del proyecto se requería de las siguientes

actividades:

Estudio topográfico detallado, con curvas a nivel a intervalo vertical de 20 cm, y todos los

accidentes topográficos (arboles, cauces naturales, canales, infraestructura de riego, casas etc.).

2.2.3.1. Elaboración del proyecto

Sobre el plano topográfico, se trazan las áreas homogéneas, aquellas donde las curvas de nivel

tienen la misma forma, para definir la dirección de los lotes de riego, la ubicación de los canales de

riego y drenaje, el trazado de los muros de contención del agua entre paños de nivelación, así como

la red vial para movilización de la maquinaria.

Dimensiones paños de nivelación

El ancho variable de los paños oscila entre 17 y 60 metros, dependiendo de la pendiente. La

longitud se adoptó no mayor a 200 metros, para disminuir los cortes y la distancia de transporte de

la tierra, disminuyendo el tiempo y el costo de la nivelación.

Pendiente de los paños de nivelación

La rotación del arroz con maíz es factible, siempre y cuando los paños de nivelación tengan

pendientes adecuadas que permitan el rápido escurrimiento de los excesos de agua en el período de

lluvias. Se adoptó como pendiente mínima de los paños de nivelación entre 0,10 y 0,15%.

Trazado de los muros

Los muros se trazan paralelos a las curvas de nivel, para reducir la profundidad de los cortes del

terreno, afectando lo menos posible la capa vegetal. Se incorporó como alternativa la construcción

de muros denominados taipas, de base muy ancha, (2.0 a 2.5 m) y poca altura de 13 a 17 cm las

cuales permiten el paso de la maquinaria con su implemento (foto 2), en remplazo de los muros

altos (40 cm) utilizados en los diseños tradicionales.

Las unidades de riego

Para facilitar el manejo del agua dentro del área total a regar, es recomendable subdividirla en lotes

o unidades de riego, con una longitud no mayor de 500 m por 200 metros de ancho (10 hectáreas).

Los canales de riego se ubican en la parte alta de cada unidad de riego y los drenajes al final de

estos. Dichos canales convergen en un canal secundario, paralelo a la dirección de siembra, que

transporta las aguas al canal colector ubicado al final del terreno. Para suplir el agua al lote se tiene

que construir el canal de aducción, desde la fuente de agua (pozo profundo, canal de riego).

La red vial se ubica de manera tal que sirva de límite entre las unidades de riego, y también facilitar

la movilidad de la maquinaria y las labores de supervisión.

Page 14: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

7

2.3. Ejecución de proyectos

Se ejecutaron proyectos en las diferentes zonas sujetas a inundación desde inundables por lluvias

hasta parcialmente inundables por represamiento y desbordamiento. A continuación ejemplos de

proyectos en terrenos de buena pendiente y con baja pendiente.

2.3.1. Diseños en zonas de buena pendiente.

Las zonas altas de la región de los Llanos Occidentales, donde las pendientes de los terrenos oscilan

entre 0,2 y 0,6 %, son las más apropiadas para la rotación arroz-maíz, ya que facilitan la evacuación

de las aguas de escorrentía.

Tal es el caso de lotes de terreno de aproximadamente 15 hectáreas, en el Sistema de Riego Las

Majaguas en el Estado Portuguesa, en las parcelas 1C29 del Sr Ubencio Terán ubicada en el canal

M7-5 carreteras 1 y 2, en la parcela 1J10 carretera San Rafael-Pimpinela del Sr Venturino

Cicconetti y en la finca Canaima del Sr Edecio Márquez en las cercanías de Acarigua.

La siembra del arroz se realizó en diciembre, período climático apropiado para el establecimiento

de este cultivo, por la incidencia de alta luminosidad, en tierras irrigadas con aguas del Sistema de

Riego Las Majaguas o mediante pozos profundos.

Después de preparado el terreno, se levantaron muros usando la

taipeadora (Foto 2) con una separación de 60 metros y 4 cm de

desnivel, en la parcela 1C29 y de 17 metros en el caso de la

parcela 1J10, equivalente al ancho efectivo de cobertura de los

implementos (pulverizador y del trompo fertilizador), de

manera de utilizarlas como guía para lograr un cubrimiento

uniforme del terreno, al realizar el control químico de las

malezas, plagas y de la fertilización al voleo. La siembra se

hizo en hileras con sembradora de mínima labranza, pasando

por encima de las taipas sin ninguna dificultad. La aplicación

del riego se inició al siguiente día, lográndose un

humedecimiento uniforme tanto del terreno como de los muros y un excelente control de la

profundidad del agua (6 a 8 cm). No fue necesario cubrir con plástico los cortes que se realizaron

sobre las taipas, para permitir el paso del agua entre paños de riego (melgas), dado que el riesgo

de erosion era bajo, debido a la poca altura de la lamina de agua (Foto 3). Al cabo de 6 días por la

rápida evacuación de las aguas se obtuvo una excelente germinación del arroz. (Foto 4).

A los 7 días después de la siembra se dio un riego de moje y a los 22 días, se inició riego

permanente con una altura de la lámina de agua de 6 a 8 cm (Foto 4), aspecto favorable para el

control de las malezas y el macollamiento obteniéndose 6 a 7 hijos/planta. Según Monasterios et al.

(2012), mantener láminas de agua en riego por inundación, inferiores a 10 cm de altura promueven

un incremento del 25 % en los rendimientos de grano, debido al incremento en el número de

panículas/m2. La poca profundidad de la lámina de agua que se logra con las taipas, disminuye la

pérdida de agua por percolación (Bouman et al., 2001). La entrada de agua en el lote se mantuvo

hasta la etapa de grano pastoso, cuando se suspendió para favorecer el secado de los granos. A los

45 días se logró pleno cubrimiento foliar del terreno incluyendo las taipas, con buen control de las

malezas, condición que se mantuvo hasta el final del cultivo (Foto 6). No se presentaron

enfermedades del follaje ni del grano. El tamaño de panículas fue superior a 25 cm, rendimiento

superior a los 9.500 kg/ha y excelente calidad del grano (Foto 7). Al momento de la cosecha

(foto 8), el suelo estaba seco, con humedad cercana al punto de marchitez permanente en

consecuencia, las huellas de las ruedas de la cosechadora fueron poco profundas.

Foto 2. Construcción de bordas con taipeadora (taipeadora)

Page 15: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

8

SIEMBRAS CON TAIPAS EN TERRENOS CON BUENA PENDIENTE PARCELA 1J10. SR

VENTURINO CICCONETTI. S.R. LAS MAJAGUAS

Foto 3. Lote nivelado con taipas cada 17 m, se mantuvo lámina de agua de poca profundidad.

Foto 4. Siembra directa en campo con taipas.

Foto 5. Altura de lámina de agua 20 días (dds).

Foto 6. Lote a los 45 días de sembrado, muestra pleno cubrimiento foliar.

Foto 7. Panículas de excelente tamaño (25 cm)

Foto 8. Cosecha en suelo seco.

Foto 3. Foto 4

Foto 5 Foto 6

Foto 7 Foto 8

Page 16: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

9

2.3.1.1. Siembra de maíz en la época de lluvias manteniendo las taipas. (Abril-Mayo)

En abril del 2015 en la finca Canaima del Sr

Edecio Márquez en Acarigua, en un lote de

terreno de 52 hectáreas acondicionado para

la siembra de arroz con melgas con

pendiente, se sembró maíz manteniendo las

taipas (Foto 9), a las cuales se les hicieron

pequeños cortes con charruga cada 20

metros para facilitar el drenaje de los

excedentes de lluvias y con ello lograr en

un máximo de 48 horas, contenidos de

humedad en el suelo cercanos a capacidad

de campo y crear condiciones aérobicas

para el maíz. La presencia de las bordas de

baja altura (taipas) no limitó el buen

funcionamiento del equipo de siembra.

A los 15 días después de la siembra, por

falta de lluvias, se afectó al cultivo

mostrando síntomas de deficiencia de

Fósforo en sectores del terreno donde los

cortes hechos en la nivelación superaron

los 15 cm, ameritando la aplicación de riego

complementario, para asegurar el buen

desarrollo de las plantas. En el resto del

ciclo del cultivo, la buena distribución de

las lluvias satisfizo los requerimientos

hídricos de la plantación.

Esta experiencia podría tomarse como un

buen ejemplo en la rotación arroz-maíz,

donde es factible sembrar el maíz sin

eliminar las taipas, al menos en suelos de

textura media (Franco, Franco arcillosa) y

liviana (Franco arenosa). La idea es facilitar

la permanencia de los muros en su trazado

original, que garanticen láminas de poca altura (6 a 8 cm) cuando se establezca nuevamente el arroz

de riego. En la Foto 10, se observa el excelente desarrollo del cultivo a los 45 días después de la

siembra, lo cual es evidencia de las bondades del sistema.

2.3.2. Diseños en zonas con poca pendiente

La primera experiencia, con los nuevos diseños para la producción de arroz-maíz en suelos pesados,

se realizó en la finca Morrocoy, del Sr Domingo Zamora, ubicada cerca del caserío Paricua,

Municipio Turén, Estado Portuguesa, en el lote 85 de 29,13 hectáreas, dónde se aplicaron los

conceptos de reingeniería de procesos, desarrollados con los agricultores del Sistema de Riego Las

Majaguas. Para la adecuación de este lote a la rotación arroz-maíz, se ejecutaron las siguientes

acciones tendentes a mejorar el drenaje superficial:

13

Foto 10. Maíz de 45 días después de sembrado en campo nivelado, con taipas. Finca Canaima

Foto 9. Siembra en campo nivelado con pendiente, con taipas, 30 días de sembrado. Finca Canaima, Acarigua Edo Portuguesa

Page 17: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

10

2.3.2.1. Mantenimiento de la red de drenaje

Los sedimentos y restos vegetales del canal

colector y del canal lateral que recoge las

aguas de escorrentía, fueron removidos

mediante una retroexcavadora, para

configurarle una pendiente uniforme e

incrementar su sección transversal, con el fin

de aumentar la velocidad de salida de las

aguas del lote. En la Foto 11, se observa la

altura del tirante de agua en el dren colector y

del dren lateral en su confluencia con el

colector. Las precipitaciones durante 3 días

fueron de 155 mm (Foto 12), elevaron el

tirante de agua en el canal colector y por

consiguiente en el dren lateral. En los 15 días

siguientes no se presentaron lluvias,

lográndose a los 8 días condiciones adecuadas

de humedad en el suelo (foto 13), para

las labores de siembra y control

preemergente de malezas.

2.3.2.2. Diseño de campo.

La separación de los muros fue de 50 metros

(sugerida por el agricultor), con un desnivel

entre ellos de 8 cm (0,16%). A mitad del lote

existía un bajío con una pendiente cercana a

0,08 %, considerada hasta ese entonces, como

no apta para el maíz, ya que podría

obstaculizar el drenaje superficial. En el

diseño de este lote, se incorporó la

construcción de drenes interceptantes, que

descargan sus aguas a 45 grados con el dren

lateral, separados cada 200 metros (Foto 13).

Finalizada la preparación del terreno los

drenes interceptantes se construyeron con pala

de tractor con enganche de 3 puntos. El

problema del bajío, se resolvió adoptando la

pendiente de 0,08% y haciendo coincidir el

dren con el final del bajío, evitando el

encharcamiento del agua en este sector. Los

drenes interceptantes, son pequeños canales

construidos en “V”, de 1 metro de ancho y 15

a 20 cm de profundidad que no dificultan el libre tránsito de la maquinaria (Foto 14). El buen

funcionamiento del dren interceptante en el bajío se observa en la Foto 15. Se logró un excelente

desarrollo del cultivo (foto 16), buen tamaño de mazorca, muy buena calidad del grano y

rendimiento superior a 6 Tm/Ha (Foto 17).

Foto 11. Dren colector, mostrando la altura alcanzada por el tirante de agua en el ciclo de invierno.

Foto 13. Unión del dren interceptante con dren

lateral, muy bien drenado 8 días después de

la última lluvia

Foto 12. Vista del lote después de 3 días de lluvia (155mm)

Page 18: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

11

2.3.2.3. Limitaciones:

La implementación de la rotación del arroz con maíz o sorgo, se torna más difícil en la medida que

nos acercamos al Río Portuguesa, que desemboca en el río Apure y este en el Orinoco, que al crecer

disminuye el gradiente hidráulico entre ellos. Los afluentes de estos ríos también crecen creando

graves problemas de inundación en zonas aledañas. Para la ejecución de la rotación del arroz con

otras gramíneas, es indispensable verificar el buen funcionamiento del drenaje al final de los lotes.

DRENES INTERCENTANTES EN EL LOTE 85, FINCA MORROCOY, ESTADO

PORTUGUESA

.

14. Aplicación del herbicida pre-emergente sin que el dren sea un obstáculo para la maquinaria.

15. Buen desarrollo de la plantación en las inmediaciones del dren interceptante.

16. Vista del lote 85 a los 35 días dds.

17. Mazorcas al momento de la cosecha mostraron buen tamaño, plena cobertura y excelente

calidad del grano.

14

oci

16 17

15

oci

Page 19: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

12

2.3.3. Diseños de campo en el Sistema de Riego Río Guárico

Los nuevos diseños de campo para la producción de

arroz, desarrollados en los Llanos Occidentales, se

introdujeron en el Sistema de Riego Río Guárico en

Calabozo, Estado Guárico en el 2008, en la parcela

P-553 C del Sr Francis Rico (Foto 18). Para ello, se

realizó un estudio topográfico detallado con

estación total, en una superficie de 14 hectáreas,

donde se contempló una separación de 60 metros

entre muros, con 0,15 % de pendiente en el sentido

del riego y sin pendiente en sentido transversal

(Foto 19). La gerencia del trabajo de campo estuvo a

cargo del Ing. German Rico. El movimiento de tierra

se llevó a cabo con el equipo de nivelación del

agricultor, para lo cual, se entrenó al operador en el

manejo de la información de campo, generada por

el proyectista.

Al momento de la cosecha se realizó un día de

campo con apoyo de la Fundación Danac, para

mostrar las mejoras introducidas con los nuevos

diseños de campo. Se recomendó su utilización para

rotar el arroz con maíz en la época de invierno,

sugerencia que no tuvo acogida por los agricultores,

quienes argumentaron que podrían ocurrir daños a

los cultivos en rotación ocasionados por las

aspersiones aéreas.

Sin embargo, años más tarde, el agricultor Rafael

Urdaneta, en las parcelas P-199 y P-166, seleccionó

lotes de terreno destinados a la siembra de maíz en

el periodo de invierno, para rotarlo con arroz de

riego (Urdaneta, A. R, 2012). Se nivelaron 16

hectáreas con una inclinación de 0,15 % en sentido

longitudinal (dirección del riego), manteniendo la

pendiente transversal original (0 %). Para

promover la salida más rápida de las aguas del lote,

se construyeron pequeños drenes interceptantes cada

25 m, perpendiculares a la dirección de riego. En la

rotación del maíz con el arroz, el diseño contempló

después de la cosecha del maíz, el levantamiento de

taipas cada 36 metros (múltiplo del ancho del

pulverizador), para controlar el avance del agua de

riego, que también se pueden utilizar como guía,

durante la aplicación de agroquímicos con tractor.

Se logró un excelente desarrollo del cultivo, con

rendimientos en grano de 7.500 kg/ha en la parcela P-199 (foto 20) y de 5.500 kg/ha en la parcela

P-166, constituyendo las primeras siembras comerciales con la rotación arroz-maíz en suelos de

textura pesada en el S. R.R.G.

Foto 18. Adecuación de campo con pendiente. P-553C S.R.R. Guárico. 2008

Foto 20. Lotes comerciales de arroz y maíz Parcela. P-199. Sistema Riego Rio Guárico. Estado Guárico. 2012

Foto 19. Campo con pendiente y taipas cada

60 m P-553C. S.R.R. Guárico. 2008

Page 20: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

13

2.3.4 Diseños en curvas a nivel

2.3.4.1. Replanteo de curvas con tecnología láser

El método de riego por bordas en curvas a nivel, fue uno de los métodos empleados desde que se

inició la siembra comercial del arroz en la década de los cincuenta. Con la introducción de la

nivelación con tecnología láser, fue reemplazado por los tanques, nivelados a cero pendientes o con

muy poca pendiente; es decir, de campos con pendientes naturales, que podían ser sembrados con

otros cultivos en rotación, se pasaron al monocultivo del arroz.

Con la introducción de la taipeadora, se abren

nuevas alternativas para el riego del arroz. La

siembra de arroz en lotes de riego con taipas en

curvas a nivel, es muy utilizado en Brasil,

Paraguay y Argentina. Es un método económico,

sustentable, dado que no se realizan grandes

cortes del terreno para su construcción, solo se

requiere emparejar las irregularidades del

terreno, con 2 o 3 pases de niveladora

(Landplane). Se puede utilizar en terrenos con alta

pendiente (Foto 21), dado que las lomas que se

construyen con la taipeadora, son de poca altura,

(15 a 17 cm) y de base ancha (2.5 m) por lo

que pueden quedar a corta distancia, sin afectar el

libre tránsito de la maquinaria lo cual permite la

realización de las labores culturales (siembra,

abonamiento, control de plagas y malezas, etc.).

Es conveniente en el manejo del agua, dividir el

lote en sectores de riego, mediante el

levantamiento de las taipas cada 200 a 250 metros,

construídos en el sentido de la dirección de la

pendiente y perpendiculares a los camellones, para

facilitar el avance del riego y el drenaje de las

aguas. En la cabecera de los sectores de riego, se

construyen los canales de riego y los de drenaje al

final de los mismos.

Para la instalación de este método de riego se

puede utilizar las siguientes alternativas:

1. Replanto de curvas a nivel con emisor laser a cero pendiente,

Es un método práctico, fácil de llevar a cabo, recomendable en lotes de arroz que han estado bajo

cultivo, y cuentan con la infraestructura de riego (canales de riego y drenaje, fuente de agua), donde

se quiere realizar el riego con taipas, para lo cual se necesita: 1. Emisor laser montado sobre un

trípode, que gira a 360 grados en un plano horizontal (Foto 22). 2. Receptor láser montado sobre

un mástil para interceptar la señal emitida por el emisor. 3. Taipeadora, acoplada al tractor agrícola.

Para iniciar el trazado de las taipas de cada lote, se debe colocar el receptor lsser en la posición de

mayor altura del terreno, siendo este el sitio donde se debe estacionar el tractor con la taipeadora.

Luego el operador del receptor laser se coloca delante del tractor y se mueve hasta lograr

interceptar la señal del emisor, que es el punto al cual se mueve el tractor y así sucesivamente hasta

llegar al extremo del lote. Para el trazado de la siguiente curva, se incrementa la altura del mástil

Foto 21. Taipas en curvas a nivel

Foto 22. Trazado de curvas a nivel con emisor laser cero pendiente.

Page 21: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

14

de 3 a 4 centímetros y el operador se desplaza en el sentido de la pendiente hasta interceptar la

señal del emisor, correspondiente al punto inicial de la segunda curva. Este procedimiento se

continúa con el marcaje de todas las curvas hasta llegar al final del lote.

2. Trazado de curvas con estación total

En áreas nuevas, que por primera vez se

incorporan a la producción de arroz de riego

con curvas a nivel, resulta conveniente

realizar el proyecto de riego, donde se

contemplen las estructuras requeridas para su

operación. En la realización de un buen

diseño de curvas a nivel, la estación total

(Foto 23) juega un papel determinante, por

ser una herramienta que facilita

enormemente la toma de datos en el campo y

su posterior procesamiento. Se logra mejorar

los procesos, obteniéndose planos más

precisos y en menor tiempo.

En su ejecución se requiere:

Levantamiento altimétrico (Mapa 3)

mediante estación total, para obtener un

plano detallado, conteniendo todos los

accidentes topográficos, (canales,

instalaciones, arboles, etc.) y curvas a

nivel con intervalo vertical de 6 cm.

Diseño de campo, tomando la

delimitación de áreas homogéneas, a fin

de definir los lotes de riego, trazado de la

red de canales de riego y drenaje, vialidad

interna, y de ser requerido, la ubicación

de la fuente de agua para riego.

Replanteo de las curvas a nivel, con

estación total, de los canales de riego y

drenaje, vías internas, etc.

En el replanteo de las taipas en curvas a nivel,

se recomienda un trabajo de gabinete, que

consiste en disminuir el número de

ondulaciones de las curvas originales,

mediante el trazado de tramos rectos, a cuyos

vértices se les calcula las coordenadas UTM. Esta información se introduce en la estación total

para su replanteo en campo.

Cuando el agricultor considere conveniente, este diseño de campo le servirá para el cálculo del

movimiento de tierra, por el método de los mínimos cuadrados, para realizar la nivelación con

tecnología laser.

Foto 23. Replanteo con estación total de los vértices de la curvas a nivel

Mapa 3. Diseño de campo. Riego del arroz por curvas a nivel.

Page 22: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

15

2.3.4.2. Trazado de curvas a nivel con tecnología GNSS (Sistema Global de Navegación por

Satélite

El trazado de la curvas a nivel también es posible realizarlo mediante la tecnología satelital, a través

de una red de satélites y un receptor GNSS, que es capaz de ubicar la posición de un sitio en el

terreno en 4 dimensiones: latitud, altitud, y tiempo (García, 2008). Para ello captan las señales de

emitidas por constelaciones de satélites que orbitan la tierra. Estas constelaciones están

conformadas por los sistemas de navegación GPS (USA), GLONASS (Rusia), COMPASS (China),

Galileo (Comunidad Europea). La constelación GPS, está constituida por 30 satélites con cobertura

global, que permite en todo momento disponer de 5 satélites, con los cuales se logra georeferenciar

los puntos con precisión milimétrica (≤ 25 mm). Pueden ser de una sola frecuencia para trabajar con

una constelación (GPS) o bien de frecuencia dual (GPS-GLONASS) para mejorar la precisión

La mayoría de las empresas que se dedican a la agricultura de precisión, disponen del kit de

topografía y diseño, con el cual es posible lograr el plano con curvas a nivel para el riego de arroz.

Para ello se requiere el siguiente equipo: a) Estación base donde se integran: Antena de radio,

antena satelital, receptor RTK, Radio. b) Estación móvil igual a la montada en la estación base,

constituida por: antena de radio, antena satelital, receptor RTK y una consola (Caja receptora), que

le permite al operador, el control de las actividades a realizar en el campo. La consola de la estación

móvil tiene instalado tanto el kit de topografía como el kit de nivelación, que permiten la obtención

de la configuración del terreno, su diseño y posterior nivelación.

Los planos con curvas a nivel mediante tecnología GNSS, da mayor precisión que la obtenida con

estación total con tecnología laser, porque el número de puntos de elevación obtenidos con

tecnología satelital, es muy superior (Sánchez et al., 2020), ya que los puntos de observación están

muy cerca ≤5 m (112 puntos) mientras que con la estación total se toman cada 20 a 25 m (25

puntos).

La estación móvil se usa de 2 formas: a) Colocada

sobre el equipo de nivelacion (Foto 24), donde los datos

son recogidos en el software de topografía y diseño,

incorporado en la consola de la cabina del tractor, con el

cual se obtienen los mapas topográficos con curvas a nivel,

volumen de cortes y relleno y pendientes del terreno. En

lotes de terreno pequeños (1 a 2 hectáreas), el diseño de

campo se puede realizar directamente con la consola.

Cuando se trata de campos grandes, lo recomendable es

extraer la información de los datos del levamiento y

procesarlos en la computadora, donde es posible hacer el

diseño de campo con la ubicación de la red de canales de

riego y drenaje, así como de los lotes de siembra, cuya

orientación está definida por la forma de las curvas (áreas

homogéneas) con lo cual se disminuye notablemente los

volúmenes de cortes y rellenos/ha, (Rodríguez, P. J.,

2008). b) Montada sobre un bastón (mástil) en la cabina de un tractor (Foto 25). Una vez

capturada las elevaciones del terreno en la estación base, se extraen en un pendrive, para su post

proceso en una laptop, donde se ha instalado el software de topografía y diseño, que permite

obtener el plano con curvas de nivel a intérvalos de 4 a 5 cm (Mapa 4). Este software también

permite el replanteo de las curvas a nivelación directamente en el campo, obteniéndose un

excelente trazado, mediante charruga acoplada al tractor. Finalmente siguiendo el trazado de las

curvas dejadas en el campo, se levantan las bordas con una alomadora (Taipeadora) a una altura de

15 a 17 cm y 2.5 metros de base.

Fuente: Mediprec C.A

Foto 24. Obtención del plano topográfico con el kit de topografía y diseño

Estación base

Estación móvil

Page 23: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

16

Cuando no se dispone de la traílla niveladora, se dan 2

pases de land plane, se obtiene el plano con curvas de nivel

tal como fue explicado anteriormente. Lo ideal es nivelar

los campos utilizando una traílla, para eliminar las

irregularidades del terreno y con ello mayor eficiencia de

riego, aspecto que se analiza en detalle, en el capítulo 4 de

esta publicación.

2.4. Equipos de nivelación.

2.4.1. Tecnología laser

Para efectuar los trabajos de nivelación con tecnología

láser se requiere de un variado grupo de maquinarias y

equipos entre los cuales se podrían citar:

Equipo de nivelación constituido por:

Emisor laser. Generador de luz láser colocado sobre el

mástil de un trípode o sobre una torre, alimentado por

una batería, que al girar rápidamente genera un plano

de luz laser cuya inclinación se ajusta de acuerdo a las

pendientes que se le quiera dar al terreno (Foto 26).

Traílla (Pala Niveladora). La traílla, es un equipo

arrastrado por un tractor agrícola que dispone de una

sola compuerta o cepillo que al desplazarse empuja la

tierra, de manera que la descarga se realice

rápidamente. Hacen un trabajo de nivelación eficiente, a bajo costo, a distancias menores de

200 m. No son recomendables para la construcción de muros, por el elevado costo de la

operación. En el mercado se consiguen palas con cuchillas desde 3 a 4,5 metros con

capacidades desde 6 hasta 11 m³ de tierra.

Sensor laser. El plano de luz laser emitido por el emisor es recibido por un sensor de luz

montado en un mástil unido a la pala niveladora, que capta la señal emitida por el emisor y

controla la profundidad de corte o de relleno.

Equipo Control de la nivelación. El sistema de control comprende: una caja de control ubicada

en la cabina del tractor (foto 27), la cual contiene una computadora que recibe la información

del sensor y desde allí se retransmite esta señal hacia las válvulas solenoides (Foto 28),

operadas eléctricamente y convierten estas medidas en movimientos del sistema hidráulico de la

máquina, para elevar o bajar el implemento hasta que la luz es captada por el detector central.

Para accionar la pala, el equipo dispone de gatos hidráulicos en las ruedas traseras (Foto 29)

2.4.2. El tractor e implementos

Existen tractores agrícolas de muy variadas potencias: desde 140 HP con palas niveladoras de 3 m

de ancho, 200 HP para palas de 3,5 m y 350 HP para palas de 4,3 m de ancho. El movimiento de

tierra requiere los siguientes implementos: Bigrome y/o subsolador: Se utilizan para esponjar el

terreno durante el proceso de movimiento de tierra, de manera de permitir la penetración de la pala

niveladora, reduciendo el tiempo de la operación y por ende de su costo (foto 30).

Rastras pesada (bigrome) y liviana (foto 31), para eliminar la vegetación y esponjar el terreno, con

el fin de facilitar la penetración de la pala niveladora y mejorar su rendimiento, con lo cual se

disminuye el costo de esta labor. También estos implementos se utilizan para terminar de conformar

el terreno, antes de la siembra. Moto niveladora; se emplea para conformar canales y carreteras.

Fuente: TopCon

Mapa 4. Plano topográfico obtenido con software 3D de topografía y diseño

Fuente: Sanchez et al, 2020

Foto 25. Levantamiento topográfico con la estación base móvil montada sobre

tractor agrícola.

Page 24: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

17

24 29

30 31

27 26

28

EQUIPO DE NIVELACIÓN

Foto 26. El equipo de nivelación con todos sus componentes.

Foto 27. Caja de control colocada en la cabina del tractor.

Foto 28. Conjunto válvula solenoide acoplada al sistema hidráulico del tractor.

Foto 29. Gatos hidráulicos que suben o bajan las cuchillas.

Foto 30. Subsolador.

Foto 31. Rastra liviana.

Page 25: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

18

3

Herramientas para el mejoramiento de la

productividad en fincas

3.1. Agricultura de Precisión

l concepto general de la agricultura de precisión consiste en el manejo y administración del

suelo y los cultivos mediante el monitoreo georeferenciado de variables que influyen en el

desarrollo adecuado de las plantas y en el rendimiento de la cosecha, la interpretación de

los datos adquiridos, la aplicación de insumos agrícolas en cantidades variables de manera geo

localizada, y la retroalimentación de la información para comenzar con el siguiente ciclo de cultivo

y optimizar progresivamente el proceso. La agricultura de precisión basa su propósito en tener en

cuenta la variabilidad espacial y temporal dentro del terreno de cultivo para decidir sobre el

momento, la localización, la cantidad necesaria y el tipo de insumo que hay que administrar,

minimizando costos, el impacto al medio ambiente y maximizando la producción (Zhang, N. &

Wang, N., 2002) citado por Gómez, et al., (2016).

La combinación del GPS con los sistemas de información geográfica (SIG), ha hecho posible el

desarrollo y aplicación de la agricultura de precisión o de localización específica. Esas tecnologías

permiten acoplar datos obtenidos en tiempo real con información sobre posicionamiento, lo que

conduce al análisis y al manejo eficiente de gran cantidad de datos geoespaciales. Las aplicaciones

en la agricultura de precisión son efectuadas sobre la base del GPS, (levantamiento de mapas

topográficos, muestreo de los suelos, orientación de tractores en labores de siembra y surcado,

exploración de cultivos, aplicaciones de agroquímicos de tasa variable y mapas de rendimiento), así

como también en la planificación de cultivos (GPS.Gov).

Entre las nuevas tecnologías que conforman la agricultura de precisión encontramos los monitores

de siembra, monitores de rendimientos, sensores, equipos de dosificación variable, banderilleros

satelitales y pilotos automáticos. Estas nuevas tecnologías, que se complementan con las tareas en el

campo, generan datos e información que el productor utiliza para tomar mejores decisiones.

Además, la agricultura de precisión colabora con algo fundamental, como es la conservación de los

recursos, ya que las nuevas herramientas permiten que los productores utilicen menos agua, además

de aumentar el rendimiento de cada porción de su campo. (Agricultura Moderna 2017)

3.2. El GPS

Es una herramienta importante para determinar la latitud y longitud de un punto dado en el terreno,

utilizando un sistema de coordenadas UTM que es la abreviatura de Universal Transversal

Mercator. Capta las señales de radio emitida por satélites GPS, de los cuales se requieren al menos

5 para logar una buena precisión. A mayor número de satélites interceptados, mayor es la precisión.

Se utilizan para la elaboración de planos georeferenciados de las fincas, con todos sus componentes:

infraestructura (edificaciones, carreteras, canales, cercas, árboles, y otros), dedicadas a la

producción vegetal. También se utilizan para medir las áreas de los lotes de la finca, sectores con

problemas de mal drenaje o susceptibles a inundaciones, presencia de malezas y/o plagas, o bien

E

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19

para delimitar las unidades taxonómicas de suelos de la finca. Otros usos están relacionados con la

obtención de planos con los rendimientos de los cultivos, el control de la aplicación de fertilizantes,

siembras en hileras y aplicación de plaguicidas a velocidad variable. Desempeñan un papel

fundamental en la optimización de los beneficios, la sostenibilidad con un impacto ambiental

reducido (Nowatzki. 2019).

3.2.1. GPS de mano

Instrumento de bajo costo, de gran utilidad en las fincas (Foto 32). Ampliamente utilizado para la

elaboración de planos georeferenciados, con las áreas de los diferentes lotes que componen el

predio, cuya información es valiosa para determinar los rendimientos obtenidos en la cosecha,

estimar las cantidades de fertilizantes, plaguicidas, etc. Al estar el plano georeferenciado, se puede

determinar las coordenadas UTM de los lotes que requieren aplicaciones aéreas de agroquímicos.

Los estudios topográficos georeferenciados se han

incrementado en los últimos 15 años, debido a los

requerimientos del Instituto Nacional de Tierras

(INTI). Estos planos son de gran importancia en la

instalación de sistemas de información geográfica

(SIG), utilizados para el manejo de la información

obtenida durante el desarrollo de las actividades

agropecuarias.

Para lograr levantamientos planimétricos de mayor

precisión se requiere apoyar al GPS con una

estación provista de antena RTK (Real Time

Kinematic), para reducir el error a centímetros.

Son muy útiles para estimar las áreas afectadas por

ataques de plagas, malezas o por anegamiento, que

reducen la producción en los lotes de cultivo. Esta

información es muy valiosa para tomar decisiones

oportunas sobre la aplicación de agroquímicos o

para corregir los desniveles del terreno. Un buen

ejemplo de esto fue el establecimiento de un

ensayo demostrativo en bloques al azar, con 3

repeticiones de cultivares comerciales promisorios

de maíz de diferentes compañías de semillas

nacionales y extranjeras (Mapa 5).

La siembra se estableció sobre bancales, en un lote

de terreno de 32.39 ha en la parcela número 197 de

la colonia Turén, perteneciente a la familia Latini,

auspiciado por el programa de Empresas Polar “La

Innovación se cultiva”. Alrededor del área del

ensayo, se sembró el cultivar del agricultor, de

manera que todo el lote fue sembrado. Se logró una

excelente germinación, pero a partir de los 12 días de sembrado, fuertes lluvias ocasionaron sectores

inundados, con pérdida de plantas. Para medir el efecto del mal drenaje sobre la producción del lote,

se utilizó un GPS de mano a fin de levantar el perímetro de cada sector afectado, obteniéndose un

mapa geo referenciado, con lo cual fue posible determinar el área afectada tanto en el ensayo como

en el lote del agricultor. Se hizo la cosecha mecanizada obteniéndose un rendimiento en el ensayo

de 2.700 kg/ha, mientras que en el sector comercial donde la afectación era leve, se obtuvo 6.200

Foto 32. Replanteo de vértices, con GPS de mano, para construcción de taipas. Parcela 1C29 S.R. Las Majaguas

Mapa 5 Lote demostrativo con cultivares de maíz

en la parcela 197. Turén. Familia Latini. Auspiciado por Empresas Polar

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20

kg/ha, es decir una afectación del 42,2 %. Este resultado determinó que el agricultor en el siguiente

año nivelara el campo con tecnología laser, para corregir los problemas de drenaje superficial y con

ello aumentar la productividad.

3.2.2. GPS autoguiado de maquinaria agrícola

3.2.2.1 Banderillero satelital

Es una herramienta de agricultura de precisión, utilizado como guía de pulverizadores,

fertilizadores y sembradoras, con la finalidad de disminuir los costos de los agroquímicos, o al

daño por un mal control ocasionado por solapamiento o áreas sin aplicar, sumado al efecto de

fitotoxicidad por sobre dosis (Méndez, A., 2004). Su funcionamiento se basa en el GPS, mediante el

cual la maquinaria está ubicada en tiempo real en un lugar del espacio, posicionado por una señal

DGPS, sistema que proporciona a los receptores de GPS

correcciones de los datos recibidos de los satélites, con

el fin de proporcionar una mayor precisión en la

posición calculada.

El sistema consta de un receptor DGPS, su respectiva

antena, cables de conection, guía de volante por luces

LED de alta visibilidad y como opcional un control

remoto con las funciones principales. Trabaja conectado

a la batería de 12 voltios del tractor.

En el mercado existen variados sistemas de guiado para

operación con maquinaria agrícola, que difieren en

precisión y costo. En el sistema de Riego Las Majaguas,

se comenzó a utilizar en campos de arroz, el GPS

Outback S-Lite, de bajo costo (cercano a 1.300 US $),

para mejorar la eficiencia de las aplicaciones de

agroquímicos en terrenos nivelados con pendiente, y en

la construcción de taipas rectas paralelas (Foto 33).

Este banderillero, es compatible con cualquier tipo de

maquinaria agrícola, de fácil instalación, simple manejo,

permite el guiado recto o curvo y puede determinar el

área tratada. El error de GPS es una función del tiempo,

el sistema funciona mejor si se conduce entre 5 y 15

kilómetros por hora, dado que a velocidades

extremadamente lentas, se genera un zigzagueo en la

línea mientras se conduce, por lo que es recomendable

5-7 km hora.

Cuando se comienza a realizar alguna aplicación en

campo con este sistema, se ubica el vehículo en un punto

de comienzo, preferentemente contra un alambrado o

camino, y se ingresa como punto A en el receptor.

Luego se va hasta el final del lote, haciendo la primera pasada paralela al alambrado, y se ingresa el

punto B. Hecho esto, y previo ingreso del ancho de trabajo, la computadora traza infinitas líneas

paralelas a la original A-B, con una separación igual al ancho de trabajo de la maquinaria utilizada,

dato que será ingresado al equipo por el operador.

Foto 33 Barra guía de volante outback S Lite

Foto 34. Fertilización guiada (nitrogenada) con banderillero satelital Parcela. 1C29.

Majaguas, Edo Portuguesa

Foto 35. GPS de guiado automático en labor de

trazado de surquería con antena RTK

Page 28: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

21

3.2.2.2. GPS Guiado automático

Los dispositivos de navegación para agricultura pueden ser empleados de distintas maneras, como

por ejemplo, para la instalación de sistemas de guiado automático (Foto 35). Este sistema permite al

conductor concentrarse en otros tipos de tareas, mientras el piloto automático mantiene el vehículo

en línea, se aumenta la productividad, se mejorará de forma considerable la calidad del trabajo y las

condiciones de los vehículos, además del aumento de la seguridad en la realización de estas labores

tan delicadas; desafortunadamente dicho sistema es muy poco utilizado en Venezuela.

3.2.2.3. Nivelación de tierras con tecnología GNSS

La nivelación de campos con tecnología láser que se incluye en la agricultura de precisión, ha

contribuido a resolver los problemas ocasionados con el manejo del agua de riego, así como

también a resolver los problemas de mal drenaje. Sin embargo, es una tecnología donde se impone

pendientes fijas en las áreas a ser niveladas, es decir, no copia las pendientes naturales y por tanto,

si no se toman ciertas precauciones, se pueden hacer grandes cortes afectando la capa arable.

La tecnología satelital GNSS, en los últimos años ha comenzado a cobrar importancia, la cual a

través de una red de satélites y receptores de GNSS, es capaz

de determinar su posición en cuatro dimensiones (longitud,

latitud, altitud, y tiempo), lo que ha dado lugar a multitud de

aplicaciones civiles y militares (García, 2008). Los sistemas

de navegación conocidos como GNSS (El Sistema Global de

Navegación por Satélite), utilizan constelaciones de satélites

que orbitan alrededor de la tierra y transmiten rangos de

señales, que permiten el posicionamiento de un punto sobre la

superficie terrestre. Estas constelaciones están conformadas

por los sistemas de navegación GPS (USA), GLONASS

(Rusia), COMPASS (China) y más recientemente GALILEO

(Comunidad Europea).

La navegación satelital RTK es un técnica empleada en

levantamientos topográficos. Utilizan el sistema de frecuencia

dual, la cual proporciona una precisión de 1 centímetro ± 2

partes por millón (ppm) en sentido horizontal y 2 centímetros

± 2 ppm en la horizontal (Brown, 2005, Ehsani, 2004). Se han

realizado estudios para determinar la precisión de la tecnología RTK-GPS en la ejecución de

levantamientos topográficos, comparados con el uso de niveles de precisión y las estaciones totales.

Saghravani et al., (2009) llevaron a cabo una investigación, para determinar la precisión vertical del

RTK_GPS, en comparación con el levantamiento topográfico realizado con Nivel automático (Foto

36). Para ello utilizaron un lote de 16 hectáreas, cercanas al campus de la Universidad Putra

Malasia. La comparación de las diferencias entre los 2 métodos indicó 95 % de precisión

confidente, donde las diferencias en las elevaciones de distintos puntos de observación fluctuaron

entre 0 y 10 cm con el sistema GPS. Consideraron que estas pequeñas diferencias permitían el uso

de este sistema satelital para la realización de estudios topográficos. Resultados similares han sido

reportados por otros autores (Caprioli et al., 2004, Kizilet al., 2006, Chulsoo y Sangsoo. 2001).

El sistema GPS norteamericano está constituido por tres partes: segmento espacial, un segmento de

control y un segmento de usuarios. No se entiende un sistema GNSS sin alguno de estos tres

elementos (García. 2008). El segmento espacial está constituido por los satélites tanto de

navegación como de comunicación. Los satélites están colocados en distintos planos orbitales, de

tal forma que cubran la Tierra de manera global, en todo momento. Actualmente el sistema GPS

garantiza un mínimo de 5 satélites visibles en cualquier parte del mundo. En la actualidad tiene una

Nivel Automático

Estación RTK-GPS

Foto 36. Nivel automático y RTK-GPS

Page 29: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

22

constelación de 30 satélites, distribuidos en seis planos orbitales de manera no uniforme, ya que los

satélites adicionales que proporcionan información redundante se han ido añadiendo poco a poco a

la constelación originalmente uniforme de 24 satélites. El segmento control lo constituyen los

denominados satélites GEO que forman los denominados sistemas de aumento. Dichos satélites

retransmiten la información con correcciones procedentes de las estaciones de control en tierra, lo

cual aumenta la precisión del sistema. El sistema de aumento WASS es el utilizado por el sistema

GPS. El sistema usuario está constituido por los equipos de nivelación provistos con el kit de

nivelación con tecnología GNSS.

La nivelación por pendiente variable se ajusta a la topografía natural del terreno con lo cual

garantiza un riego y drenaje perfectos, con un mínimo de movimiento de material (de 300% a 500%

menor que la nivelación por pendiente fija). Con este sistema es posible nivelar cualquier tipo de

terreno, aun cuando se presenten pendientes elevadas. Además, la nivelación por pendiente variable

simplifica y hace más rápido y eficiente el marcado de las bordas, porque uniformiza las curvas de

nivel al eliminar los picos y quiebres que complican el marcado; permite aumentar el

distanciamiento entre taipas asegurándole al productor que entre bordas y borda tendrá un nivel

uniforme, sin lomas ni bajos; disminuye el número de bordas a marcar, y aumenta en un 400% la

velocidad de avance del agua (Guzmán, et al., 2018). Este proceso inicia con la captura del

levantamiento topográfico en dimensiones x, y, z con una precisión de 2,5 cm. Para capturar la

altimetría se recorre el lote, siguiendo una grulla preestablecida. Las coordenadas de cada punto se

capturan de manera dinámica directamente en el programa AGForm-3D de TopCom. Finalizando el

recorrido se tiene de inmediato el perfil 3D del suelo y las curvas de nivel. El programa AGForm-

3D, permite modelar distintos escenarios de nivelación incluso a pendiente variada, generando por

último el plano de cortes y rellenos que se requiere para ejecutar la alternativa de nivelación

escogida. Este sistema trabaja con precisión RTK.

Componentes del equipo de nivelación con tecnología GNSS

Hoy día muchas de la empresas dedicadas a la generación de equipos para la agricultura de

precisión (John Deere, Laica, Topcom, Trimble, entre otras), disponen de los kits de nivelación que

utilizan las señales satelitales, que permiten realizar el movimiento de tierras con pendientes

variables, respeta la pendiente que mejor ajuste del terreno con su caída natural, y solo hace cortes

y rellenos en menor proporción, reduciendo considerablemente el movimiento de tierra, asegurando

una pendiente positiva, referente a la posición en la dirección del riego.

Para explicar los componentes del kit de nivelación, a título de ejemplo se muestra el sistema GNSS

AG1000 de alta precisión y alto rendimiento desarrollado SunNav Technology Co., Ltd

(Figura 1).

Antena

satelital

l

Antena radio

Antena satelital Receptor Rover

Consola de control

Figura 1. Sistema de nivelacion de terrenos con tecnologia GNSS 1

Fuente: SunNav Technology Co, Ltd

Figura 1. Sistema de nivelacion de terrenos con tecnologia GNSS

Page 30: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

23

Los componentes del equipo de nivelación GNSS son los siguientes:

1. Estación base constituida por: a) Antena de radio. b) Antena satelital que recibe las señales de

los satélites c) Base receptora GNSS que corrige en tiempo real las señales del satélite, mejorando

la precisión de la señal

2) Antena satelital móvil montada sobre la pala niveladora,

3) Receptor Rover, ubicado en la cabina del tractor, que recibe las señales de satélites y de la

estación base para calcular las pendientes a implementar durante el movimiento de tierra

4) Consola de control (caja de control), ubicada dentro de la cabina, al lado del operador se

conecta a la antena satelital y al receptor base, encargada de procesar las mediciones en tiempo real

y enviar las señales a la válvula hidráulica, la cual eleva o baja la cuchilla hasta que alcance el nivel

deseado (Hernández y Hernández, 2014).

Los diferentes componentes se unen entre sí mediante cables, que hacen posible la comunicación

entre la estación base, la antena satelital, la consola de control y las válvulas hidráulicas que

controlan el movimiento de la cuchilla de la pala de nivelación. El operador siempre tiene el control

del sistema, el cual puede ser automático o manual. La estación base puede ser fija (ubicada en área

adyacente a los lotes a nivelar), para atender al mismo tiempo varios lotes de nivelación, o móvil

para ubicarla en los lotes a nivelar como la mostrada en la figura 1.

Para ejecutar la nivelación se requiere tener instalado en la consola, el software de nivelación, que

permite ejecutar el movimiento de tierra a pendiente variable, pendiente fija o manual

(desconectando la señal satelital, donde el movimiento de tierra queda a juicio del operador),

basado en el método de los mínimos cuadrados. Los diferentes fabricantes han desarrollado su

propio software tales como: 310 (TopCon), VM-Form (Trimble), Starfire 3000 (John Deere), entre

otros.

Operación del sistema para realizar la nivelacion.

Según Guzmán, et al., 2018, recomiendan las siguientes actividades para ejecutar nivelación con

tecnología GNSS, con fines de riego y/o drenaje:

1. Se instala la estación base en un lugar despejado y se verifica que el receptor y el radio

emisor estén funcionando adecuadamente.

2. Se ubica el tractor con el equipo de nivelación en uno de los lotes a nivelar y se verifica

que el sistema receptor en el tractor este recibiendo la señal de la estación base.

3. Se selecciona un sitio dentro del campo, preferiblemente en su periferia, donde los cortes y

rellenos sean cero, donde se coloca la cuchilla de la traílla haciendo contacto con la

superficie del terreno.

4. Con el equipo se delimita el lote a nivelar realizando un recorrido por su perímetro.

5. Se hace un recorrido en zig-zag en el interior del terreno para registrar su topografía

(coordenadas x,y,z).

6. Se procesa la información topográfica para obtener los planos de curvas a nivel.

7. Se indican las pendientes del terreno y el factor de asentamiento y se procesa nuevamente

para obtener el plano de cortes y rellenos.

8. Se ubica la pala niveladora en un punto del terreno donde no hay corte ni relleno. Desde la

consola de la cabina del tractor, se baja manualmente la cuchilla hasta hacerla descansar

sobre la superficie del terreno para definir la cota de referencia, y se determinan las

pendientes longitudinal y transversal del proyecto. Todos los sitios del campo cuya

elevación es mayor que la cota de referencia son zonas de corte y si están por debajo se

rellenan.

Page 31: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

24

9. Para iniciar el movimiento de tierra, se cambia de la posición manual a la posición

automática.

Sánchez, et al., 2020, en la Unidad Empresarial de Base Agrícola “Cubanacán” de la Empresa

Agroindustrial de Granos en Los Palacios, Pinar del Río, Cuba, evaluaron el sistema de nivelación

con tecnología GNSS en comparación con las tecnologías Land Plane y Láser. Para la tecnología

GNSS utilizaron el kit de Topografía y diseño y el Kit de Nivelación a pendiente variable sistema

310 de TOPCON. El objetivo principal fue evaluar la tecnología GNSS, para realizar levantamiento

topográfico, obtener mapas de diseño, trazados de taipas (camellones) y nivelación de precisión en

lotes de arroz. Seleccionaron un área total de 117 ha, distribuidas en tres sectores para los

tratamientos experimentales, donde fueron distintos el levantamiento topográfico, la nivelación y el

trazado de los diques. La descripción de cada tratamiento fue la siguiente: Tratamiento 1 (T1) con

un área de 54 ha con tecnología Tradicional donde se alisó el terreno mediante Land Plane sin

controlador automático. Tratamiento 2 (T2) de 34 ha con tecnología de Nivelación guiada por un

Sistema Láser. Tratamiento 3 (T3) de 29 ha, tecnología de Nivelación GNSS con Sistema 310

GNSS a Pendiente Variable. En las pruebas de levantamientos topográficos se demostró que con la

Tecnología GNSS se obtuvo un incremento de 450 %, es decir que de 2 ha/hora en la nivelación

laser se llevó a 9 ha/hora con GNSS. En relación al movimiento de tierra en la nivelación laser el

volumen de corte/ha fue de 418 m³/ha, mientras que con GNSS 135 m³/ha, es decir una reducción

de 66,7 %. De forma preliminar, se constató que la altura de la lámina de agua en el tratamiento

con tecnología GNSS se mantuvo por debajo de 10 cm. Lo anterior evidenció los beneficios

ambientales de la Tecnología GNSS en el ahorro del agua y la conservación de suelos

3.2.2.4. Nivelación de campos con estaciones totales robóticas

El sistema consiste en una estación total con servomotor

de rastreo y una unidad de control remoto de

posicionamiento que controla la estación total como un

emisor y recolector de datos (Figura 2).

Tanto la estación como la unidad de control remoto se

conectan por ondas de radio, por lo que es posible

trabajar en la oscuridad. Una vez colocada en sitio de

coordenadas y altitud conocidas, por medio de un botón

se transfiere el control de la estación a la unidad de

control remoto de posicionamiento, constituido por el

prisma y el colector de datos. A partir de este momento,

el operador se puede desplazar dentro del área de trabajo

con la unidad de control, dado que a través de una

cámara de detección, hace el seguimiento y puntería al

prisma de forma automática, es decir busca por su

cuenta el objetivo, haciendo un barrido hasta que lo

encuentra. Funciona con una controladora asociada vía

radio o Bluetooth, lo que permite que un solo operario

pueda trabajar en la toma o replanteo de puntos recolectando los datos. Las estaciones robóticas

vienen con programas de aplicación incorporados, que junto con las características mencionadas

previamente, permiten tanto en los trabajos de levantamiento como en los de replanteo, la operación

del sistema por una sola persona (Cruz Meléndez, 2008).

Las estaciones robóticas también se pueden utilizar para la nivelación de campos con pendientes

variables y/o fijas, con mayor precisión que con la tecnología RTK- GPS. Para ello, el receptor se

ubica en la traílla niveladora y la consola de control en la cabina del tractor.

Estación total

Receptor

(prisma)

Recopilador de datos

Figura 2. Estación total robótica Leica VIVA TS12

Page 32: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

25

3. 3. Sistema de Información Geográfica (SIG).

Los SIG son un conjunto de herramientas computarizadas para la recolección, el almacenamiento,

la búsqueda, la transformación, el análisis y el despliegue de información espacial. En un sentido

más amplio, es cualquier conjunto de procedimientos manuales o computarizados, para almacenar y

manipular datos georeferenciados geográficamente.

La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El sistema permite

separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente,

permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, facilitando al profesional la posibilidad

de relacionar la información existente a través de la topología geoespacial de los objetos, con el fin

de generar otra nueva que no podríamos obtener de otra forma.

En Venezuela se ha desarrollado SIG tanto en el sector oficial y como en el sector público, con

diferentes finalidades. En el sector agrícola, el departamento de Geomántica de Agrotec, elaboró los

SIG de las fincas de los centrales azucareros: Portuguesa, Carora y La Pastora y de la finca La

Estancia del Sr Miguel Carrasquero en Turén, dedicada a la siembra de maíz y de otros cultivos.

En todos los SIG desarrollados por Agrotec, se utilizó el

sistema Mapinfo, por su simplicidad. En la finca La

Estancia, Turén, Estado Portuguesa, las actividades

cumplidas para el montaje de este sistema fueron los

siguientes:

Utilizando la Estación total se hizo levantamiento

planialtimétrico detallado de la finca, de todos los

elementos que la integran: perímetro, carreteras, lotes,

árboles, canales de riego y drenaje, afluentes de agua,

tendidos eléctricos, instalaciones, etc. (Mapa 6). Para

obtener el plano topográfico con curvas a nivel e

intérvalos de 20 cm, se hizo la digitalización para crear

las capas de los diferentes elementos que lo componen

(perímetro del predio, bosques, lotes de siembra, curvas

de nivel, caños).

La superposición de las capas digitalizadas, es para

conformar el plano de conjunto de la finca o plano

básico, al cual se le anexa la base de datos con la

información sobre: número del lote, área del lote,

perímetro y los datos disponibles en la finca: análisis de

suelo, precipitación, fechas de siembra, cultivares,

agroquímicos utilizados, fecha de cosecha, rendimientos

de los cultivos, etc.

La superposición de capas sobre el mapa básico, permite

desplegar información georeferenciada de: desniveles

topográficos (Mapa 7), unidades taxonómicas de suelo,

áreas afectadas por mal drenaje, sectores con ataques de

plagas, etc.

Para la creación de capas temáticas de las diferentes actividades de las fincas, se requiere adjuntar

al plano base, la base de datos correspondiente. Por ejemplo para crear la capa cosecha, su base de

datos estaría conformada por: número del lote, área lote, cultivar sembrado, fecha de cosecha,

rendimientos. De cada actividad de la base de datos se puede desplegar un mapa temático, como

Mapa 6. Estudio topográfico detallado finca la Estancia, Turén, Estado Portuguesa (plano base)

Mapa 7. Superposición capa de curvas sobre plano base

Page 33: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

26

por ejemplo en el Mapa 8, se muestran los rendimientos de maíz en diferentes lotes, agrupados por

rangos de producción. Si quisiéramos analizar la razón de la variabilidad tendríamos que superponer

capas, tales como: desniveles topográficos, textura, niveles de fertilidad.

Los sistemas de información geográfica son de gran utilidad, cuando se trata de realizar trabajos de

reingeniería en fincas, conducentes a mejorar las

prácticas de manejo (riego, mecanización, drenaje,

cosecha etc) donde antes de emprender la nivelación

de cada sector de la finca, es conveniente realizar un

pre diseño para comparar diferentes alternativas.

En el Mapa 9, se muestra el lote 67 de la finca Las

Margaritas, de la agropecuaria El Retorno en Turén,

dedicada a la producción de caña de azúcar. Con la

superposición de las curvas de nivel del lote sobre

la capa tablones, se elaboró el anteproyecto de riego

y drenaje. En el diseño original se observa la

diversidad de orientaciones de los surcos en los 24

tablones existentes, que son causantes de retardo de

la cosecha mecánica. Con el diseño propuesto se

redujo a 12 el número de tablones y tan solo 2

direcciones de surquería, que mejoraría la eficiencia

de la recolección mecánica.

Utilizando el SIG de la finca, se determinaron

algunos parámetros a objeto de comparar ambos

diseños, cuya información se indica a continuación:

El área efectiva se incrementó en 3,6 hectáreas

(4,9 %)

El área ocupada por callejones se redujo en 3,65

ha (4,3 %)

Se redujo considerablemente la longitud de

canales de riego (acequias de cabecera) de 6.916

metros a 2.940 metros (57,48 %), para reducir

notablemente las pérdidas de agua por infiltración profunda, mejorando su disponibilidad para

satisfacer los requerimientos de agua de la plantación.

La longitud de canales de drenaje disminuyó en 54,40 %, con lo cual se reducen los costos de

mantenimiento de la red.

La longitud de los surcos, se incrementó en promedio de 130 m a 300 metros, disminuyendo el

tiempo de la las labores culturales y cosecha

mecanizada.

3.4 Drones en la agricultura

Son vehículos aéreos no tripulados, equipados con

instrumentos de última generación como: GPS, sensores

infrarrojos, cámaras de alta resolución y controles de radares

(Debot Euro). En el mercado se consiguen el tipo Alas Fijas

y el Multirotores, los cuales difieren en su

desplazamiento. El modelo Ala Fija (Foto 37), tiene un

vuelo parecido al de un avión, que según el modelo pueden

Mapa 9. Prediseño lote 67, Las Margaritas.

Turén, Portuesa. 2007.

Diseño Original Diseño Propuesto

Mapa 8. Rendimientos de maíz finca La Estancia. Turén, Portuguesa. 2007

Foto 37. Dron de alas Fijas marca Trimbler

Page 34: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

27

cubrir en un vuelo desde 100 hasta 500 hectáreas. El

multirotores es una herramienta que puede recorrer unas 15

hectáreas por vuelo, pero tiene una mayor versatilidad que el de

alas fijas, porque puede despegar y aterrizar en vertical y 01

moverse para todos lados (Foto 38).

0+| Estos modelos pueden llevar cualquier tipo de cámara,

lo cual va a modificar los minutos de vuelo y su autonomía.

Pueden ser cámaras de video, de fotos a color (RGB),

multiespectrales y termográfícas. Los vuelos se pueden realizar

tanto manuales como automáticos, aunque es recomendable el

vuelo automático, para evitar choques contra algún obstáculo, lograr mayor precisión en la toma de

las imágenes y por ende en la calidad de los mapas que se generan de su procesamiento. Permiten

evaluar las condiciones de los terrenos monitoreados, gracias a sus grandes ventajas para sobrevolar

los campos y los cultivos, por lo que no es completamente necesario recorrer todo el cultivo

personalmente para detectar los problemas que este sufre, ya que con los drones el procedimiento de

evaluación se puede hacer de forma virtual, aplicando tecnologías de cámaras con alta definición e

información georeferenciada para su ubicación exacta. Los drones constituyen una tecnología que

ayuda a los múltiples procesos de la agricultura. Lo más importante es poder determinar de forma

prematura y eficiente la incidencia de enfermedades, plagas, malezas y los posibles efectos futuros

de daños climáticos como las sequías.

3.4.1. Monitoreo de campos de cultivo

En los últimos años, los drones se han convertido en una herramienta que agiliza la toma y

procesamientos de datos, mediante la captación de fotografías aéreas tanto con cámaras RGB, como

espectrales y termográficas, las cuales permiten el monitoreo permanente de un cultivo desde la

siembra hasta la cosecha, ayudando a los agricultores a reaccionar rápidamente ante la presencia de

malezas, plagas y enfermedades (www.dronear 360. com).

Con un dron podemos capturar imágenes de alta precisión de los campos, cubriendo hasta cientos

de hectáreas en un solo vuelo, sin el costo y la molestia del uso de aviones y con una resolución

mucho mayor a la que podríamos obtener con imágenes de satélite, pudiendo realizar incluso los

vuelos en días nublados. Mediante el uso de software de procesamiento de imágenes, se pueden

transformar las imágenes individuales en un mosaico continuo de gran tamaño. Permite aplicar

algoritmos como NDVI (Normalized Difference Vegetation) que es un índice que se utiliza para

estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación.

3.4.2. Cámaras multiespectrales.

Constituidas por 5 cámaras: Una RGB y 4 multiespectrales en diferentes bandas de espectros de luz:

verde, roja, azul, borde rojo e infrarojo, que permiten la obtención de diferentes tipos de mapas: 1)

Mapas a colores reales, tal como se pueden visualizar en campo y también para la altimetría del

terreno 2) De la banda infra rojo se determina la biomasa y con ello se predicen los rendimientos del

cultivo 3) Con la banda roja se logran mapas más complejos como los niveles de clorofila que

tienen que ver con el nivel de nitrógeno de las plantas. También estas cámaras permiten determinar

áreas con problemas de malezas, plagas y enfermedades, de cuyos mapas, los especialistas del agro

derivan recomendaciones para mejorar el manejo de las fincas. (Fintan Carrigan, 2019).

3.4.3. Cámaras termográficas

Se utilizan para detectar estrés hídrico, midiendo la temperatura de los cultivos, y mediante un

software especializado se obtienen las ortofotografías térmicas o termografías (Aerial insights.com).

Pueden captar la radiación infrarroja (calor) que emiten los objetos, cuya emisión es mayor cuanto

Foto 38. Dron multirrotor DJI Phantom 4 RTK

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más caliente se encuentren. La longitud de onda de esta energía oscila entre unas pocas micras a

miles de micras, es decir, son mucho más largas y están completamente fuera de rango visible al

ojo humano (450 -750 nanómetros). Son capaces de captar décimas de grado centígrado dado que la

precisión es importante (Aerial insights) y se utilizan para estimar los requerimientos de riego y los

excesos de agua, en los diferentes sectores del predio.

Con la correcta utilización de imágenes multiespectrales obtenidas de drones, existe una

aproximación a lo que sería una radiografía de los cultivos, identificando problemas que alteran el

buen comportamiento de los mismos y que a simple vista no se ven; esto facilita una gestión

inmediata, para apoyar de manera adecuada a la productividad de los cultivos, permitiendo también

el uso de agroquímicos u otros insumos que aportan a su buen desarrollo, en el momento preciso.

Un adecuado análisis de las imágenes obtenidas, previene problemas como plagas, estrés hídrico,

estrés por nitrógeno, entre otros (González. et al., 2015).Tanto la teledetección como la

fotogrametría moderna son ciencias de gran ayuda y utilidad en todo este tipo de procesos, por sus

aportes durante las fases de un cultivo. Sobre la base de técnicas apropiadas de interpretación del

territorio, es posible determinar que áreas son cultivables de acuerdo con el tipo de suelo y sus

características, así como las épocas y los rubros más apropiados en una zona predefinida; durante el

crecimiento y desarrollo del cultivo se puede hacer un seguimiento y monitoreo con el fin de ver su

comportamiento, en cada una de sus etapas, teniendo la posibilidad de tomar decisiones idóneas en

momentos críticos que pudieran poner en riesgo la productividad y la calidad.

A título de ejemplo, en la foto 39 se

muestran dos lotes de terreno regados por

goteo y micro aspersión, respectivamente,

(Riveros, G. 2018) en los cuales se

superpuso la imagen tomada con la cámara

termográfica sobre la imagen RGB. Los

colores verde claro, corresponden a los

sectores con menor temperatura, es decir,

donde el suelo tiene mayor contenido de

humedad, mientras que los rojos son los

sectores con mayor temperatura (menor

humedad), y además se presentan sectores

con temperaturas intermedias entre ambos.

Se observa la gran variabilidad en los

contenidos de humedad tanto en el lote

regado por goteo como en el de micro

aspersión. Estas imágenes requieren ser

analizadas por especialistas agrícolas, quienes pueden determinar si las causas de las mismas, son

motivadas por obstrucción de los emisores por falta de mantenimiento de los equipos, variaciones

en la capacidad de retención de humedad de los suelos o por desniveles topográficos que conlleven

a sectores con problemas de mal drenaje. En primera instancia, se observa que el patrón de

distribución en ambos lotes es más o menos similar lo cual descartaría el efecto de los métodos de

riego. La segunda opción pareciera cobrar mayor vigencia, donde la variabilidad en los suelos

podría determinar que los sectores rojos (secos) correspondan a suelos de texturas arenosas con

menor capacidad de retención de humedad, mientras que los de color verde conciernen a suelos

pesados, con mayor retención e inclusive con problemas de mal drenaje, al ocupar una posición

topográfica de bajío. Al superponerle la imagen con las curvas a nivel, es posible visualizar los

lomos y bajíos así como la red de canales existentes. Este ortofotomapa está georeferenciado, por

lo que se podría proponer un nuevo diseño de la red de drenaje en el sector afectado, para facilitar la

salida de los excesos de lluvias. Estas premisas tienen que ser corroboradas en campo por un

Foto 39. Foto mosaico de áreas de campo sembrado de nogales, regados por goteo y micro aspersión

Fuente: Riveros, G. 2018

Page 36: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

29

edafólogo, quien tomará muestras de suelo con barreno para su análisis en laboratorio y realizara

observaciones sobre el estado de salud de las plantaciones de las especies existentes en cada uno de

los sectores. La producción de estas herramientas ha permitido el desarrollo de la Agricultura de

Precisión.

3.4.4. Labores culturales

El piloto automático, las antenas RTK y los

monitores de pantalla, han sido incorporados

en los implementos para la labranza de

terrenos, así como también en los equipos de

pulverizaciones, fertilización y siembra. En

estos últimos, dada la gran variabilidad de los

terrenos, estas aplicaciones permiten trabajar

por sectores, con dosificación variable, con lo

cual se logra menor cantidad de insumos.

En los últimos años se han desarrollado drones

industriales (foto 40), para la aplicación de

agroquímicos tales como: fungicidas,

insecticidas, herbicidas y fertilizantes. Se han

desarrollado varios modelos de estos drones,

siendo uno de los más utilizados el DJI Agras

MJ1S, de la empresa china DJI (Toro, 2018),

de gran tamaño, que presenta las siguientes

características:

En el modo automático, el dron se desplaza hacia adelante y hacia atrás, no se desplaza hacia los

lados. Esta forma de vuelo garantiza una aplicación homogénea de los agroquímicos sobre los

cultivos. El área de aspersión depende de la programación del vuelo, del ancho de la faja de

pulverización y de la velocidad utilizada. Con un ancho de faja de 3 m el área cubierta con una

batería es aproximadamente 0,5-0.6 hectáreas, mientras que con 6 m que es lo máximo, cubre cerca

de 1,3-1,5 has. Puede volar desde 1 ½ a 3 ½ metros de altura, manteniendo una altura constante

sobre el terreno, dependiendo como se gradúe el sensor que tiene debajo del tanque, siempre y

cuando la topografía no sea muy quebrada.

Como mínimo se requieren 12 baterías, con las cuales se pueden fumigar entre 6 y 12

hectáreas/hora, dependiendo del ancho de la faja. El tiempo de vuelo es de 15 minutos, es decir que

con un ancho de faja de 6 m, se logra una hectárea. Puede fumigar 6 hectáreas por hora con su

tanque de 10 litros.

Se recomienda para cultivos de grandes extensiones (arroz maíz, soya, caña de azúcar, plátanos,

entre otros).

Componentes del dron DJI Agras MJ 1 S

Posee 8 motores.

Tanque para los agroquímicos de 10 litros de capacidad.

Consta de 2 bombas, una maneja las mangueras delanteras y la otra las traseras que distribuyen

el agroquímico a los aspersores ubicados debajo los rotores.

Lleva 8 boquillas de aspersión, intercambiables y graduables según el tamaño de gota

requerido, para ajustarlas tanto a las necesidades de las plantaciones como a las propiedades de

las formulaciones, siendo compatibles con cada tipo de plaguicidas, fertilizantes u otro

agroquímico de aplicación foliar. Un sensor anti obstáculos (opcional), que no tiene cámara, es

Foto 40. Dron industrial Agras DJI MJ1S en labor de pulverización

Fuente: http://agrovoz.lavoz.com.ar/.

Page 37: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

30

un sensor de ultrasonidos que es una especie de onda, que impide que el dron choque con

cables, árboles, etc.

Cuenta con 3 radares de microondas que recogen información del terreno en tiempo real siendo

capaces de percibir las irregularidades de este, ajustan la altura del multicóptero y la

atomización de la formulación a las características del suelo, realizando una fumigación

eficiente.

Una batería de 4 kg de 12.000 miliamperios.

Posee 2 antenas RTK (opcional) que capta las señales de los satélites y las envía al GPS del

dron, para mejorar la precisión de los solapes de la pulverización, dando como resultado una

aspersión homogénea del campo.

El control remoto para manipular el dron, tiene en la parte frontal un botón de retorno que

cuando se trabaja en forma automática, al agotarse la batería retorna al sitio de partida y aterriza

solo. También en la parte frontal tiene presenta una perilla para seleccionar los tipos de vuelo

que pueden ser Smart, Manual y Manual Max, además del modo automático. En la parte

posterior tiene las perillas que permiten controlar la velocidad de vuelo y la apertura de las

boquillas. Con un control se pueden manipular hasta 5 drones.

Aplicación (software) para la programación del vuelo, específica de acuerdo al modelo de dron.

En el DJI Agras MG 1 S, se utiliza la aplicación DJI Agras MJ 1 S.

3.4.5. Control del vuelo

Para controlar el vuelo, se requiere utilizar una aplicación de un software específico. En este

modelo se utiliza DJI MJ que se encuentra dentro del control remoto, al cual se le debe dar las

coordenadas UTM del perímetro del área a tratar y el ancho de la banda de pulverización, a fin de

graficar el número de vuelos requeridos. Se pueden programar varios drones a la misma vez para

ser operados con un solo mando, en el caso de trabajos en áreas de grandes dimensiones.

3.4.6. Ventajas de la aplicación de agroquímicos con drones

Se logra mayor precisión y velocidad del proceso de pulverización homogénea con las

boquillas.

Las aplicaciones con drones son más rápidas que las aplicaciones a mano. Por ejemplo, si una

persona en un cultivo de plátanos hace 5 has, con este dron puede hacer de 25 a 30 has, sin

riesgo de contaminación de las personas de la finca, lográndose una aspersión más homogénea

y eficiente, ya que el dron es programado con GPS y no va a dejar áreas sin fumigar. Además,

hoy día en muchas partes del mundo hay déficit de mano de obra para ejecutar estas labores

culturales, aunado a que muchos de ellos no desean estar en contacto con agroquímicos, para

evitar daños a su salud.

Mediante la aspersión con drones se evita las pérdidas por deriva, que ocurren al salir el líquido

de las boquillas cuando se usan avionetas, donde el viento hace que parte de las gotas se

desplace y no caiga en el objetivo, dado que la avioneta va a una velocidad muy alta, al

momento que comienza la aspersión, las gotas chocan con el viento, se hacen más pequeñas, se

evaporan no llegan al punto destino y se pierden. En cambio con el dron, solamente el 20 % del

agroquímico es lo que se pierde, en comparación con el 50% del avión.

El dron trabaja a ultra bajo volumen, ello significa, que por cada tanque se debe poner la

cantidad del agroquímico requerido para el área que puede cubrir el dron en el tiempo de vuelo.

Por ejemplo, se quiere asperjar 1,5 hectáreas en 10 minutos, lo cual significa que si la dosis de

los agroqíuimicos es de 4 litro por hectárea, se utilizarán 6 litros y se completa con agua hasta

Page 38: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

31

llenar el tanque de 10 litros. Con 8 baterias, este dron puede asperjar 30 hectareas/dia (Alfonzo,

M., et al. 2021).

Este dron viene con 2 antenas RTK, que determina una precisión de GPS que la pasa de métrica

a sub métrica, que podría ser entre 15 y 20 cm, dándonos una precisión muy exacta.

Los drones tienen otra gran ventaja y es su alta resolución al compararlas con imágenes

satelitales de “open data”, dada la baja altura a que se desplazan sobre el cultivo.

Las nubes no afectan la calidad de las imágenes, por la baja altura de vuelo.

Pueden sobrevolar los campos en condiciones de alta humedad del terreno, donde no es

conveniente el desplazamiento de maquinaria agrícola.

3.5. Tecnología de monitoreo de campos por ambiente.

Las cosechadoras cuentan con un monitor que tiene todas las aplicaciones necesarias para hacer las

mejoras en cosecha tales como: 1) Piloto para dirigir automáticamente la máquina. 2) Mapeo en

tiempo real, cuya información se puede plasmar en un software para después tomar decisiones y

saber cómo fue nuestro rendimiento en todos los sectores del campo. 3). Antena de radio RTK que

permite tener la mayor precisión posible que existe en el mercado, hasta 2,5 cm de error máximo, lo

cual es muy importante para algunos cultivos, donde se requiere una precisión de esta magnitud.

4) Sensores de segunda generación para hacer el mapeo de rendimiento.

Los monitores de rendimiento obtienen información sobre la cantidad (granos recolectados por

unidad de tiempo) y la calidad del producto cosechado (entre otras características, % granos

partidos y la humedad del producto). Es tal vez la principal herramienta en el manejo agronómico

con agricultura de precisión porque da el punto de partida para poder hacer un manejo por

ambiente, y desde ahí, comenzar a ubicar cuales son los factores agroclimáticos que están

limitando la mejor productividad dentro de los campos de cultivo. Es una herramienta que permite,

generar un mapa de distribución espacial dentro de los campos, basados en la productividad

obtenida metro a metro en el campo y para eso utiliza varios sensores y la tecnología de GNSS

(Sistema de navegación por satélite global, y es el término genérico estándar para sistemas de

navegación por satélite que proporcionan posicionamiento geoespacial autónomo con cobertura

global). Este término incluye, lo que conocemos como GPS para poder ubicar y georeferenciar esta

medición (Gonzalo Ángel Juan, 2016).

Los principales componentes del monitor de rendimiento son 5: Antena GPS, el sensor de humedad

y temperatura, el sensor de rendimiento

ubicado en la parte superior del elevador y los

sensores auxiliares que permiten mediciones

del movimiento de la máquina, para simular la

motricidad y hacer un mapa georeferenciado

de las ubicaciones. Estos mapas generados en

el monitor del tractor, muestran a colores los

rangos de rendimientos de cada lote

cosechado, indican cómo se inició la cosecha,

cuál fue el sentido del trabajo y lo más

importante caracterizan las zonas de mejor

rendimiento. Estos mapas permiten determinar

los factores que ocasionan la variabilidad de

los rendimientos en los lotes: climáticos,

agronómicos o si se trata de factores

intrínsecos del suelo. Conocidas las

limitaciones es posible determinar la

Color Ambiente Área (Ha)

Bajo potencial 2.77

Potencial

ntermedio

6.04

Alto potencial 2.60

Fuente: Guzmán, et al. 2018

Mapa 10. Mapa por ambiente obtenido de imagen satelital.

Lote 23, finca Piamonte. Meseta de Ibagué.

Page 39: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

32

necesidad de ajustar las dosis de agroquímicos, o corregir las deficiencias topográficas, etc.

La tecnología de elaboración de mapas por ambiente ha sido utilizada dentro del programa

AMTEC de Fedearroz, con el objetivo de aumentar los rendimientos y disminuir los costos de

producción en Colombia, obtenidos a partir de los datos recolectados por una cosechadora que

incluye un sistema de posicionamiento global, junto con un sistema de sensores que permiten

calcular la cantidad de grano cosechado por unidad de superficie, o por medio de imágenes

satelitales, las cuales a través del análisis del NDVI (Índice de vegetación Normalizado), permiten

dentro de un lote la definición de sectores de alto, medio y bajo índice de verdor dentro de un lote.

En este sentido, evaluaron un lote de 11 hectáreas en la Meseta de Ibagué para manejo agronómico

por ambiente, utilizando para ello imágenes de satélite (Mapa 10). Se logró aumentar los

rendimientos en el sector con bajo potencial en un 43% y en el sector con potencial medio en un

26%. Estas mejoras se obtuvieron mediante la identificación de factores limitantes, y su

modificación a lo largo de dos ciclos del cultivo Guzmán, et al., 2018.

El procedimiento utilizado en esta finca para el manejo por ambiente fue el siguiente:

1. Obtención del mapa por ambientes del lote, mediante imágenes satelitales, herramienta que

identifica en un per período de tiempo la variabilidad temporal utilizando el índice de verdor

(NDVI), el cual es un índice usado para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la

vegetación, sobre la base de la medición por medio de sensores satelitales, de la intensidad de la

radiación de ciertas bandas espectrales, roja e infrarroja que la vegetación emite o refleja, y

luego con esta información se hacen mapas de ambiente a una resolución de 30 m x 30 m por

cada pixel. (Mapa 10).

2. Identificación de puntos georeferenciados en cada uno de los ambientes, ubicados en sectores

altos y bajos del terreno, con el fin de realizar la caracterización de los mismos e identificar así

las variables que están limitando o potencializando la producción, antes, durante y después del

ciclo del cultivo.

3. Caracterización de los ambientes

3.1. Caracterización física del suelo, en donde se evaluaron variables como: compactación del

suelo, textura, densidad aparente, porosidad, velocidad de infiltración del agua. Se hizo una

pequeña calicata, donde se delimitaron los estratos de suelo con el fin de tomar las muestras de

cada uno de ellos, para análisis físico-químico en el laboratorio. La compactación se midió con

penetrómetro y las otras variables físicas se obtuvieron por la metodología bien conocida para

su determinación, como la densidad aparente y porosidad obtenida con el muestreador Uhland,

y la velocidad de infiltración con el método del cilindro.

3.2. Caracterización química, donde se obtuvo información del pH, salinidad, macro y

micronutrientes, capacidad de intercambio catiónico.

3.3. Después de la siembra se evaluaron los componentes de rendimiento: Número de plantas,

macollamiento y panículas efectivas por metro cuadro, por ambiente en cada uno de los sitios

preestablecidos con marcos de 50 x 50 cm2. Además realizaron un monitoreo fitosanitario

durante todo el ciclo, siguiendo la metodología descrita en los manuales hechos por Fedearroz,

los cuales permiten identificar los umbrales de daño económico de las variables monitoreadas

3.6. Utilización la Inteligencia Artificial para medir áreas con imágenes de satélite.

En el 2017 la División de Investigaciones Económicas de Fedearrroz, inició un proyecto para medir

las áreas establecidas con arroz en los diferentes departamentos de Colombia, utilizando imágenes

satelitales, cuyos resultados para la región de los llanos orientales se obtuvieron en marzo del 2020.

El sector arrocero Colombiano cuenta con más de 210 municipios y más de 23 departamentos. De

Page 40: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

33

estos 24 departamentos 4 representan el 75 % de la producción nacional de arroz: Casanare, Meta,

Tolima y Huila. Si bien en Tolima y Huila hay distritos de riego, que generan una relativa

estabilidad de las áreas de producción, en el caso del Casanare y Meta que dependen mucho de las

condiciones climáticas y de otros factores, hacen que la producción sea altamente volátil, por lo

tanto, su medición en forma oportuna y acertada, es importante, por lo cual en el primer trimestre de

cada año, se hace un censo para determinar el área sembrada, los rendimientos y otras variables

agronómicas, para planificar las actividades de asistencia técnica, a desarrollar con los agricultores

en el manejo de sus plantaciones. Por muchos años, la información fue lograda con el apoyo de

personal técnico, mediante visitas a las fincas de los agricultores, lo cual requería mucho tiempo y

alto costo. Por ello, decidieron utilizar en los Llanos Orientales, técnicas de inteligencia artificial

para medir con exactitud áreas de siembras de arroz en condiciones de secano, herramientas que

resultaron muy útiles para la incorporación de nuevos lotes de siembra (Brackel y Martínez, 2020)

En las zonas arroceras de los Llanos Occidentales de Venezuela, la situación económica por la que

ha atravesado el país, ha conllevado a cambios drásticos en el uso de la tierra, particularmente en la

producción de cereales, donde muchos agricultores han sustituido campos de arroz o maíz por caña

de azúcar o bien para la siembra de pasto para la alimentación animal; así como también la

sustitución de las siembras ajonjolí y girasol por frijol mungo (Vigna radiata). A futuro, cuando

cambie la situación país, y se inicien los planes para mejorar la producción agrícola de esta región

llanera, mediante la recuperación de fincas, mejoramiento de la red vial, saneamiento de las redes

de drenaje, nivelación de campos, etc se requerirá un diagnóstico de la problemática de cada uno de

sus zonas agrícolas. En este sentido, la metodología desarrollada con éxito en los Llanos Orientales

de Colombia, constituye un buen ejemplo para ser implementado en Venezuela, razón por la cual a

continuación se transcribe la información publicada recientemente por La División de

Investigaciones Económicas de Fedearrroz (Martínez y Barón, 2020)

La información del censo arrocero de los Llanos

Orientales se obtiene generalmente mediante

entrevistas directas realizadas a los productores

arroceros entre los meses de mayo y junio. El censo

tiene como objeto medir el área sembrada de arroz en

las fincas, por municipio. Para alcanzar este objetivo

durante el primer semestre de 2020 utilizaron imágenes

de satélite. Dado lo extenso del territorio resultaba

antieconómico la utilización de drones, por lo cual para

la realización de este proyecto utilizaron los satélites

Centinel 1 y Centinel 2 (Foto 41), de la Agencia

Espacial Europea, que al estar ubicados a 180.000 km

de la tierra, pueden abarcar una amplia extensión de

área, con lo cual se logra gran cantidad de información. Son imágenes gratuitas: ópticas y de radar.

Las ópticas se obtienen cada 5 días, tiempo durante el cual el satélite pasa por el mismo lugar

(Frecuencia estacional). De estas imágenes de la cobertura terrestre, se pueden obtener varios

parámetros tales como: Índices de la salud de los cultivos, estimación de la la temperatura y

humedad del suelo, la condición de la vegetación existente. Sin embargo, por la alta precipitación

de los Llanos Orientales se presenta mucha nubosidad, por lo que fue necesaria la utilización de

imágenes de radar, las cuales trabajan en otra frecuencia distinta a la óptica. El radar permite

obtener imágenes de la corteza terrestre, independientemente de la condición climática. Estas

herramientas permiten obtener información que muchas veces nuestros sentidos, no logran percibir

al trabajar en una longitud de onda, distinta a la de nuestros ojos.

Foto 41. Imagen Satélite Centinel 1

cortesía de

Page 41: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

34

Utilizaron la técnica de Inteligencia Artificial (IA). Kaplan y Haenlein (2018) definen la

Inteligencia Artificial como la capacidad de un sistema para interpretar correctamente datos

externos, para aprender de dichos datos y emplear esos conocimientos con el fin de lograr tareas y

metas concretas a través de la adaptación flexible. Algunos autores coinciden en definirla como la

capacidad que le damos a las máquinas para aprender (Brackel, et al., 2020).

La manera como las máquinas aprenden se agrupan en 3 grandes paradigmas: 1. Aprendizaje

supervisado, que es algo similar a cuando a un niño se le está enseñando a reconocer los objetos

del entorno como cuando se le muestra eso es un vaso y a través de la repetición va aprendiendo y

cuando encuentra un vaso y aunque tenga una forma diferente va poder clasificarlo. En el algoritmo

empleado para este proyecto, se utilizaron lotes de arroz, de maíz, soya, o fincas con cultivos de

palma o de pasturas como insumos. 2. El Aprendizaje no supervisado, por el contrario, va

aprendiendo por si solo a partir de los datos, pudiendo agrupar los pixeles de las imágenes por sí

mismo. La ventaja que tiene es que no se reqiere etiquetar las coberturas, tal como se hace en el

aprendizaje supervisado donde para que aprenda se tiene que dibujar los lotes, tomar datos de

campo, por lo tanto es un proceso algo más rápido. 3. Aprendizaje reforzado, actualmente en

desarrollo, donde se le dan estímulos o castigos para que aprenda.

3.6.1. Metodología desarrollada para identificar y cuantificar áreas con arroz en los Llanos

Orientales.

Para facilitar la comprensión del trabajo realizado es conveniente analizar las imágenes ópticas

obtenidas del satélite. En la Foto 42, tomada en los límites entre los departamentos de Arauca y

Casanare, se observan unos números de una de las bandas. El satélite tiene un sensor que capta la

cantidad de energía reflejada por los objetos existentes en la corteza terrestre, los procesa y los

convierte en números, cuya valoración depende de la cantidad de energía captada. A la derecha de

la imagen, la mayoría de los valores de los pixeles (cuadritos que componen una imagen) están

alrededor de 140, mientras que hacia el centro, donde hay vegetación, los valores están entre 70 y

80. Al lado izquierdo, los valores son cercanos a 100 y corresponden a un suelo con cierto

contenido de humedad. Esta numeración permiten obtener las matrices o arreglos, es decir hacer

agrupaciones por valores similares o por diferenciación.

Foto 42. Imagen óptica tomada en los límites de los departamentos de Arauca y Casanare,

Colombia.

Cuando se tenían las imágenes de reconocimiento, ópticas y de radar, como la observada en la Foto

43, tomada en Ibagué (Departamento del Tolima), lo primero fue hacer un análisis exploratorio, a

fin de obtener una clasificación con una red neuronal lo que permitió determinar el Índice de Área

Foliar (IAF), parámetro agronómico y biológico muy importante para predecir o pronosticar de

cierta manera el rendimiento de los cultivos, mirar la eficiencia fotosintética de los mismos; en el

gráfico, los colores más verdes indican que el cultivo tiene un IAF mayor, en una etapa de máximo

Page 42: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

35

Foto 43. Imagen donde se ha clasificado el estado de desarrollo del cultivo mediante el IAF.

Ibagué.

crecimiento vegetativo. También permite diferenciar estados fenológicos y deficiencias

nutricionales en el cultivo.

En el caso de Villavicencio, en una primera etapa del diagnóstico utilizaron índices que estuvieran

relacionados con el suelo, no tanto con la vegetación, porque el interés en un principio, era

clasificar áreas preparadas. Al graficar el índice B12- soil vs el índice NDVI, los cuales estaban

normalizados porque se trabajaron previamente con diferentes algoritmos (conjunto de

instrucciones que se dan a una computadora para que, a partir de unos datos de entrada, construya

unos datos de salida), se puede ver los diferentes clases de uso de la tierra: Bosques, pasto, palma

africana, áreas con 2 tipos de preparación y diferente contenido de humedad, áreas urbanas, ríos.

Técnicas para delimitar áreas de uso

3.6.2. Técnica del aprendizaje no supervisado

Para delimitar las áreas con diferentes usos se utilizó una aplicación de aprendizaje no supervisado-

segmentación, que utiliza el algoritmo K-Media, para delimitar el área de cada clase (Foto 44).

Para ello, se escogen al azar varios centroides y alrededor de esos centros se aglomeran los valores

de los pixeles con igual número (dentro de cada área coloreada están los números que identifican a

cada clase), de esta manera se conforman las áreas de los lotes (segmentación). Adicionalmente

utilizaron un algoritmo que nos permite darle

cierta uniformidad mínima de mapeo, es decir,

cuál es el objeto más pequeño que se puede

diferenciar, y a partir de este delimitan los clúster

(agrupamientos). Los que son muy pequeñitos los

va eliminando y los va agrupando. Dado el gran

volumen de datos, que hacen las imágenes de

muchas gigas, muy pesadas, se requiere para su

procesamiento el formato HDR5. Cuando se hace

esta segmentación, de cada segmento se sacan

unos valores estadísticos que son utilizados

posteriormente para hacer la clasificación: El

mínimo, el máximo, el promedio, la desviación

estándar de varias fechas; se requieren al menos 2 imágenes de radar. En síntesis la metodología

utilizada fue la siguiente:

Este trabajo se realizó por municipios, para esto se tomaron puntos en lotes en preparación de

entrenamiento y validación provenientes de visitas de campo previas, se seleccionaron imágenes de

satélite que cubrían el área arrocera de los Llanos Orientales, en los municipios Villavicencio

(Departamento Meta), El Yopal, Trinidad y Paz de Ariporo (Casanare), en los cuales se tomaron

lotes en campos con preparación de suelos y en diferentes etapas fenológicas del cultivo

(vegetativo, reproductivo, maduración). Sobre la base del trabajo de campo realizado en los

municipios anteriormente mencionados se realizaron los ajustes para implementar la identificación

Foto 44. Imagen de las clases de uso de la

tierra, en la zona de Villavicencio

Page 43: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

36

y medición de áreas en proceso de preparación de suelos a nivel de polígono, a partir de imágenes

de satélite con el algoritmo “Random Forest” (Conjunto de instrucciones que llevan a la solución de

un problema) y un esquema de clasificación orientado a objetos geográficos. En este caso los

objetos geográficos correspondían a lotes en preparación.

2. Etapa de clasificación áreas preparadas

En los municipios referenciados y con la optimización del algoritmo de clasificación de preparación

de suelos, se realizó la clasificación de las imágenes para seleccionar los polígonos que se

encontraban en proceso de preparación de suelos.

3.6.4. Etapa de verificación de áreas preparadas

Con el programa Locus Maps se georeferenciaron todos los polígonos en proceso de preparación de

tierras y con siembras de arroz (Foto 45). Adicionalmente, se tomó la información en un lote

representativo de la finca, el estado fenológico del cultivo (vegetativo, reproductivo, maduración)

con su correspondiente fotografía georeferenciada,

además, de lotes en preparación dentro de la finca

y soca de cosecha reciente de arroz en caso de

estar presente. A las fincas nuevas donde se

evidenció arroz sembrado pero que no estaban en

el marco censal, se les asignó un cofinca (numero)

nuevo.

3.6.5. Etapa de clasificación de área sembrada

Sobre la capa obtenida de la digitalización con la

verificación de los polígonos y cofincas

correspondientes a las fincas con el marco censal

histórico, y de las nuevas fincas sembradas con

arroz en cada municipio de los llanos, se procedió

a utilizar el algoritmo de área sembrada en arroz, (probado en las imágenes de radar con la

información obtenida en el barrido de campo realizado en los municipios arroceros de los llanos

desde el año 2019), a identificar y extraer de cada finca el área sembrada en arroz. De este proceso

de clasificación se obtuvo el área sembrada con arroz por finca y municipio entre enero y junio de

2020. Para la realización de este proyecto se utilizaron herramientas de software libre, lo cual les

permitió que los costos de implementar estas metodologías fueran más económicos en comparación

con el uso de software propietario.

3.7. Internet de las Cosas (IoT) en el mejoramiento de la productividad del arroz.

La agricultura de precisión tiene como objetivo el uso de la cantidad adecuada de recursos, en el

momento concreto y el lugar exacto, maximizando su rentabilidad y evitando el desperdicio de los

medios (IAT. 2020). Para ello, la agricultura de precisión utiliza muchas de las soluciones de las

que ya hemos mencionado, como es el caso de sensores, drones, sistemas de navegación por satélite

o sistemas de información geográfica. Gracias a estos equipos es posible recoger una gran cantidad

de datos con los que se pueden tomar decisiones con mucha mayor precisión. En este sentido, la

agricultura de precisión (AP) utiliza Internet de las Cosas (IoT), que se define como la conexión

digital de objetos y dispositivos cotidianos a través de internet, con el fin de optimizar el proceso de

cultivar la tierra mediante el monitoreo, el almacenamiento de datos y la evaluación automatizada.

Es un paso más en la interconectividad, de forma que no solo las personas se conectan a la red de

redes. Ahora, también lo pueden hacer los objetos, que pueden interconectarse entre sí para crear

redes inteligentes (Wikipedia).

Foto 45. Imagen satelital mostrando los polígonos de

áreas preparadas para siembra arroz.

Villavicencio. Colombia.

fuente : Martínez y Barón 2020.

Page 44: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

37

La aplicación del IoT a la agricultura, supone un cambio en la manera de trabajar en los cultivos,

con el objetivo de automatizar procesos, optimizar recursos, reducir gastos, aumentar la rentabilidad

y la producción.

Tradicionalmente, la conectividad se lograba principalmente a través de Wi-Fi, mientras que hoy en

día, 5G y otros tipos de plataformas de red, son cada vez más capaces de manejar grandes conjuntos

de datos, con velocidad y confiabilidad (Lanner, 2017). El propósito de recopilar datos, no es

simplemente tenerlos, sino utilizarlos. Una vez que los dispositivos de IoT recopilan y transmiten

datos, el punto final es analizarlos y crear una acción informada. Aquí, es donde entran en juego

las tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) para aumentar las redes, como son las alertas

tempranas de IoT, con el poder de la analítica avanzada y el aprendizaje automático.

3.7.1. Implementacion de la tecnologia IoT agrícola en Colombia.

La plataforma IoT tiene muchos usos, tanto en la industria como en otros campos. En Japón, ha sido

desarrollada para el monitoreo en tiempo real en cultivos (IoT agrícola), tales como fresas,

hortalizas y arroz, logrando incrementos significativos en los rendimientos y en la reducción de los

costos de producción (Togami, 2021).

Esta tecnologia desarrollada en Japon, comenzó a ser implementada en Colombia en el 2018

(Higuera, 2020), mediante un proyecto cooperativo entre los Gobiernos de Colombia y Japón,

denominado “Demostración para la Difusión de la Agricultura de Precisión-Internet y las Cosas en

Colombia, financiado por el Ministerio de Asuntos Internos y Comunicación de Japón (MIC) y de

los Ministerios de Agricultura, Desarrollo Rural y Tecnologías de la Información y las

Comunicaciones de Colombia.

La meta es colectar información sobre cómo los cultivos de arroz van progresando sobre la base de

datos climáticos, y luego construir un modelo que, por ejemplo, permita calcular el momento en que

las plantas lleguen a etapas críticas como la floración, formación de granos y cosecha, de modo que

los agricultores puedan determinar la cantidad de

fertilizante a usar, manejo del riego, planificar las

necesidades de mano de obra. El modelo obtenido

formará la base de una aplicación que pueda alertar

a los usuarios, por ejemplo, cuando el agua en el

suelo alcance niveles peligrosos (Villarino, 2017)

La solucion IoT agricola denominada e-KaKashi, es

un servicio que combina Internet de las Cosas (IoT),

big data (herramienta para el manejo de grandes

cantidades de datos, Inteligencia Artificial (IA)

utilizando el algoritmo Master lining y un sistema

Ciberfísico (sistema autónomo, habilitado para la

comunicación basada en sensores), para transformar

la agricultura, en una ciencia sobre la base de datos obtenidos en tiempo real (Togami, 2021). Es un

sistema de IA desarrollado por SoftBank que recopila, procesa y analiza gran cantidad de datos

ambientales de los cultivos y del medio ambiente, en combinación, con el conocimiento de las

prácticas culturales, derivadas de ensayos de campos, los cuales son de gran ayuda a los agricultores

para mejorar el manejo de sus cultivos y con ello, crear un ambiente óptimo que impacte la

producción de arroz.

La tecnología E-kakashi implementada en el CIAT), es una investigación realizada en arrozales

inundados, en su Campo Experimental en Palmira (Foto 46). Este programa piloto, cuenta con la

financiación de la Alianza de Investigación en Ciencia y Tecnolgia para el Desarrollo Sostenible

Fuente: Euro News. 2019

Foto 46. Monitoreo con tecnología e-kakashi en arroz. Campo Experimental del CIAT, Palmira, colombia

Page 45: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

38

(SATREPS) del Japón, a través de la Agencia de Cooperación Internacional del Japón, (JICA) y la

Agencia de Ciencia y Tecnología Japonesa (JST). CIAT es la institución líder en este proyecto

junto a acolaboradores estratégicos como: el Ministerio de Agricultura y Desarrollo

Rural, Fedearroz, FLAR y la Universidad del Valle, mediante mejoramiento genético y tecnologías

avanzadas de manejo del cultivo. La empresa SoftBank Corp es la ejecutora de los estudios. La

tecnología relacionada con IoT en la agricultura será transferida a los agricultores en Colombia y

América Latina, a través de la Federación Nacional de Arroceros (FEDEARROZ) de Colombia y

el Fondo Latinoamericano para Arroz de Riego (FLAR).

Según el Dr Togami, (2021), asesor de este proyecto, Colombia tiene una población de alrededor de

50 millones y de sus cosechas anuales, el arroz ocupa la mayor parte del área de cultivo, se

consumen unos 42 kg de arroz per cápita, (el mismo nivel que el de Japón). Sin embargo, debido a

los efectos del cambio climático y el uso ineficiente de agua y fertilizantes, los costos de producción

de arroz se están disparando. A medida que crece la demanda de arroz, estos obstáculos al

rendimiento están afectando la estabilidad de la producción de arroz. Se requiere aumentar tanto la

productividad del cultivo, como la reduccion de la carga ambiental, para materializar la agricultura

sostenible, incluyendo el desarrollo de los recursos humanos, que sostendrán esta agricultura. Este

proyecto busca contribuir en la solucion de los problemas mencionados, con la implementacion de

tecnologias de punta, de casos exitosos en Japón.

En este sentido, la tecnología e-kakashi puede ayudar a

solucionar estos problemas, ya que está diseñada para el

monitoreo continuo de las condiciones ambientales

(temperaturas máximas y minimas, humedad relativa,

Humedad del suelo, radiación solar) de manera que cuando

se alcancen umbrales de estos factores, que propicien la

presencia de enfermedades, plagas o bien reduzcan la

producción de grano, se puedan generar alertas tempranas,

trasmitidas por telefonía móvil a los agricultores, quienes

podrán realizar oportunamente las acciones de control. Por lo

tanto, es la solución que va ayudar a implementar la

“agricultura sobre la base de la ciencia”, mediante la

integración del conocimiento del cultivo, la experiencia de

los agricultores y las evidencias científicas. (Vélez, 2020).

3.7.2. Componentes de la plataforma e-kakashi

En el diagrama se muestran los componentes de la

plataforma e-KaKaShi, los cuales se analizan a continuación.

3.7.2. 1. Dispositivos

El dispositivo consta de 2 unidades (Foto 47): el nodo

sensor (sensor node) y el puerto de enlace (Gate way) .

El nodo sensor se conecta a sensores instalados en el área

cultivada (Foto 48), que pueden medir los factores

ambientales que influyen en los cultivos, como la

temperatura y la humedad del aire; la temperatura y

la humedad del suelo; la irradiancia solar y los niveles de

dióxido de carbono. Se requiere un sensor madre y 2 ó 3

sensores hijos, distribuidos en diferentes sitios del campo. Este equipo envía la información

(colectada con los sensores), mediante comunicación inalámbrica al puerto de enlace.

Foto 48. Nodo Sensor instalado en lote experimental de arroz del CIAT

Fuente: Villarino, M. 2017

SENSOR NODE GATE WAY

Fuente e-kakashi.com

Foto 47. Dispositivos de la

plataforma e-kakashi

Page 46: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

39

El puerto de enlace tiene una línea móvil en su interior, que envía automáticamente los datos

recibidos desde el nodo sensor, a la nube. Dado que el puerto de enlace utiliza una línea móvil,

requiere alimentación, por lo que se necesita una fuente de alimentación externa. Los datos

almacenados en la nube son procesados (por los investigadores o personal especializado), y se

pueden ver con el navegador web del terminal, como son la computadora, tableta o telefono movil.

El puerto de enlace y el nodo sensor de "e-kakashi" no sólo visualizan los datos ambientales

adquiridos en el campo, sino que también establecen importantes factores de crecimiento o

inhibidores para cada etapa de crecimiento. Al vincularse con los datos ambientales adquiridos en el

campo, establecerán el entorno de hábitat óptimo las 24 horas del día, los 365 días del año.

3.7.2.2. La Guía EK

Una vez recibidos los datos de los sensores, se logró

desarrollar (con la ayuda de las evidencias científicas, la

experiencia y el conocimiento de los agricultores, asistentes

técnicos y de los investigadores), una guía EK, que

constituye un manual del cultivo, cuya aplicación contribuye

a mejorar su productividad. La Guía EK, ha sido elaborada

conjuntamente entre el CIAT y FEDEARROZ, para lo cual

recolectaron desde el año 2003, 14.000 datos

meteorológicos. Estos datos, se relacionaron con los

períodos de desarrollo de cada una de las fases fenológicas

del arroz. Se determinaron los rangos óptimos de

temperatura para cada una de estas etapas fenológicas, así

como la cantidad de radiación necesaria. La Guía EK se

introdujo dentro de la plataforma e-KaKashi y se validó en el

CIAT en el año 2020. Esta guía Ek fue hecha con 2

variedades: Fedearroz 60 y Orizica 3.

3.7.2.3. Sistema de navegación

Además, el sistema e-KaKashi cuenta con un sistema de navegación, el cual le indica al agricultor,

si los factores ambientales que rodean en determinado momento a su cultivo, se encuentran por

encima o por debajo de los rangos óptimos, indicados en la guía EK. Con ello, es posible predecir si

al momento de la cosecha los rendimientos son óptimos o si se pueden presentar enfermedades en el

campo.

3.7.2.4. Colección y visualización de datos

La tecnología e-kakashi va ayudar a incrementar la oportunidad de servicio y asesoramiento y/o

medidas preventivas, debido a que este equipo hace un monitoreo las 24 horas del día, recolectando

datos cada 10 minutos, enviándolas a las plataformas. Una vez que el equipo colecta los datos,

envía un reporte a la aplicación del celular y también envía un reporte de notificación al correo

electrónico. Esta notificación les llega tanto al productor, como a la persona que le brinda la

asesoría técnica.

3.7.2.5. Capacitación

La visualización de los datos no es suficiente, pues se requiere capacitar a los agricultores y sus

asesores, sobre lo que están mostrando estos datos. Por lo tanto, es necesaria la transferencia

tecnológica de los nuevos paquetes, para que los agricultores entiendan los beneficios que tiene

esta tecnología.

Foto 49. Monitoreo del suelo y del

clima con dispositivo movil

Fuente caliescribe.com

Page 47: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

40

Figura 2. Componentes de la plataforma e-KaKaShi

3.7.3. Alertas tempranas

En este proyecto e-kakashi está contribuyendo al desarrollo de tecnologías de cultivo en arroz,

como es el caso de los factores patológicos y ambientales que influyen en el arroz, tales como la

temperatura acumulada, la cual es un índice muy importante para el cultivo en crecimiento. ¿Qué

son los Grados Día? Los grados día y su acumulación, representan el reloj térmico que controla la

manifestación de las diferentes etapas de desarrollo (fenológicas) de las plantas, las cuales deben

acumular una cierta cantidad de grados, para pasar de un estado a otro. Ello explica por qué las

fechas de brotación o floración no son las mismas entre distintas temporadas del cultivo.

Dependiendo de la velocidad con que se acumulen estos grados día, los eventos fenológicos se

adelantan en años calurosos o se atrasan en los años fríos (SEPOR. 2020.). Es fundamental conocer

la relación que existe entre la planta y su entorno para realizar un manejo técnico adecuado de un

cultivo. Las plantas responden principalmente a los cambios en las variables ambientales tales como

la temperatura, la humedad relativa y la luminosidad, generando respuestas como salir del receso de

invierno, iniciar la brotación, floración, etc. Esta información permite planificar los controles

fitosanitarios, la fecha de cosecha, o bien predecir datos tan importantes como el rendimiento

esperado, entre otros. Se obtiene mediante la siguiente ecuación GD = (T max + T min/2)-u es

decir es el promedio diario de las temperaturas máxima y mínima menos el umbral de temperatura

del cultivo (u). Se considera umbral térmico inferior, temperatura base o temperatura cero de

crecimiento a la temperatura por debajo de la cual la planta detiene su crecimiento por

completo. Por tanto, cuando se haga la integral térmica de un cultivo, toda temperatura por debajo

de este umbral mínimo no contabilizará en el desarrollo del cultivo, el cual para el arroz es de

10° C (Velásquez, et al., 2015).

Con el apoyo de Fedearroz y CIAT, se está desarrollando un sistema de alerta temprana para el

momento de cosecha oportuna (sobre la base de la temperatura acumulada) y para las enfermedades

importantes en Colombia.

Informacion científica

Sensores hijos

Campo del agricultor

Puerto de enlace

Nodo sensor

Nodo madre

Internet

Fuente:: Portal Agro Chile. 2018

Accesorios

Page 48: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

41

3.7.3.1. Alertas de Cosecha Óptima.

En la actualidad se está investigando y validando alertas tempranas para el cultivo de arroz en

Colombia (Higuera, 2020). Una de estas es la desarrollada en el Centro Experimental Las Lagunas,

para la cosecha en momento óptimo. En el gráfico 1, se observa que se puede lograr altos

rendimientos, (Kg/ha) cuando se alcanza una temperatura acumulada de 900°C, después del

embuchamiento y hasta cosecha. Sin embargo, de no realizarse la cosecha se afectan los

rendimientos, dado que la temperatura acumulada

continúa incrementándose, de tal manera que al

llegar a los 1000° C se produce una reducción del 7

%, y cuando ésta se incrementa a 1300° C la pérdida

es del 23 %.

Estas investigaciones se realizaron con diferentes

variedades en el año 2019, lo cual permite darle al

agricultor una alerta de cosecha óptima con el fin de

lograr un buen rendimiento de grano.

3.7.3.2. Alertas para enfermedades

Caso Piricularia.

La Piricularia es una de las enfermedades más

importantes en el cultivo de arroz en Colombia,

particularmente en los ambientes muy cálidos y

húmedos, como es el caso de los Llanos Orientales, por presentar condiciones predisponentes para

la incidencia de dicha enfermedad, tanto por el sistema de siembras de secano, como por el clima

favorable de altas temperaturas y humedad relativa. En tal sentido, fue seleccionado el Centro

Experimental de Santa Rosa, en Villavicencio para la validación de alertas tempranas sobre

Piricularia.

Las actividades cumplidas en este Centro fueron las siguientes:

1. Análisis de los resultados disponibles en el Centro de Santa Rosa de más de 12 años de

investigación sobre esta enfermedad, utilizando la herramienta de Inteligencia Artificial Master

lining, a fin de determinar las condiciones más favorables para la presencia de la Piricularia. La

información fue incorporada en la plataforma e-KaKaShi de donde se derivaron las condiciones

climáticas favorables para el desarrollo de la enfermedad: Temperatura promedio mínima >21°

C b) Temperatura promedio diurna >25,5°C c) Humedad relativa promedio >85 %.

2. Siembras escalonadas (período marzo-septiembre) de variedades sensibles a la enfermedad

(Fedearroz 67, Fedearroz 68 y Sitagua), en lotes experimentales donde se instalaron los sensores

e-KaKashi, para monitorear en tiempo real los factores climáticos durante todo el ciclo

vegetativo del cultivo. Estos lotes, son también utilizados para hacerle el seguimiento a la

evolución de la enfermedad, tanto en las hojas como en la panícula, lo cual es importante para

validar las alertas.

3. Análisis de la información (generada por los sensores) por el personal especializado de JIRCAS

(Japón International Research Center for Agricultural Science, Seccional Colombia en CIAT), a

fin de elaborar la alerta, la cual es remitida a los investigadores para su verificación.

4. Revisión de las alertas por los investigadores de Fedearroz y CIAT quienes le envían un

feedback al personal de JIRCAS, para indicarles si hubo o no presencia de la enfermedad en los

lotes de investigación, lo cual permite emitir la alerta. Para ello, analizaron los resultados de las

7 siembras donde fue evaluado el comportamiento de la enfermedad, utilizando la escala de

Más o menos 7 %

Más o menos 23 %

1000

1100

1200

1300 1400

1500 R

end

imie

nto

s (

Kg/

ha)

Temperatura acumulada después de embuchamiento (Heading) hasta la cosecha

9

8

7

6

Gráfico 1. Alerta de cosecha óptima para generar altos rendimiento en arroz arroz.

Page 49: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

42

severidad y los porcentajes de área afectada (Menos del grado 3, es un valor bajo de la

enfermedad (resistencia), mientras que del grado 4 hacia el 9, es una severidad alta).

5. Emisión de la alerta temprana por parte de los técnicos de JIRCAS, la cual es transmitida

automáticamente mediante la plataforma e-KaKaShi (por telefonía móvil u otros accesorios

tablet, computadora), a los agricultores y técnicos. La alerta se tiene que hacer 5 a 14 días antes

de la aparición de la enfermedad, dado que cuando se ven los síntomas en las hojas, el hongo ha

llegado 5 días antes, mientras que cuando los síntomas aparecen en la panícula, ya tiene

presencia desde 14 días antes. La idea es emitir una alerta temprana, para que los agricultores

tomen la decisión oportuna, para el control de la enfermedad.

Cumplida la fase de validación en el área experimental, se instalará la plataforma e-KaKaShi en

una finca de un agricultor del Municipio Cabuyaro, donde se tomará en consideración su

experiencia y se emprenderán las acciones de capacitación en el manejo de esta herramienta. Al

disponerse de esta tecnología en las fincas, será posible realizar alertas en conjunto con JIRCAS

dentro del programa de asistencia técnica AMTEC de Fedearroz. Una vez finalizada la validación

en la finca del agricultor seleccionado, se iniciará el proceso de promoción para el establecimiento

de la tecnología e-KaKaShi en fincas de agricultores.

La validación de alertas tempranas también se ha iniciado para otras enfermedades, tales como el

añublo de la hoja, añublo de la panícula y de la bacteria Burkholderia glumae, cuyas condiciones

predisponentes han sido determinadas.

El costo del equipo en Japón, (de un sensor madre y 2 sensores hijos) tiene un valor de 10.000 $.

Por el momento, este equipo no está disponible en Colombia, solo se usa como colaboración para

las investigaciones. A futuro se está pensando en un precio más bajo para los agricultores

Colombianos, pues se están desarrollando modelos más económicos.

El objetivo de las alertas tempranas, es darle a los agricultores herramientas para que tomen las

mejores decisiones, que contribuyan al incremento de la productividad de sus fincas, la reducción

de los costos de producción y la obtención de productos de alta calidad. Sin embargo, e-kakashi va

más allá de la simple gestión del cultivo, ya que contribuye a solucionar problemas

medioambientales como la inestabilidad del suministro de agua y la emisión de gases (CH4) de

efecto invernadero, mediante el control de los niveles de agua durante el crecimiento de las plantas.

En este sentido, PS Solution en colaboración con Tokyo Electron Device Limited, PS Solutions ha

estado desarrollando e-kakashi para rastrear y calcular los niveles óptimos de agua en cada fase

del crecimiento de las plantas, como una forma de mejorar la productividad agrícola y reducir las

emisiones de metano (CIAT).

Desafortunadamente, Venezuela actualmente sufre retrasos científico-tecnológicos y financieros en

el sector agrícola, condición que deja a los agricultores y ganaderos en clara desventaja competitiva,

no solo en la comercialización, sino en la producción para autoconsumo, dado que aún predomina

la agricultura convencional. Es responsabilidad del país definir con urgencia las prioridades y

estrategias para su desarrollo agrícola.

A diferencia de nuestro país, la utilización de drones en la agricultura en otros países de

Sudamérica, como Brasil y Argentina, esta tecnología ha logrado un desarrollo notable en cultivos

como soya y maíz principalmente. En Colombia y Panamá, recién se ha comenzado a utilizar la

agricultura de precisión. Es de destacar, que en estos países donde esta tecnología es incipiente, se

han desarrollado empresas de servicio para el diagnóstico de campos y la aplicación de

agroquímicos con drones, las cuales disponen de personal capacitado constituido por topógrafos,

ingenieros agrónomos y operadores de drones (los cuales tienen que tener licencia, para poder

realizar los vuelos).

Page 50: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

43

La agricultura de precisión en Venezuela, ha sido

utilizada fundamentalmente en la nvelación de los

terrenos con tecnología láser y al uso de los

banderilleros satelitales para la aplicación de

agroquímicos. En los últimos 3 años, en el Sistema de

Riego Río Guárico, se comenzó a realizar el

diagnóstico de los lotes de arroz con drones,

equipados con cámaras espectrales (Foto 50), servicio

prestado por la empresa Grupo INTAG C.A (Alfonzo,

M., et al. 2021), que les permite obtener el mapa

detallado de la unidad de producción, con los

desniveles del terreno, con intervalo vertical de 20

cm, donde se muestran: vialidad interna, ubicación

de equipos de bombeo, infraestructura de apoyo

(casa, galpones) y la superficie neta de los lotes,

aspecto importante para determinar las dosis de los

agroquímicos, durante todo el ciclo del cultivo,

cantidad de semilla requerida por lote, asi como de

los rendimientos de la cosecha (Mapa 11). Estos

mapas, también son muy útiles para el diseño de la

red de riego y drenaje, mejorar la vialidad interna,

etc. Otro de los productos que generan, es el Indice

de Salud del Cultivo (NDVI), para lo cual entre los

30 y 35 días de haber emergido el arroz, realiza un

vuelo con dron equipado con Cámara multiespectral

(Red, Green y NIR), con la finalidad de determinar

donde se encuentran las zonas con problemas

fitosanitarios dentro del lote, cuantificando la

superficie afectada.

Esta empresa, tambien apoya a los productores en la corrección de los problemas fitosanitarios

encontrados, mediante el uso de drones industriales para la pulverización de fertilizantes,

plaguicidas, fungicidas e insecticidas

En Venezuela, para promocionar la tecnología de agricultura de precisión, sería también

recomendable, que algunas de las asociaciones de productores, particularmente en el estado

Portuguesa, podrían avocarse a establecer estas empresas de servicio con drones, dado que disponen

de personal, en labores de asistencia técnica a los productores, los cuales podrían ser capacitados en

las áreas de fotointerpretación de imágenes, elaboración de informes con fines de dosificación de

agroquímicos, evaluación del manejo del riego, etc.

Foto 50. Dron DJI Phanton 4, equipado

con cámara multiespectral

Fuente: Grupo INTAG

Mapa 11. Fotomosaico en un predio del SRRG.

mostrando desniveles topográficos en

lotes de arroz.

Fuente: Grupo INTAG

Page 51: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

44

4

El clima y su impacto en la

productividad del arroz

as siembras de arroz en la región de los

Llanos Occidentales de Portuguesa,

Cojedes y Barinas (Mapa 12) y en los

Llanos Centrales (Calabozo, Estado Guárico), se

realizan bajo condiciones de riego, con excepción

del municipio Pedraza del Estado Barinas, donde

algunos productores siembran de secano,

aprovechando las altas precipitaciones de la zona.

En estas regiones las siembras se realizan dos

veces al año: Noviembre-Diciembre-Enero y

Mayo-Junio-jJulio, donde las condiciones

climáticas, difieren notablemente.

4.1. Eventos climáticos que provocan lluvias en

Venezuela

Todos los factores climáticos, como temperatura, insolación, radiación, humedad relativa, etc., están

íntimamente relacionados con la precipitación, de allí que este último sea considerado como el más

determinante en los rendimientos del arroz. Martello (1995) sostiene que en el trópico, en la

agricultura lo que interesa es conocer cómo se comporta la precipitación, porque la temperatura y

otros factores no son tan limitantes para el crecimiento de los cultivos; sin embargo, todos ellos

afectan en mayor o menor grado a las plantas, en sus diferentes fases fenológicas. Es el caso de la

presencia del evento del Niño y su impacto en la productividad del arroz.

Martello (1995) describió los eventos climáticos que provocan las lluvias en el país. Señala que a

nivel planetario, entre los 30º N y 30º S, es donde el aire baja, mientras que en el Ecuador el aire

sube, estableciéndose una circulación “cerrada”. Este patrón no es estático pues todo el conjunto

completo se mueve siguiendo al Sol, y en consecuencia la radiación solar calienta mucho más a la

zona ecuatorial en relación a las regiones polares, por lo tanto ese calor se tiene que redistribuir. En

cierto momento del año, el sistema se mueve hacia el norte y en otro momento hacia el sur,

ocasionando los períodos lluviosos o secos de la zona tropical.

L Mapa 12. Regiones de Venezuela

Fuente: Cabanerit, Julio. Cesar. 2015. Pronóstico

meteorológico. Instituto Nacional de

Meteorología e Hidrología -Venezuela

(UNAMEH).

Page 52: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

45

En Venezuela, la temporada sin lluvias se define cuando la Zona de Alta Presión se mueve hacia el

sur, siguiendo al movimiento aparente del Sol, coincidiendo con el invierno astronómico del

hemisferio norte (enero, febrero, marzo). En esa época, el aire siempre está descendiendo,

generando “buen tiempo”, con pocas nubes, en casi toda Venezuela, excepto en la región sur, por

debajo de 4º S, que está siempre influenciada por la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT).

Los grandes sistemas sinópticos que afectan a Venezuela

son: la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), que es

una zona de Baja Presión, donde el aire sube y se están

formando nubes todo el tiempo (Foto 51) y la Zona de Alta

Presión del Atlántico (B), donde el aire está bajando y no

hay posibilidad de formación nubes. De hecho todos los

grandes desiertos del mundo se encuentran a esa latitud.

La temporada lluviosa se inicia cuando todo el sistema de

Atas y Bajas presiones se mueve al norte, durante el

verano astronómico (julio, agosto, septiembre); es cuando

toda Venezuela está cubierta por un cinturón nuboso

(Foto 52) y núcleos convectivos (núcleos de

precipitación). La ITC en general no es una banda

continua, sino que está formada por núcleos nubosos, muy

variables en cantidad y distribución, difíciles de visualizar

sobre tierra firme, pero muy bien definidos en alta mar. La

ITC a veces se desorganiza y pareciera que desaparece; en

otros casos, por razones desconocidas, la Alta Presión del

Atlántico se intensifica, se mueve de nuevo un poco hacia

el sur y pueden presentarse 15 a 20 días consecutivos de

muy “buen tiempo” en plena temporada lluviosa. El efecto

de la Alta Presión sobre el ascenso de la ITC, determina

que al subir y llegar al noroeste de Venezuela se inclina,

por lo cual, la temporada lluviosa comienza primero en

los Llanos Occidentales, después en el valle medio del río

Yaracuy y luego en los Llanos Centrales, con 15 a 30 días

de diferencia.

Aunque generalmente la temporada lluviosa depende de la

ITC, hay por lo menos otros 5 ó 6 factores diferentes que

provocan precipitaciones. Uno de ellos es la tormenta

tropical (Onda del Este), que se produce durante la

temporada lluviosa (Foto 53). Es una ondulación de los

alisios que provoca inestabilidad, que se origina en el

continente africano. Se desplaza desde el este hacia el

oeste, a velocidades entre 64 y 117 km/hora atravesando a

Venezuela en uno o dos días, produciendo precipitaciones,

en general muy fuertes, en el eje de la onda y se originan a

partir de depresiones tropicales que se desplazan a velocidades iguales o menores a 64 km/hora.

Cuando estas ondas superan los 118 km/hora se consideran huracanes, de los cuales existen 5

categorías: 1(120 a 150 km/h), 2 (151 a 180 km/h), 3 (181 a 210 km/h), 4 (211 a 250 km/h y 5

(vientos mayores a 251 km/h

Foto 51. La zona de alta presión al norte de Venezuela y al norte de Colombia,

interactuando con la ZCIT.

29/03/2015

Zona de alta presión

Foto 52. Imagen satelital julio 27 mostrando los núcleos nubosos que provocan lluvias en Venezuela

Foto 53. Avance de huracán frente a las costas Venezolanas. 17 de agosto 2007

Page 53: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

46

Otro de los fenómenos es la Vaguada en Altura (Foto 54), la cual es una ondulación a mucha altura

que se mueve del oeste hacia el este. Puede ocurrir en

cualquier época del año, pero con mayor tendencia al

principio y al final de la temporada lluviosa. Muchas veces

lo que se aprecia como un inicio temprano de la temporada

de lluvias no se debe a la ITC, sino al paso de 3 ó 4

vaguadas en fila, produciendo cada una de ellas 2 ó 3 días

de precipitación. Este es uno de los riesgos más grandes

para un agricultor, cuando asume que al iniciarse estas

lluvias ya ha comenzado la temporada lluviosa; si ocurre

que la ITC actúa con retraso, pueden producirse pérdidas

de las siembras tempranas.

También provocan precipitaciones los Frentes Fríos o

“Nortes”; éstos se presentan en la temporada seca, cuando

en América del Norte hay grandes masas de aire frío y en

algunas ocasiones ciertos restos de esos frentes se mueven

hacia el sur, bordeando la Zona de Alta Presión y llegan

hasta Venezuela, generando 3 a 5 días de lloviznas. Hay

años en los que ese frente es muy inestable y cuando

alcanza la costa, donde el cordón montañoso obliga al aire

a ascender, puede provocar precipitaciones muy fuertes. Un

ejemplo de este tipo de evento fue el ocurrido durante los

días 14, 15 y 16 de diciembre de 1999, en el litoral

Venezolano, particularmente en la Guaira, donde

ocurrieron cuantiosas pérdidas materiales y miles de vidas

humanas (Foto 55). En esos 3 días cayeron 120,0 mm,

380,7 mm y 410,4 mm, respectivamente, es decir 911,1

mm, cuando el promedio para todo el mes de diciembre en

Maiquetía era de sólo 74,5 mm y el promedio para todo el

año de 530,5 mm Los suelos estaban saturados pues en los

primeros 13 días del mes se habían obtenido 293 mm de lluvias (Cárdenas, 2000). En estas 3

semanas el volumen de lluvia fue comparable a lo que se puede obtener durante todo el periodo de

lluvias en la región de los llanos Occidentales.

4.1.2. Caracterización del clima en los Llanos Occidentales y Centrales de Venezuela.

4.1.2.1. Llanos Occidentales

Las áreas productoras de arroz en los Llanos Occidentales, en los Estados Cojedes, Portuguesa y

Barinas, se ubican entre las coordenadas norte 8° 30‟- 9°40‟ y oeste 70° 30‟- 68° 40‟. De oeste a

este se localiza desde el municipio Pedraza (Estado Barinas) hasta el municipio Ricaurte (Estado

Cojedes), siguiendo la cordillera andina, abarcando los paisajes de llanos altos (los más cercanos al

pie de monte andino) y los llanos bajos, aquellos por debajo de la cota 100 msnm. Los sectores

arroceros de esta región, son zonas planas con elevaciones en el rango entre 150 y 85 metros

sobre el nivel del mar (msnm), con excepción, de un pequeño sector en el piedemonte andino, al

norte de Acarigua (Estado Portuguesa), de posición topográfica más elevada cercana a los 200

msnm.

Fuente:Cabanerit, Julio. Cesar.2015.

Foto 55. Frente frio afectando litoral venezolano

en diciembre 2010

Foto 54. Imagen satélite del 5 de mayo 2013, mostrando una vaguada en la altura y la

zona de convergencia

Page 54: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

47

Los Llanos Occidentales, según la clasificación de

Holdridge, se ubican en la zona de bosque seco

tropical, caracterizado por un período seco con

escasas precipitaciones, de duración variable seguido

de un período transicional, para luego continuar con

la época de lluvias. En los estados Cojedes,

Portuguesa y Barinas, la distribución anual de las

lluvias se incrementa del sureste hacia el noroeste, es

decir, desde los llanos bajos hacia el piedemonte

andino, con valores comprendidos entre 1.300 mm en

las zonas bajas hasta más de 1.800 mm hacia Barinas

(Mapa 13). La intensidad de las lluvias es moderada

con valores cercanos a los 90 mm/hora. Durante el

período de lluvias ocurren excedentes que

determinan el ascenso de los niveles freáticos a

niveles muy cercanos a la superficie del suelo, como en toda la zona sur que colinda con los ríos

Uribante y Apure, donde gran parte del año no es posible labrar los terrenos (MARNR, 1979); sin

embargo, en algunos años se pueden presentar déficits hídricos en las posiciones geomorfológicas

de bancos.

El balance hídrico para la región (Gráfico 2) se

caracteriza por un periodo seco (dic-mar) y un

periodo lluvioso, con el mes de abril como de

transición entre ellos. Durante el periodo lluvioso, los

meses de mayor pluviosidad son junio-julio-agosto,

donde los excesos de agua en condiciones de suelos

de texturas arcillosas, crean problemas de

aguachinamiento en la mayoría de los cereales que se

siembran en esa época, a excepción del arroz.

A partir de agosto, las lluvias comienzan a declinar,

al retirarse la ZCIT hacia el sur, culminando el

periodo lluvioso a mediados de octubre, que es la

época en que se establecen las siembras de secano de

cultivos como: girasol, ajonjolí, caraotas negras y

frijol; y en condiciones de riego: arroz, caña de

azúcar y hortalizas (tomate). Durante el periodo lluvioso establecen las siembras de secano: cereales

(maíz, sorgo, arroz con riego), leguminosas (soya, frijol) y Girasol. La precipitación total promedio

para los Llanos Occidentales fluctúa entre 1300 y 1800 mm/año.

Los valores de radiación neta más altos se presentan en la temporada seca, en los meses de enero a

marzo, donde superan los 400 cal/cm² (Gráfico 3), en los meses restantes oscilan entre 350 y 380

cal/cm².

Las temperaturas diurnas máximas más altas se observan también de enero a marzo, alcanzando

hasta 35°C en marzo. Luego decrecen, especialmente en los meses de junio a agosto con 30°C. Las

temperaturas míninas se presentan con ligeras variaciones entre 21 y 22°C, y solo en abril llega a

23°C. Durante los meses de escasa precipitación (D-A) la humedad relativa es la más baja del año

entre 47 y 59 %, mientras que en los meses del período de lluvias oscilan entre 65 y 75 %.

El número de horas con sol más altas se alcanzan de noviembre a marzo con 6,7 a 8,8 horas/día,

mientras que en el periodo de lluvias decrecen entre 4,8 y 6,3, horas-día.

Mapa 13. Distribución de las lluvias en los Llanos

Occidentales de Venezuela.

Fuente. 1975. MARNR.

Grá Gráico 2. Balance hídrico (mm/mes) estación Turén.

Estado Portuguesa

5 8 18

88

193

266

235 217

175

148

82

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

E F M A M J J A S 0 N

Pr

Pre

cip

itac

ión

– E

vap

ora

ción

(m

m}

MES

Page 55: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

48

LOS FACTORES CLIMÁTICOS EN LOS LLANOS CENTRALES DE VENEZUELA

4.1.2.2. Llanos Centrales

El sistema de Riego Río Guárico (SRRG), segunda zona productora de arroz, donde se iniciaron las

siembras con riego en 1957, con aguas de la represa construída al noreste de la población de

Calabozo del Estado Guárico, diseñada para regar 100.000 hectáreas, fundamentalmente forrajes y

30 % de cultivos. El área irrigada por esta importante obra, se localiza al oeste del muro de la

represa (9°0‟20” N – 67°25‟45”) desde la ciudad de Calabozo hasta la población de Corozo Pando

(8° 30‟ N - 67° 35‟12 O), entre las latitudes 8°30‟- 9°00‟N y 67°34‟- 67°27‟O. Suelos muy planos

donde predominan los arcillosos, con elevaciones comprendida entre 94 y 65 msnm.

De acuerdo a Ferrer y Varela (2014) el Estado Guárico presenta 3 tipos de condiciones climáticas

(Mapa 14):

1. Semiárido (D) en la parte noreste se presenta con 7 meses secos, moderadas restricciones de

ofertas de lluvia y alta erraticidad de inicio y duración del periodo lluvioso.

Gráfico 4. Valores promedios de temperaturas

Mx y Min, EstaciónTurén.

Portuguesa

33 34 35

33 31

30 30 31 31 32 32 32

21 21 22 23 22 22 21 22 22 22 22

21

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

E F M A M J J A S O N D

Tmax

Tmin409

455 447

364 377 352

384 382 383 382 365 363

0

100

200

300

400

500

E F M A M J J A S O N D

Gráfico 3 Radiación solar mensual (Cal/cm²). Estación Turén. 1969-1989

Rad

iaci

ón

so

lar

(Cal

/cm

²)

52 50 47

56

69 74 75 75

72 70 65

59

20

30

40

50

60

70

80

90

E F M A M J J A S O N D

Gráfico 5 Humedad Relativa (%). Estación Turén. 1969-1989

Hu

med

adn

Rel

ativ

a (

%) 8,6 8,8

8,1

5,6 4,9 4,8

5,5 5,8 5,8 6,1

7,2 7,5

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

E F M A M J J A S O N D

Gráfico 6. Horas de sol (Horas/día). Estación Turén. 1969-1989

In

sola

ció

n (

ho

ras/

día

)

Page 56: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

49

2. Subhúmedo seco (C2), con ≤ 5 meses secos donde

destacan la planicie donde se encuentra el sistema

de riego Guárico y las zonas colinares adyacentes,

en estos sectores se ubican las zonas agrícolas con

mayor potencial del Estado Guárico.

3.Subhúmedo lluvioso (C1) con moderadas

restricciones de oferta de lluvias y alta erraticidad

de inicio y duración del período lluvioso, con 5 a 6

meses secos, con inundaciones periódicas por

desbordamiento de ríos, no apta para agricultura,

dedicadas a ganadería extensiva.

En la Estación Biológica de los Llanos, ubicada a 12

km de Calabozo, la precipitación anual varía entre 800

y 1839 mm, y la temperatura media anual es de 27°C

para 25 años de registro climatológico. El

comportamiento de las variables climáticas con relación a los períodos previamente establecidos

(período seco desde diciembre a abril y período lluvioso desde mayo a noviembre) muestra que los

mayores valores de precipitación durante el período lluvioso están asociados a mayores valores de

humedad relativa (Fig. a, c). Por el contrario, los menores valores de temperatura y evaporación,

ocurren durante este período (Fig. b, f). La radiación mostró el mayor valor durante el período seco,

con valores ligeramente superiores a los observados durante el período lluvioso (Fig. e). La

insolación mostró el mínimo valor durante el período lluvioso, el cual incrementa hasta el final del

de dicho período (Fig. 1d). La correlación entre las variables climáticas (Tabla 1) mostró que la

precipitación está positivamente correlacionada con la humedad relativa y negativamente

correlacionada con la insolación, la temperatura y la evaporación. La evaporación mostró

correlaciones positivas y significativas con la insolación, la radiación y la temperatura. Además, la

evaporación está negativamente relacionada con la humedad relativa, estando esta última

correlacionada negativamente con la radiación, la insolación y la temperatura.

El patrón unimodal de la precipitación media es

semejante al de los Llanos Occidentales. (Gráfico 7),

con valores de evapotranspiración que siguen el mismo

patrón, pero más elevados, como consecuencia del

posible efecto de la zona semiárida ubicada al noreste de

la zona arrocera del SRRG, donde las lluvias se inician

aproximadamente un mes más tarde, debido al retraso

en el ascenso de la zona de convergencia (ZCIT) por la

alta presión en el litoral Venezolano, que la desvía hacia

el noroeste del Estado Guárico. Dado que la dirección

del viento en la zona irrigada es noreste, la energía

advectiva que se genera en zonas con baja

disponibilidad de agua, va a contribuir en el incremento

de las temperaturas en el SRRG. Las siembras en

Guárico se encuentran por debajo de los 100 msnm),

mientras que los Llanos Occidentales por encima de los

130 msnm; sin embargo, el efecto de este desnivel entre regiones es bajo y no crea diferencias

significativas entre las temperaturas de ambas regiones.

Mapa 14. Pisos climáticos del Estado

Guárico

Fuente: Cabanerit, Julio. Cesar.2015

C1

C2

D

Gráfico 7.Balances hídricos Estaciones

Calabozo (Guárico) vs Araure

(Portuguesa)

Pre

cip

ita

ció

n

-Evap

otr

ansp

irac

ión

(mm

)

Meses

Page 57: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

50

4.2. Efecto de la sequía en el crecimiento y producción del arroz.

Los factores climáticos tales como la temperatura, la radiación solar y el viento tienen influencia

sobre los rendimientos del arroz ya que afectan el crecimiento de las plantas y los procesos

fisiológicos relacionados con la formación del grano. Estos factores también afectan indirectamente

el rendimiento aumentando el daño causado por plagas y enfermedades (Fao.org).

Variación mensual de seis variables climáticas como promedio de 25 años de observación en la

Estación Biológica de los Llanos, Calabozo, estado Guárico

Gráfico 8. Precipitación. SRRG. Estación Biológica de

los Llanos. Calabozo, Guárico

Llanos. Calabozo , Guárico

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Gráfico 9. Humedad Evaporación. SRRG. Estación

Biológica de los Llanos. Calabozo, Guárico

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Gráfico 10 Humedad relativa SRRG. Estación Biológica Los

Llanos. Calabozo, Guárico

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Gráfico 11. Insolación SRRG. Estación Biológica de los

Llanos. Calabozo, Guárico

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Gráfico 12 Radiación. SRRG. Estación Biológica de los

Llanos. Calabozo, Guárico

Fuente: Nelson Ramírez. 2009.

Gráfico 13. Temperatura SRRG. Estación Biológica

de los Llanos. Calabozo, Guárico

Page 58: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

51

En las siembras de secano, períodos prolongados de sequía por falta de lluvias en las fases de

floración, embuchamiento y llenado del grano, ocasionan la reducción de la producción de grano.

Cuando el arroz se produce bajo riego, es de esperar que períodos prolongados sin lluvia, no afecten

al cultivo, porque tiene satisfecho sus requerimientos hídricos con la irrigación. Sin embargo, aún

en condiciones de riego, se presentan mermas en la producción del arroz, porque al presentarse

períodos lluviosos prolongados, cambian otros factores climáticos como: temperatura, radiación

solar y humedad relativa, entre otros, que afectan la producción de grano, especialmente en las

fases reproductivas, aunque muy poco en la etapa de crecimiento vegetativo (Garcés, G. 2020,

FAO), cuyos aspectos se analizan a continuación.

4.3. Impacto de los factores climáticos en la productividad del arroz

4.3.1. Temperaturas.

La temperatura promedio diaria determina el ritmo de crecimiento y modifica también el ciclo de

las variedades, debido a que cada etapa fenológica necesita la acumulación de una determinada

cantidad de unidades térmicas (Pascale y Damario 2004, Méndez 2002). El arroz necesita para

germinar un mínimo de 10 a 13oC, considerándose su óptimo entre 30 y 35

oC. Por encima de 40

oC

no se produce la germinación. El crecimiento del tallo, hojas y raíces tiene un mínimo de 7oC,

considerándose su óptimo en los 23oC. Con temperaturas superiores a ésta, las plantas crecen más

rápidamente, pero los tejidos se hacen más blandos, lo que los hace más susceptibles a los ataques

de plagas y enfermedades (Datta 1986).

Según Baker et al., 1992, el rendimiento de grano del arroz decrece entre 7-8 % por cada 1°C en la

temperatura diaria máxima/nocturna mínima de 28/21 a 34/27 °C. Similarmente Sheehy et al.,

(2006) sugieren que la variabilidad climática interanual afecta la producción de arroz, y predice que

este incremento interanual conducirá a mayores pérdidas de los rendimientos. En el futuro se espera

un clima altamente variable, con episodios frecuentes de temperaturas estresantes en términos de

mayor número de días cálidos durante las fases de crecimiento, especialmente durante la fase

reproductiva del cultivo lo cual afectará su desarrollo y los rendimientos de grano.

Entre los efectos de la alta temperatura se encuentra la aceleración del proceso de maduración, lo

cual conduce a un menor peso de grano, mala calidad de grano e incremento del vaneamiento. Una

mayor temperatura favorece la proliferación de plagas y enfermedades, además de facilitar su

dispersión entre regiones. Esta vulnerabilidad de las plantas conlleva a mayores costos de

producción y a un menor rendimiento. De acuerdo a la comunidad científica la temperatura podría

elevarse en 4 grados centígrados, generando estrés de la planta, por condiciones ambientales

desfavorables. Estas condiciones de alta temperatura además de afectar la fisiología del cultivo de

arroz, también afecta la productividad y fertilidad de los suelos, ya que estos van a tener altas

pérdidas de agua por evaporación originando sequía en los suelos, requiriéndose una mayor

eficiencia en el uso del agua de riego y lluvia. Otro parámetro que se verá afectado es la

concentración de carbono en el suelo, por lo que es necesario un manejo conservacionista de los

recursos agua y suelo (Castillo et al., 2010). Según Garcés, Gabriel (2020), considera que las altas

temperaturas en el arroz influyen en los siguientes aspectos:

1. Gobierna el ciclo de vida. A mayor temperatura se tiene un ciclo más corto.

2. Los materiales tipo índica, como son la mayoría de las variedades que se siembran en Colombia,

tienen más tolerancia a altas temperaturas que las japónicas.

3. Las etapas más susceptibles a las altas temperaturas son: floración, embuchamiento y llenado del

grano. Las altas temperaturas durante el día (Tmax) está relacionada con algunos aspectos tales

como: a) tasa de fotosíntesis b) fotorespiración, donde se pierde hasta 30 % del carbono

Page 59: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

52

absorbido en fotosíntesis. c) las membranas celulares se ven comprometidas. d) temperaturas

mayores a 34 °C producen esterilidad de las espiguillas.

4. Temperaturas mínimas (Tmin) nocturnas mayores a 24°C están relacionadas con: a) incremento

de la rata de respiración y con ello menos fotosíntesis neta. b) se afecta la gametogénesis durante

el máximo embuchamiento. c) se puede generar estrés oxidativo, con el correspondiente daño a

las membranas celulares y al funcionamiento celular en general.

4.3.1.1. El fenómeno del Niño y su impacto en la agricultura Venezolana.

De año en año, se producen extremos climáticos (sequías – inundaciones) en diferentes partes del

planeta, como resultado de la variabilidad natural del clima. El ciclo El Niño, La Niña - Oscilación

del Sur es, tal vez, el componente más conocido en la variabilidad climática interanual, cuya señal

se percibe en diferentes regiones del planeta. En diferentes años, los valores de las variables

climatológicas (temperatura del aire, precipitación, etc.) fluctúan por encima o por debajo de lo

normal (condición generalmente representada por el valor promedio de una variable climatológica

en un período de por lo menos 30 años); la secuencia de estas oscilaciones alrededor de los valores

normales, se conoce como variabilidad climática y su valoración se logra mediante la determinación

de las anomalías (la diferencia resultante entre el valor de la variable climatológica y su valor

promedio). Cuando los valores de temperatura del mar desde el Pacifico Tropical Central hasta las

costas del Perú, Ecuador y sur de Colombia, están relativamente más cálidas que lo normal (en

0,5°C y más), son considerados años Niño, mientras cuando están por debajo de lo normal son

considerados años Niña, (Pabón y Montealegre, 1917). El término La Niña se refiere a las

condiciones frías extremas, que recurrentemente, pero de manera irregular, se presentan en el sector

central y oriental del Pacífico Tropical durante por lo menos seis meses. En los años Niña, llueve

abundantemente en toda la cuenca del Amazonas, en el este de Ecuador, Colombia, Venezuela y las

Guayanas. La costa Caribe del continente también registra alta pluviosidad durante los años Niña.

En el Pacífico Tropical son posibles tres condiciones: El Niño (calentamiento extremo), condiciones

normales y La Niña (enfriamiento extremo).

Los eventos Niño se clasifican en débiles: 1969-1970; 1976-1977; 1977-1978 y 1987-1988. Niños

moderados: 1986-1987; 1994-1995; 2002-2003. Niños fuertes: 1972-1973; 1982-1983; 1991-1992.

Los dos episodios cálidos más importantes de los últimos 20 años acontecieron entre 1982- 1983,

que tuvo 14 meses de duración provocaron 2.000 víctimas y sus daños representaron alrededor de

10 mil millones de dólares y 1997- 1998 que se prolongó durante doce meses, dado que se inició en

mayo de 1997 y finalizó en abril de 1998. El monto total de los danos ocasionados por el Niño

1977-1978, en la región andina, se estimó en US$ 7543 millones, los cuales se distribuyeron de la

siguiente manera: Perú (3498 millones), Ecuador (2882 millones), Colombia (564 millones),

Bolivia (527 millones) y Venezuela (72 millones).

La Corporación Andina de Fomento (CAF), en las Memorias de El Niño 1997-1998 en Venezuela,

señala el poco desarrollo que ha tenido en el país, el conocimiento de la relación entre los eventos

Niño y la variabilidad climática, lo que es explicable, por la moderada influencia que estos eventos

tienen en el territorio nacional, comparado con otros países de la región.

En el Niño 1977-1978, se presentaron en Colombia y Venezuela, importantes impactos en los

rendimientos de los cultivos. En los Llanos Centrales de Venezuela (región centro occidental del

Estado Guárico), así como tambien en los Llanos Occidentales, donde la sequíia incrementó las

temperaturas diurnas en 3° C (Gráfico 14) que generaron pérdidas económicas en maíz, situación

que no fue observada en los Llanos Occidentales (Rodríguez, P. J. 1979).

Page 60: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

53

Las altas presiones al norte del litoral Venezolano,

desvían el ascenso de la zona de Convergencia

Intertropical, provocando altas precipitaciones y un

regimen modal en su distribucion anual, tanto en el

occidente de Venezuela (Estado Barinas) como en los

Llanos Orientales de Colombia. Este hecho, es de

singular importancia para Venezuela, porque esta

semejanza en el clima de ambas regiones, permite que

los avances en los estudios sobre el impacto del clima

en el cultivo del arroz, logrados en Colombia en los

últimos años, pueden tomarse como referencia para

explicar los efectos del clima en las zonas arroceras

Venezolanas, donde la información disponible es muy

escasa.

En las zonas productoras de arroz en Colombia

(Mapa 15), el período de lluvias está determinado por

eventos climáticos tales como la Zona de Convergencia

Intertropical, frentes fríos, vaguadas en la altura, la zona

de altas presiones en el golfo de México y el fenómeno

del Niño (zona sur del país). La instalación de 45

estaciones climatológicas que cubren las zonas arroceras

Colombianas, ha permitido su caracterización en 5

regiones con comportamiento climático bien

diferenciado: 1. Centro 2. Llanos Orientales 3. Caribe

húmedo 4. Caribe seco 5. Los Santanderes. En las zonas

Centro, Santanderes y Caribe seco, cultivan el arroz en

condiciones de riego, mientras que el cultivo de secano

predomina en los Llanos Orientales y en la zona del

Caribe húmedo, donde en el 2018 sembraron alrededor

de 500.000 has (Garcés, Gabriel, 2020). Estas zonas

difieren en el patrón de distribución de las lluvias

(Gráfico 15). En el Espinal (Centro) que presenta un

régimen bimodal de lluvias, no son muy altas a través

del año, a diferencia de Villavicencio en los Llanos Orientales, donde se presenta un régimen

unimodal con cantidades muy grandes de lluvias, durante todo el año, que permiten el arroz de

secano. Este comportamiento del régimen de lluvias de los Llanos Orientales de Colombia, es

similar en magnitud (1880 mm/año) a la observada en el municipio Pedraza de Barinas, donde

también predominan las siembras de arroz de secano.

En las siembras de arroz de secano, en los Llanos Orientales de Colombia, durante el Niño 2009-

2010 se incrementaron las temperaturas diurnas entre 3 y 4 °C, sobre el promedio histórico

(Gráfico 16), con valores diarios superiores a los 40 °C, superando los 38°C observados en la

región central de Venezuela. El impacto en la región arrocera central en el departamento del

Tolima (Colombia) produjo también una disminución significativa en los rendimientos. En

mayo del 2009, tenían rendimientos de aproximadamente 8 tm/ha, los cuales descendieron hasta

5 tm/ha en mayo del 2010, es decir hubo una reducción de 3 tm/ha (52 %) por efecto de las altas

temperaturas. Además se reportó alta incidencia de enfermedades producidas por bacterias como

Pseudomonas fuscovaginae, Acidovorax avenae y Burkholderia glumae, así como altas poblaciones

1

2

3

4

5

Mapa 15. Zonas arroceras Colombianas

Gráfico 14. Temperaturas max. Turen. 2009-2010.

Page 61: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

54

del ácaro Steneotarsonemus spinky (Castilla et al., 2010). A partir de mayo las temperaturas

comenzaron a bajar y se empezó a mejorar la productividad en la zona.

4.3.1.2. Efecto de la temperatura del agua en la planta de arroz.

La temperatura de la lámina de agua afecta directamente el desarrollo de la planta de arroz que se

cultive en láminas de agua de diferente espesor. La intensidad de ese efecto depende de la posición

de los puntos de crecimiento de la planta respecto a la superficie del agua (Tsunoda y Matsushima,

1962). Desde los primeros estados de crecimiento hasta la iniciación de la panícula, las yemas

responsables de las hojas, las macollas y la panícula permanecen bajo el agua, por tanto su

desarrollo recibe el influjo de la temperatura del agua. Cuando las plantas inician su rápido

crecimiento reciben la influencia de dos temperaturas, la del agua y del aire, dado que el ciclo de

vida se realiza principalmente en un medio aéreo.

Como indican Matsushima et al., (1964), durante los estados iniciales del desarrollo de la planta la

temperatura del agua afecta el rendimiento porque influye en el número de panículas por planta, en

el número de granos por panícula, y en el porcentaje de granos maduros que se pueden obtener. En

estados más avanzados del desarrollo, la temperatura del aire puede afectar el rendimiento, porque

influye directamente en el porcentaje de granos llenos y en su peso. El efecto de la temperatura del

agua depende de la magnitud de ésta y de la profundidad de la lámina aplicada. En la mayoría de los

casos, la temperatura del agua es mayor que la del aire; a medida que aumenta la profundidad de la

lámina de agua, el crecimiento de la panícula depende más de la temperatura del aire (Nishiyama et

al., 1969).

Por lo general lo que determina el rendimiento es el número de granos por unidad de área. Yoshida

(1978) informa que existe una alta correlación positiva entre el número de granos por unidad de

área y el total de nitrógeno tomado por la planta al momento de la floración. Él observó que el

número de granos era mayor a medida que aumentaba la cantidad de nitrógeno (N) suministrado.

Por otro lado, en un ensayo similar realizado bajo condiciones controladas, se encontró que el

número de granos aumentaba a medida que la temperatura disminuía bajo un determinado nivel de

N, siendo más evidente este resultado cuando el nivel de N era más alto. Sin embargo, la eficiencia

del N para producir granos llegaba a su valor máximo cuando la temperatura y el nivel de N eran

los más bajos.

Fuente, Garcés Gabriel, 2020,

Gráfico 15. Valores de precipitación de las

zonas arroceras Colombianas

Gráfico 16. Valores de temperaturas de

las zonas arroceras Colombianas

Fuente, Garcés Gabriel 2020

Page 62: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

55

4.3.1.3. Efecto de las temperaturas en la calidad del grano de arroz.

El cultivo de arroz presenta gran adaptabilidad, no obstante, pequeñas variaciones en las

condiciones meteorológicas, pueden influir sobre la calidad final del grano cosechado. La

temperatura del aire, en especial las nocturnas, durante el periodo de llenado del grano, puede

explicar ampliamente las fluctuaciones en la calidad de un año a otro (Cooper et al., 2008). El

rendimiento en grano entero es el principal factor que influye sobre la calidad industrial. La mayor

o menor susceptibilidad del grano a fracturarse depende de un diverso número de variables

ambientales y genéticas. En el momento previo a la cosecha, la pérdida o ganancia de humedad en

el grano desde el ambiente influyen marcadamente sobre los valores finales de rendimiento

industrial. El tamaño del grano es altamente heredable en la mayoría de los ambientes, aunque las

temperaturas bajas después de la floración pueden reducir ligeramente la longitud del grano

(Martínez y Cuevas, 1989). La temperatura de gelatinización tiene una heredabilidad

razonablemente alta, aunque esta puede variar tanto como 10ºC en una misma variedad en casos

excepcionales según el medio ambiente. La temperatura durante el desarrollo también afecta el

contenido de amilosa de los granos, pudiendo incrementarse o bajar según se registren temperaturas

más bajas o altas que lo normal (Jennings et al., 1981). En la actualidad, estudios sobre el cambio

climático, predicen un incremento de la temperatura del aire de 1,8-4ºC para fines de siglo (IPCC,

2007) afectando, fundamentalmente, las temperaturas mínimas. Los estudios agrometeorológicos

pueden contribuir al conocimiento cuali-cuantitativo de la relación ambiente-producción agrícola.

De acuerdo a investigaciones hechas por Castilla et al., (2010) los cambios en el clima tienen

notables efectos en la agricultura, debido a altas temperaturas, radiación solar, humedad relativa y

baja precipitación. La alta temperatura en el caso del arroz, induce a un menor peso y mala calidad

de grano, incrementando el vaneamiento. Estos autores también afirman que las altas temperaturas

favorecen la proliferación de plagas y enfermedades, además de facilitar su dispersión entre

regiones. Esta vulnerabilidad de las plantas conlleva a mayores costos de producción y a un menor

rendimiento. Además de acuerdo a la comunidad científica, cuando la temperatura se eleva en 4

grados centígrados, genera estrés en la planta, por condiciones ambientales desfavorables.

Las temperaturas altas durante la noche intensifican la respiración de las plantas, resultando en un

mayor consumo de las reservas acumuladas durante el día por la actividad fotosintética, mientras

que las temperaturas bajas favorecen el llenado y la maduración de los granos (Cooper et al., 2008)

Temperaturas nocturnas elevadas producen una disminución del peso de las panículas y un aumento

en el número de granos panza blanca (Yoshida y Hara, 1977). El porcentaje de grano panza blanca

puede influir sobre el contenido de amilosa y el quebrado en la molienda (Liu, et al. 2009).

El rendimiento de grano entero es el principal factor que influye en la calidad industrial (Kotcher et

al., 1990). Se ha determinado la influencia de la temperatura y humedad relativa sobre el

rendimiento en grano entero y quebrado (Jodari y Liscombe 1996; Siebenmorgen y Nerhus, 1998).

Además se reporta un fuerte componente genético y del tipo de grano como factor determinante

sobre la calidad industrial del arroz (Jodari y Liscombe, 1996). Es reconocida la influencia que tiene

la temperatura y la humedad en el período de madurez del grano. Los mismos afectan la calidad

industrial y culinaria del arroz (Nikuni et al., 1969; Kunze, 1986). La mayor o menor

susceptibilidad a fracturarse depende de un diverso número de variables ambientales y genéticas

(Livore, 2004). Las genéticas se refieren fundamentalmente a la regulación de los mecanismos

intervinientes en el llenado de grano. La velocidad de llenado y su dependencia con la temperatura

en esta etapa fisiológica determinan la fragilidad del endospermo y consecuentemente su

sensibilidad al quebrado (Livore, 2004). Estudios realizados sobre los mecanismos del fisurado del

grano, indican que ellas se desarrollan cuando la superficie del grano, relativamente seca, absorbe

Page 63: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

56

humedad del ambiente (Berrio et al., 1989; Kunze, 1985). Esto es así, en caso de granos secos y

maduros que absorben humedad ambiental, es decir, lluvias y humedad relativa alta.

4.3.1.4. Utilización de cultivares de arroz tolerantes a altas temperaturas

Para mitigar el efecto de las altas temperaturas en arroz, han desarrollado cultivares con tolerancia

a este evento, en varios países, entre otros México y Colombia. En Colombia, FEDEARROZ liberó

más de 12 variedades, de las cuales, las que muestran mayor adaptación a altas temperaturas

máximas y mínimas son: FEDEARROZ 2000, COLOMBIA XXI, FEDEARROZ 733,

FEDEARROZ 473 y FEDEARROZ MOCARI. El incremento de temperaturas en las zonas

arroceras del país, producto del cambio climático, se ha asociado a la presencia de un determinado

grupos de Bacterias patogénicas, tales como Burkholderia glumae y Pseudomonas fuscovaginae.

Bajo estas condiciones las variedades FEDEARROZ 733 y FEDEARROZ MOCARI, han mostrado

la mayor tolerancia en campo (Castillo et al., 2010).

En Zacatepec, Morelos, (México), evaluaron genotipos de arroz, (materiales genéticos provenientes

del Fondo Latinoamericano de Arroz de Riego, FLAR), para determinar la respuesta de genotipos

de arroz (Oryza sativa) a la sequía. Se evaluó la temperatura del dosel vegetal en emergencia de

panícula, floración y en el llenado del grano, además del efecto de la temperatura en el rendimiento

de grano y sus componentes con riego y secano. La temperatura en secano fue mayor que en riego,

se relacionó de forma negativa con el índice de productividad media (IPM) y el índice de tolerancia

a sequía (ITS); las líneas con baja temperatura tuvieron mayor productividad y tolerancia a la

sequía. La temperatura redujo el rendimiento en grano, biomasa, panículas m-2

, granos m-2

,

granos/panícula y peso de mil granos en un 25, 12, 13, 15, 9.6 y 7% por cada 1 °C de incremento en

la temperatura en riego y secano. La sequía aumentó la temperatura, disminuyó el rendimiento y sus

componentes; los arroces con baja temperatura redujeron menos su rendimiento y fueron más

productivos y tolerantes a la sequía.

4.3.2. Radiación solar

En las siembras de arroz durante el período lluvioso, la alta

nubosidad reduce el número de horas de radiación solar,

disminuyendo la tasa de fotosíntesis y con ello, la producción de

grano. Los principales efectos de la falta de luz durante el ciclo

del cultivo son los siguientes:

La radiación solar requerida durante el ciclo del cultivo, varía

según las etapas de desarrollo (Gráfico 17). En el periodo inicial,

en la fase vegetativa, una disminución de la intensidad solar

diaria reduce muy poco los rendimientos, mientras que en la

fase reproductiva disminuye los rendimientos y en menor

proporción también en la fase de maduración, (Yoshida y Parao,

1976). La disminución de la radiación diaria durante la fase

reproductiva disminuye el número de granos, mientras que en la

maduración disminuyen el peso de los granos.Los mismos

autores encontraron que el efecto de la temperatura en el macollamiento está regulado por el nivel

de radiación solar. Sus resultados indican básicamente que, a temperatura alta, aumenta la tasa de

emergencia de hojas y aparecen más yemas (de macollas) que las producidas a menor temperatura;

cuando la iluminación es baja, algunas de las yemas no se desarrollan hasta convertirse en macollas,

porque faltan los carbohidratos necesarios para su crecimiento. El mismo experimento mostró que,

durante la fase reproductiva de la planta, el número de espiguillas por planta aumentó cuando

disminuyó la temperatura; esto indica que, a diferencia del resultado anterior, la temperatura óptima

Fuente: Yoshida y Parao.

1976

Gráfico 17. Efecto de la radiación solar en los rendimientos en el cultivar IR-747

1 2 3 4 5 6 7

4

5

6

7

Radiación solar

(Cal/cm²)

Ren

dim

ien

to (

tm/h

a)

Vegetativo

Page 64: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

57

cambia de alta a baja a medida que avanza el crecimiento de la planta, es decir, de la fase vegetativa

a la reproductiva (Vargas, Patricio. 2010).

La planta de arroz requiere diferente número de calorías/cm2/día en sus diferentes etapas de

desarrollo, para alcanzar su mayor potencial: Fase vegetativa: entre 350 y 400 calorías/cm²/día y

comprende la germinación y emergencia, el estado de plántula, producción de macollas y formación

de tallos, hojas y raíces. Fase reproductiva: entre 401 y 500 calorías/cm²/día, para formar primordio

floral, definir el número de granos por panícula, desarrollo de panícula, floración y polinización.

Fase de maduración: mayor de 500 calorías/cm2/día, que comprende todo el proceso completo de

translocación de asimilados para el llenado del grano hasta su madurez fisiológica (Fedearroz-

FNA, 2015).

Además de los efectos anteriores, la FAO tiene las siguientes consideraciones:

1. La disminución de luminosidad 16 días antes de la aparición de las panículas causa la

esterilidad de las espiguillas, por la falta de carbohidratos (granos vanos).

2. La sombra durante la fase reproductiva tiene serios efectos sobre el número de espiguillas.

3. Seleccionar cultivares con hoja bandera erecta, ángulo agudo y panículas que no sobresalgan en

exceso de la hoja bandera, de modo de minimizar la sombra de las hojas superiores

4. Las variedades con tallos y hojas erectas, evitan el sombreado recíproco y durante la fase de

maduración interceptan más luz solar, tienen una mejor fotosíntesis y consecuentemente

mejores rendimientos.

5. Sembrar variedades semi-enanas que no vuelquen, con hojas superiores cortas y erectas para

capturar el máximo posible de luz solar dentro del dosel de la vegetación foliar. Un índice de

área foliar de 5-6 asegura una óptima fotosíntesis durante la etapa reproductiva.

6. Para maximizar el rendimiento bajo un régimen de manejo óptimo, la época de siembra debe

ser seleccionada de modo que el cultivo reciba altos niveles de radiación solar en las etapas

reproductivas y de maduración.

En Venezuela, las siembras a finales de la temporada de lluvias,

(Nov-Dic) logran mejores rendimientos que las siembras de junio, por

la mayor incidencia de radiación solar durante los meses de febrero,

marzo y abril superiores a 450 cal/cm² (Gráfico 18) mientras que las

siembras de junio y julio reciben valores de radiación inferiores a 400

cal/cm². Los valores de radiación fueron mayores en el 2009 que en el

2010, debido al inicio del evento Niño en mayo del 2009, mientras que

en el 2010 a partir de mayo comenzó a declinar el Niño.

4.3.2.1. Energía solar y fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso en que la energía solar es atrapada por el

tejido verde de las plantas y convertida en energía química, que es almacenada en forma de

carbohidratos. De 80% a 90% (en peso) de la materia seca de las plantas verdes proviene de la

fotosíntesis; el resto viene, normalmente, del suelo en los minerales absorbidos por las raíces de las

plantas. En un cultivo de arroz, la fotosíntesis depende, principalmente, de la incidencia (cantidad y

ángulo) de la radiación solar, de su relación con el área foliar (tasa/ unidad de área), del índice de

área foliar y de la orientación de las hojas. Si la radiación solar es baja, la tasa de fotosíntesis

también será baja (Tsunoda, 1972).

4.3.2.2. Incidencia del fotoperíodo en el desarrollo del arroz.

Se denomina fotoperíodo al conjunto de procesos de las especies vegetales mediante los cuales

regulan sus funciones biológicas (como por ejemplo su reproducción y crecimiento) usando como

Gráfico 18 Radiación solar. Estación Turén.

Edo Portuguesa.

R

adia

ció

n

Page 65: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

58

parámetros la alternancia de los días y las noches del año y su duración según las estaciones y el

ciclo solar.

Las áreas productoras de arroz en Venezuela, se ubican

entre las latitudes 9 y 10° N y 67 y 69° E, donde la

diferencia en la duración del día es cercana a una hora.

(Gráfico 19). Tal es el caso de las localidades San Carlos

en el Estado Cojedes (1 h 03 minutos‟) y Sabaneta en el

Estado Barinas (97 minutos). Este período tan corto, en

horas luz, debería afectar muy poco el desarrollo vegetativo

del arroz. Sin embargo, en un estudio sobre el efecto de la

época de siembra en el ciclo vegetativo del arroz, en fincas

de agricultores del estado Portuguesa, realizada en 1989

(Rodríguez, P. J. No publicado) se observó que los

cultivares Araure 4 y Cimarrón tuvieron un

comportamiento distinto (Gráfico 20) en condiciones de

variación de la longitud del día de solo una hora. Para el

cultivar Cimarrón, la diferencia entre las siembras de junio y

enero en días a cosecha fue muy poca (7 días). Por el

contrario, el cultivar Araure 4 responde a esta pequeña

diferencia en longitud del día requiriendo 105-112 días de

siembra cosecha, mientras que las siembras en junio, los

días a cosecha fluctuaron entre 135-140 días.

4.3.3. Humedad Relativa

La evaporación es un fenómeno inverso a la humedad

relativa, la cual se puede definir como el vapor de agua contenido en el aire. Se ha demostrado que

manteniendo los demás factores constantes, un aumento en la humedad relativa reduce la intensidad

de la evapotranspiración (ETP), puesto que el gradiente de presión de vapor de agua entre la

atmosfera y una superficie húmeda es alto. La capacidad del aire para retener vapor de agua,

aumenta rápidamente con la temperatura, por lo tanto, el aire caliente del trópico contiene más

vapor de agua que el aire frío de otras zonas. (Vargas, Patricio A, 2010). La humedad relativa del

aire influye en alto grado y en relación inversa sobre el proceso de transpiración de la planta y en la

evaporación, por lo tanto valores muy altos de este factor son determinantes en la disminución de la

transpiración, y en consecuencia en la absorción y translocación de los nutrimentos (INIA, 2004).

4.3.4. Viento

El viento desempeña un papel importante en la vida de las plantas de arroz. Se ha informado que,

cuando el viento sopla con poca intensidad, el rendimiento de la planta aumenta gracias a la

turbulencia que se crea en medio de la comunidad de plantas. En los años 70, algunos

investigadores Japoneses hallaron que la tasa de fotosíntesis era mayor cuando aumentaba

suavemente la velocidad del viento, ya que la turbulencia incrementaba el suministro de gas

carbónico (CO2). Este resultado confirmaba al obtenido en los 60 por un investigador Australiano,

que una velocidad del viento mayor que el rango de 0,3 a 0,9 m/seg causaba un pequeño efecto en

la fotosíntesis de la planta. Por otro lado, los vientos fuertes con características de vendaval son

perjudiciales sobre las plantas de arroz, puesto que incrementan el fenómeno del volcamiento. Los

vientos muy secos han causado secamiento de las hojas, que es grave para los cultivos de secano.

Los vientos muy secos y calientes han producido laceraciones en las hojas y en los granos y, en

muchos casos, han hecho abortar las flores (Vargas, Patricio A. 2010).

Gráfico 19 Duración del día en 2 localidades

de los Llanos Occidentales

Ho

ra

s

Meses

Gráfico 20. Efecto del fotoperiodo en 2 cultivares

de arroz. 1989

Fuente: Rodríguez, P. J. 1989

Page 66: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

59

5

Manejo del riego. 5.1. Riego continuo

n la década de los 50, con el plan arrocero se inició en Venezuela la siembra comercial de

arroz en condiciones de secano en la colonia Turen y con riego en el Sistema de Riego Río

Guárico.

En sus inicios, el método de riego predomínate en los Llanos Occidentales era por bordas en curvas

a nivel y por lo general, en la etapa de inundación permanente, no permitía un buen control de la

altura de la lámina de agua, que podía superar los 15 cm y con ello reducir la producción de tallos

de 1 a 2 hijos por planta (Rodríguez. P. J, 1989, no publicado).

A comienzo de los años 70, en la región de los Llanos Occidentales se comenzó a utilizar la

nivelación con rayos láser, en campos nivelados sin pendiente o con muy poca

pendiente (0,02-0,05%). El tamaño de los paños de nivelación por lo general superaba las

1.5 hectáreas. Se realizaron grandes cortes del terreno que con frecuencia descubrieron capas

indeseables (grava, carbonato de calcio), que restringían el buen desarrollo del cultivo. Los muros

de contención del agua entre paños, superaban los 40 centímetros de altura que no podían ser

sembrados con arroz, donde proliferaban las malezas, constituyendo un refugio para roedores.

El arroz en Venezuela, es un cultivo de regadío y la técnica de riego predominante implica la

siembra en agua con semilla pre-germinada, o en seco, con sembradora de arroz en cero labranza o

labranza mínima, para luego dar mojes hasta los 25 días, y a partir de allí, inundación continua

hasta completar la madurez fisiológica del cultivo. Se sembraba 2 veces al año (Noviembre-

Diciembre y Abril-Mayo). Se utilizaban altos caudales de 2,5 a 3 l/seg/ha con grandes pérdidas por

escorrentía al final de los campos. Además, de aumentar la disponibilidad de nutrientes en el suelo,

esta técnica contribuía al control de malezas y a la regulación de temperatura, pero conlleva un alto

consumo del recurso agua, el cual actualmente es deficitario. Como alternativa a este tipo de

manejo de agua se propone el riego intermitente.

En 1971, Luis Mora Contreras profesor de la Facultad de Agronomía de la UCV Maracay, realizó

una evaluación de los caudales de agua utilizados para el riego por inundación continua, en fincas

arroceras del Sistema de Riego Río Guárico (SRRG), donde determinó, que la lámina aplicada era

superior a 2 m/ha y ocasionaba considerables pérdidas de agua al final de los campos de cultivo.

En la época de los noventa, era frecuente que los agricultores de Portuguesa, sembraran durante

todo el año. Por ejemplo, en una finca de 600 hectáreas de arroz a orillas del Río Sarare, donde la

directiva de la empresa impuso el criterio de sembrar todos los meses, se llevó registro de la

información de cada ciclo de siembra, lo cual permitió realizar las siguientes observaciones

(Rodríguez, P. J., no publicado): 1. En las siembras de enero y febrero los ataques de roedores

causaron severos daños económicos, al emigrar de las siembras aledañas de caña de azúcar, ajonjolí

y otros cultivos en época de cosecha, disminuyendo considerablemente los rendimientos de grano

de arroz. 2. Se determinó el efecto del fotoperíodo en las variedades Araure 4 y Cimarrón, siendo la

primera de ellas muy sensible al fotoperíodo, al reducirse la fecha de cosecha de 135 días en Junio-

E

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60

Julio a 110 días en Marzo-Abril. Hoy en día sabemos que la mejor época de siembra es noviembre-

diciembre (Grafico 21) donde se logran los mayores rendimientos de arroz cuando ocurre la mayor

radiación, mientras que decrecen en junio y julio

cuando ocurre la menor radiación solar (Alvarado y

Hernaiz, 2007). Es por ello, que para la rotación arroz-

maíz, el arroz se debe sembrar a salidas del período de

lluvias (Nov-Dic) y el maíz de secano, en abril- mayo

Las siembras de arroz en campos nivelados con

pendientes, se iniciaron en Portuguesa en el 2004,

adecuando lotes para la rotación del arroz con otros

cultivos. Con el auspicio de la Fundación DANAC, en

el ciclo de verano del 2008, se inició en el Sistema de

Riego Río Guárico la adecuación de campos arroceros

con pendiente, aptos para la rotación con otros cultivos,

en la parcela P-553C del Sr Francis Rico, en un área de

14 hectáreas. En el 2012, se adecuaron lotes de arroz

con pendientes en las parcelas P-166 y P-199 en el SRRG pertenecientes al Sr Rafael Urdaneta. En

el período de invierno de ese año, en uno de los lotes se estableció arroz con taipas y en el otro con

maíz, constituyéndose en la primera experiencia de rotación arroz- maíz en esta zona, utilizando

doble pendiente.

5.2. Riego Intermitente

5.2.1. Efecto del Riego Intermitente en la economía del agua, los rendimientos y calidad

del grano

La práctica de riego del arroz alternando períodos secos y húmedos (AWD, por sus siglas en

inglés), también es conocida como riego intermitente (C. Henry et al., 2017). La humectación y el

secado alternativo (AWD) es una práctica de gestión del agua, desarrollada y extendida por el

Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) y sus socios a muchos países productores

de arroz, para reducir el consumo de agua de riego. Esta práctica es utilizada en Arkansas, USA

para maximizar la captura del agua de lluvia y con ello, disminuir el tiempo de operación del equipo

de bombeo, manteniendo los rendimientos y calidad del grano.

El riego intermitente consiste en inundar el campo a una profundidad razonable, permitiendo que la

lámina aplicada se consuma de forma natural, por efecto de la infiltración del suelo y por la

evapotranspiración. El momento de la reposición de la lámina, es cuando se observa una delgada

capa de barro humedecido sobre la superficie (suelo saturado).

Según Henry et al. (2017) la duración de los períodos de humedecimiento y secado, depende del

estado de desarrollo del cultivo, de las condiciones prevalentes del clima y del confort del agricultor

con la práctica. Después de mantener inundado el campo por 3 semanas, es común abstenerse de

regar por 5 o más días entre los periodos de humedecimiento-secado. La inundación permanente se

mantiene entre el inicio de la panícula y floración, para evitar disminución de los rendimientos

cuando el arroz es más sensible al stress hídrico. El drenaje del lote se realiza 15 días antes de la

cosecha.

Los productores del medio sur de Arkansas sostienen que cuando se realiza un manejo apropiado

del riego intermitente, se reduce el volumen de agua para riego, sin afectar los rendimientos.

Además, esta práctica reduce las pérdidas de agua al final de los campos, las emisiones de gas

Gráfico 21. Balance hídrico promedio. Estación

Turén. Periodo 1.951-2.016

0

50

100

150

200

250

300

E F M A M J J A S O N D

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n –

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ora

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n (

mm

)

Page 68: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

61

metano y los niveles de arsénico en el grano, cuando el suelo se torna aeróbico por periodos cortos

de tiempo.

Las anormalidades climáticas acontecidas en Venezuela en las últimas décadas, han determinado

que en años Niño, las precipitaciones hayan disminuido notablemente, afectando la disponibilidad

de agua en los embalses para riego y ocasionando en ciertos años la disminución de los niveles del

agua subterránea, reduciendo los volúmenes extraídos de agua por los equipos de bombeo. Un buen

ejemplo de este fenómeno, lo constituye el Sistema de Riego Las Majaguas, cuando la captación de

agua en el embalse está por debajo del nivel que no satisfacen la demanda de este líquido por los

agricultores y la administración se ve en la necesidad de reducir las áreas de siembra. Una situación

más drástica se presenta en el Sistema de Riego Río Guárico (SRRG) donde en los últimos años,

los aportes del Río Guárico, para llenar la presa se han visto disminuidos, al ser derivada gran parte

de su flujo para suplir de agua a la capital Caracas. Además, aguas arriba de la presa los

agricultores dedicados a cultivos hortícolas y pasto, derivan importantes cantidades para riego, por

lo que esta situación ha conllevado a que las áreas suplidas por la presa han sido exiguas. Es

frecuente que los productores que practican el monocultivo del arroz, incrementen el área de

siembra en sus predios durante la zafra de invierno, dado que la evapotranspiración disminuye cerca

del 50 % (Gráfico 21) y con ello, los requerimientos de agua del cultivo.

Esta variabilidad climática continuará posiblemente con mayor impacto en las décadas por venir, y

es por ello que nuestros agricultores, deben concientizarse en que es posible mitigar los embates del

clima, reduciendo los altos volúmenes de agua aplicados con el riego por inundación permanente.

Esta práctica del riego intermitente, se inició en Venezuela con la propuesta del profesor Luis Mora

Contreras de la Facultad de Agronomía (UCV) en la década de los años 70, cuando se presentó un

largo período de lluvias erráticas por varios años, impidiendo la recuperación de la represa del

Sistema de Riego Río Guárico, después de cada campaña. Mora Contreras, (1971) evaluó los

volúmenes de agua utilizados por agricultores del Sistema de Riego Río Guárico (SRRG) para el

riego de arroz, donde determinó que se hacía un uso excesivo del agua, ya que consideraban al arroz

como un cultivo acuático, que requería inundación permanente para obtener productividad y calidad

del grano. Mora concluye, que bajo esas condiciones de manejo del agua en el SRRG, no será

posible continuar un desarrollo satisfactorio, si se siguen usando excesivos caudales de agua con

desperdicios que alcanzan más del 50 % del agua aplicada, limitando la expansión del área para la

siembra de arroz.

Mora Contreras decidió, conjuntamente con investigadores de la estación experimental de

Calabozo del FONAIAP, en la campaña 1972-73 (Useche et al., 1974), realizar un trabajo de riego

intermitente en un suelo Vertisol, arcilloso de la serie Palmar, Udorthentic chromusterts arcillosa

fina, montmorillonitica, isohipertermica. Se trata de una cubeta de decantación de la acumulación

aluvial Q1 del Río Guárico, de relieve plano con pendientes muy bajas (bajío), pobremente drenado,

escurrimiento superficial muy lento, drenaje interno lento, y permeabilidad muy baja. Se evaluaron

los volúmenes de agua utilizados con inundación permanente e intermitente en melgas

rectangulares, a objeto de evaluar al riego intermitente como alternativa para reducir el consumo de

agua durante el ciclo del cultivo.

El área experimental fue una parcela única de 13 hectáreas enmarcadas dentro de un lote de 25

hectáreas, en el cual la preparación del terreno, fue por el método de barro batido y donde se

realizaron las labores culturales recomendadas para la época: todas las aplicaciones con avión

(siembra con semilla pre germinada, fertilización, control de plagas y enfermedades). El área

seleccionada para la investigación constaba de 8 tanques, las cuales se dividieron en dos lotes: 4 se

utilizaron para el riego continuo (6.1 ha) y 4 para el intermitente (6.3.ha). En la determinación de

los caudales aplicados durante el ciclo del cultivo, se utilizaron canaletas graduadas a la entrada de

Page 69: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

62

los 2 lotes a fin de medir los volúmenes aplicados y se colocaron aforadores Parshall a la salida

para medir el agua de escorrentía. Después de la siembra, se dieron los mojes para garantizar la

germinación y establecimiento hasta los 25 días. A partir de allí, en el lote de riego continuo se

mantuvo la lámina hasta 15 días antes de cosecha y en el riego intermitente, se reponía el riego

siguiendo el criterio de restituir la lámina cuando se encontrara el suelo entre capacidad de campo y

saturación, para esto, se tomaban muestras de suelo al azar determinándose el contenido de

humedad, y de aquí, surgió una frecuencia de riego de 11 días. Posteriormente, en el período de

mayor demanda de agua por el cultivo, durante la emergencia de panículas, se fijó un gasto

aproximado de 1 litro/seg/ha, suspendiendo el riego 15 días antes de la cosecha.

Después de la siembra, con la inundación permanente se

aplicaron 15.054 m3/ha de agua, mientras que con la

intermitencia 7.134 m3/Ha, es decir una reducción del 47,39

% (Gráfico 22). El volumen drenado al final de los lotes fue

de 8.514 m3/ha con inundación permanente y de 1.067 m

3/ha

con riego intermitente, una reducción del (87,47 %).

El consumo neto de agua por el cultivo fue 6.598 m3/ha en

inundación permanente y 6.067 en riego intermitente, valores

que no fueron significativos. Del volumen total de agua que

ingresa a las melgas, tanto del riego como de las

precipitaciones, la cantidad que excede del requerimiento

hídrico del cultivo se pierde por evaporación directa,

percolación profunda y escurrimiento superficial. En la

preparación del terreno con fangueo requirió un 25 % del

total de agua aplicado durante el ciclo.

Con el riego intermitente se logró un excelente rendimiento (8.150 kg/ha) usando la variedad IR-22,

superando a la inundación permanente en 793 kg/ha y no se detectaron diferencias significativas en

la calidad molinera. Esta información fue utilizada por la directiva del Sistema de Riego, para

reducir las entregas de agua a los usuarios y establecer un gasto de 1,5 l/seg/ha (German Rico,

comunicación personal).

5.2.2. Experiencias con riego intermitente en el Sistema de Riego Rio Guárico.

En el SRRG la tarifa, que se cobra al productor es por hectárea y no por volumen, por lo que no

existen restricciones en el control y uso del agua para riego, con el fin de mejorar su eficiencia. Sin

embargo, en los últimos años, las lluvias han sido erráticas, lo que ha causado problemas de

recuperación del embalse, por lo cual, se debe considerar el agua como un recurso limitado y

estratégico, que debe ser usado eficientemente, pues se trata de una necesidad global. Es necesario

controlar la lámina de agua a través del riego intermitente, para lo cual se requiere tener el terrenn

bien nivelado, manteniendo un canal regador que permita inundar varias melgas al mismo tiempo y

de esta forma llenar rápidamente el lote sin excesos de agua que se desperdician hacia los drenajes.

En el SRRG se ha utilizado riego intermitente por más de 20 años, en las parcelas 553-A, 553-C,

554-A, y 554-B, pertenecientes a los hermanos Rico, dónde con una dotación de agua para 80 has

riegan 140 has en cada parcela, con una frecuencia de riego de 5 días en suelos franco arcillosos, es

decir, se logra economizar un 45 % del agua, sin afectar los rendimientos, ni la calidad industrial del

arroz. Además, obtienen otros beneficios de esta práctica, tales como ahorro en la utilización de

fertilizantes y agroquímicos, reducción en el lavado de suelo y drenaje, menor incidencia de

malezas combinando la práctica del riego intermitente con el uso de herbicidas pre emergentes, así

como control de enfermedades y plagas. Cabe destacar que en suelos de textura más liviana la

frecuencia de riego debe ser de 3 días especialmente durante los meses de marzo y abril por la alta

Gráfico 22. Volúmenes de agua (m³)

en riego continuo e intermitente. S.R.R.G. Calabozo.1973

Page 70: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

63

tasa de evapotranspiración. Más recientemente también se comenzó a utilizar en parcelas ubicadas

fuera de la poligonal de riego del SRRG, que son regadas mediante bombeo de aguas subterráneas o

superficiales (Germán Rico, comunicación personal)

5.2.3. Manejo del riego intermitente

Para implementar la utilización del riego intermitente en

campos nivelados sin pendientes en sentido transversal y con

pendiente longitudinal entre 0,15 y 0,2 % (Foto 56), con muros

(taipas) perpendiculares a la dirección de flujo y espaciados

convenientemente con un desnivel entre ellos de 3 a 4 cm, es

recomendable dividir el área a regar en unidades o lotes de

riego de 10 a 12 hectáreas, de 250 a 200 m de ancho y 400 a

500 m de largo, separados por muros laterales o bien por vías

de comunicación. Todos los muros laterales se dejaron abiertos

sin que las taipas tocaran el muro exterior, de manera que

funcione como canal lateral, el cual recibe las aguas del canal

principal ubicado en la cabecera de los lotes.

Para lograr humedecer uniformemente todo el terreno, se

colocan pases de agua con sacos de plásticos, rellenos con

tierra, solo a ½ de su capacidad, con lo cual se logra construir

retenciones de 5 cm de altura, que permite levantar el tirante de

agua en cada paño de nivelación (espacio ocupado entre

taipas) y el excedente de agua pasa a los paños contiguos. Al

llegar el agua al final del lote, logra cubrir con una lámina entre

5 y 7 cm todo el terreno. Para drenar el lote, se quitan los sacos

(Foto 57) y al cabo de 4 a 5 días estará en condiciones de ser

sembrado con sembradora de arroz, gracias a las pendientes

entre 0,15 y 0,20 %, que permiten el avance rápido de las

aguas de riego y de drenaje de los lotes, con lo cual se logra

después de la siembra una excelente germinación, en todo el área regada, dado que la sembradora

siembra los muros al pasar sin inconveniente sobre estas (foto 51). Para lograr dar los mojes hasta

los 20 a 25 días, se repite el procedimiento antes descrito.

A partir de los 20 a 25 días se inicia el proceso de riego intermitente, donde se deja que la lámina

aplicada se consuma por infiltración y evaporación, hasta alcanzar una ligera película de agua sobre

el terreno (suelo saturado), para evitar la desnitrificación del nitrógeno amoniacal y la formación de

grietas en los suelos de textura pesada, que incrementa las pérdidas por infiltración y el

consiguiente decrecimiento de la productividad del agua, (Bouman y Toung, 2011). Para ello, se

colocan de nuevo los pases de agua, asegurándose que la altura del pase se encuentre a 5 a 7 cm de

altura, para garantizar que esta sea la altura de la lámina de agua en todos los paños de nivelación.

Colocados los pases de agua, se procede a meter un caudal entre 15 y 20 l/seg, el cual se desliza

por el canal lateral, y va pasando los excedentes hacia el final del lote. Cuando el agua, haya

avanzado 2/3 partes de la longitud del canal, se corta el suministro para que el agua de cola, inunde

los paños faltantes. Se deja que la lámina aplicada se infiltre, proceso que puede tardar 5 a 10 días,

dependiendo de la textura del terreno (4 a 5 días en Franco arenosos y 10 a 12 días en Arcillosos).

Este proceso, se repite tantas veces como sea necesario, hasta que se alcance la etapa de

emergencia de las panículas, cuando de nuevo se riega de forma continua, hasta 15 días antes de la

cosecha.

El caudal requerido para regar cada lote de 10 a 12 ha, de texturas arcillosas.debe ser 20 25 l/seg,

Foto 57. Parcela Sr José Hurtado,

5 días después de drenado. S.R.

Las Majaguas, Portuguesa, 2010.

Foto 56. Parcela Sr José Hurtado.

S.R. Las Majaguas, Portuguesa.

2010

Page 71: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

64

es decir unos 2 l/seg/ha, ya que tienen un alto nivel de retención de humedad y por lo tanto, es

difícil que se sequen rápidamente. En suelos franco arenosos, no es recomendable su utilización,

porque la reposición del riego no puede realizarse oportunamente, por la baja retención de agua del

suelo y su alta infiltración, las cuales determinan que la frecuencia de riego se reduzca a menos de

5 días, con el consiguiente secado del suelo y con ello, al reinundar el riego del lote, es posible

incrementar la emisión de N2O.

Los déficits hídricos o la presencia de malezas y enfermedades, pueden disminuir los rendimientos

de grano o su calidad. Estos déficits se pueden presentar si se permite que se seque mucho el suelo,

lo cual puede suceder si el flujo de agua no se reinicia oportunamente, como puede ocurrir por

fallas en el equipo de bombeo o por error humano (Chris Henry et al., 2017).

5.2.4. Ventajas del riego Intermitente

El riego intermitente ofrece la posibilidad de reducir drásticamente los volúmenes de agua

utilizados en el arroz de riego, aspecto importante por la poca conservación de las cuencas de los

ríos que cruzan los Llanos Venezolanos y del cambio climático, que afectan los caudales de estiaje

y niveles de los acuíferos subterráneos.

Ruiz Sánchez, M. et al., (2016) realizaron un experimento en las áreas de campo de la Unidad

Científico Tecnológica de Base “Los Palacios” en la provincia de Mayabeque en Cuba, donde

evaluaron el efecto del manejo del agua de riego en el rendimiento agrícola e industrial del arroz

por la tecnología de trasplante. Utilizaron 4 tratamientos: suspensión del riego por 15 días a los 15,

30 y 55 días después del trasplante los cuales compararon con la aplicación continúa durante todo el

ciclo del cultivo. La suspensión del riego a partir de los 30 días, incrementó el rendimiento en grano

entre 16 y 32 %, el rendimiento industrial fue de 67 % en promedio y logró mayor número de

granos enteros. Este manejo del agua, generó un ahorro de 1.931 m³/ha, con lo cual se podría

incrementar el área de riego en 11,2 %.

Bandeira y Buckin (2016) en Concordia, Entre Ríos, Argentina, evaluaron el riego intermitente en

campos regados con taipas en curvas a nivel, donde lograron disminuir el consumo del agua de

riego en 29 %, comparado con riego continuo. Este método requiere reponer la lámina de agua en

condiciones de suelo saturado, práctica que contribuye a disminuir las pérdidas por

evapotranspiración e infiltración.

En terrenos dedicados a la siembra de arroz, que han sido nivelados con pendiente, garantizan el

éxito de la técnica del riego intermitente, donde se requiere que la velocidad con que debe

restablecerse la lámina de agua, una vez que el suelo alcanza el estado de saturación, se logre

fácilmente.

El riego intermitente promueve un sistema radical más profundo en comparación con los métodos

tradicionales. Esto a su vez, produce plantas saludables, con tallos más fuertes y mayor producción

de retoños, con menor porcentaje de acame o volcamiento, que conducen a rendimientos más altos

de arroz de buena calidad (Nubangisi Aloysius, 2011).

El riego intermitente permite controlar la presencia de mosquitos en los arrozales. E. Ogusuku et

al. (2016), indican que en los departamentos de la costa norte del Perú se cultivan más de 150.000

has de arroz con inundación continua. Desde el 2005 se viene aplicando el riego con secas

intermitentes para evaluar sus efectos sobre la productividad, el consumo de agua y la población

vectorial. Determinaron una reducción promedio de la población de mosquitos del 86 al 93 %, y

disminución del gasto de agua de riego entre el 24 y 60 %, se obtuvo un incremento de la

producción de arroz paddy entre el 21 y el 25 % y una disminución de agroquímicos entre 30 y 35

%. La aplicación del riego intermitente se articuló con la siembra directa.

Page 72: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

65

El manejo del agua por riego intermitente, permite reducir las pérdidas por volatilización de los

fertilizantes nitrogenados, tal como ocurre cuando se aplican en agua en riego por inundación

permanente. Se recomienda que se consuma la lámina del lote hasta secar el terreno, abonar con

fertilizantes nitrogenados y reanudar la aplicación del riego.

La efectividad del riego intermitente estará relacionada con la capacidad de movilizar volúmenes de

agua a las áreas de cultivo de manera que se pueda controlar su penetración al suelo y limitar la

entrada de aire al perfil del suelo, de esta manera se mantiene la anaerobiosis con la mínima lamina

sobrenadante. Todo lo anterior implica que el agricultor debe tener capacidad técnica para nivelar

las áreas de cultivo.

El riego es importante en el control de los insectos plaga por lo cual es necesario la nivelación para

que no existan áreas difíciles de mojar y así procurar una buena humedad en las primeras fases del

arroz. El agua, es buen controlador de gusanos cortadores (Spodoptera frugiperda), durante los

primeros 20 días donde no hay lámina continua de agua. En cuanto al insecto Lissorhoptrus sp,

existe una relación entre el establecimiento de la lámina de agua en los arrozales, y el inicio del

ciclo del insecto, dado que no se colectan larvas, huevos ni pupas, en campos sin lámina de agua. Si

los campos se manejan con pases de agua, manteniendo los suelos saturados, las hembras de

Lissorhoptrus sp no pueden ovopositar (Rico. G.,2021, no publicado). En el caso de la Hydrelia, los

adultos muestran mayor actividad en aquellas zonas donde la lámina de agua es profunda durante

las primeras y últimas horas del día. El daño se presenta generalmente en los campos de arroz con

lámina profunda de agua, desde plántula hasta máximo ahijamiento y el adulto tiene preferencia por

los lugares más bajos del lote. En tal sentido, con una buena nivelación, manejo de la lámina de

agua, densidad de población no mayor de 200-250 plantas /m2, es posible disminuir los daños de la

plaga.

Una de las principales enfermedades del arroz es la rizoctonia (Rhizoctonia solanii), la cual está

asociada con altas densidades de siembra, alta fertilización nitrogenada y alta humedad. Se

manifiesta por manchas en las vainas de las hojas a la altura de la lámina de agua que se encarga de

distribuir esta enfermedad por el lote, por lo tanto para evitar que la enfermedad se propague por

toda la parcela es recomendable el riego intermitente (Rico. G.,2020, no publicado) .

5.2.5. EL riego intermitente y las emisiones de gases efecto invernadero (GEI)

Según Cuevas (2016) un aporte importante del riego intermitente está relacionado con la mitigación

de la emisión de gases con efecto invernadero. Se ha demostrado científicamente que el cultivo de

arroz de riego contribuye entre el 10 y el 25% de las emisiones globales de metano (CH4),

principalmente, por la acción de las bacterias que bombean toneladas de ese gas, cuando

descomponen la materia orgánica en los campos de arroz con inundación permanente. Alrededor del

70 % de la emisión de metano ocurre cuando los residuos de la cosecha son incorporados con el

fangueo y la otra parte durante el ciclo del cultivo en suelos inundados. Otro de los gases importantes

que emite el cultivo de arroz es el Óxido Nitroso (N2O) y surge de la inadecuada utilización de

fertilizantes nitrogenados, del cual una cantidad significativa termina como óxidos de nitrógeno en el

aire, donde además de deteriorar la capa de ozono, contribuyen al incremento del efecto invernadero.

El sistema del riego intermitente, con alternancia de períodos de suelos saturados, permitiría

disminuir las emisiones del gas metano por lo que tendría asociado un beneficio de mitigación del

cambio climático. En diversas investigaciones, se observa que alteraciones en el manejo del agua,

como el riego intermitente o el drenaje en la mitad del ciclo del cultivo, son opciones efectivas para

reducir las emisiones de metano (CH4) en el cultivo de arroz. Esta disminución de CH4 puede ser

debido a la aireación que genera el secado del suelo, lo cual suprime la actividad metanogénica

(bacterias anaerobias que descomponen la materia orgánica y producen metano) y además puede

aumentar la actividad metanotrófica (de organismos capaces de oxidar metano). Por otra parte, las

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66

emisiones de óxido nitroso (N2O) en el cultivo de arroz son generadas a partir de la nitrificación en

suelos oxidados y la desnitrificación en suelos semi reducidos, por lo que se espera que luego de la

lluvia o del riego, los flujos de N2O aumenten si el contenido de humedad del suelo desciende por

debajo del nivel de saturación. Alternar suelo húmedo y seco, crea un ambiente favorable para estos

procesos (nitrificación y desnitrificación) que puede concluir en mayores emisiones de N2O, si se

permite disminuir el contenido de humedad del suelo por debajo del nivel de saturación, al

momento de reiniciar la inundación intermitente del lote.

Cabangon et al., (2004) reportaron un trabajo realizado en China durante dos años (1999-2000)

donde se cuantificaron las condiciones agro-hidrológicas y compararon el impacto del riego

intermitente y riego continuo, a diferentes niveles de fertilización nitrogenada, sobre el crecimiento

y rendimiento de grano, productividad del agua y eficiencia en el uso de los fertilizantes, durante 5

campañas. No observaron respuesta diferencial a la fertilización con N en el sistema riego

intermitente, lo cual se lo atribuyeron, a que durante los períodos de secado del suelo en el sistema

intermitente, el contenido de humedad en la zona radical fue cercano a la saturación y debido a esto,

la aireación fue reducida al igual que los procesos de nitrificación-desnitrificación.

A nivel mundial, pocos países productores de arroz han tomado iniciativas para mitigar el impacto

ambiental de los gases de efecto invernadero, lo cual implica utilizar bajos insumos de fertilizantes,

el uso de fertilizantes nitrogenados procesados con tecnología para el control y reducción de la

emisión de gases de efecto invernadero, que ya se encuentran disponibles en el mercado como la

Furia (Urea + Agrotain), Yara Amidas (N+S). Las técnicas de gestión de agua y materia orgánica

(extracción de los restos de cosecha, y el riego intermitente) que reducen las emisiones de metano

pueden aumentar las emisiones de óxido nitroso. Para reducir este efecto, es recomendable la

incorporación del nitrógeno con la siembra directa y mantener la humedad del suelo por encima de

capacidad de campo, es decir reponer la humedad apenas la lámina de agua se ha infiltrado.

En la siembra con mínina labranza en arroz, (aeróbico) sin fangueo, el consumo de agua es 50 %

más bajo, que el riego por inundación y la productividad es 60 % más alta, y se logra reducir la

producción de metano en un 70 %. En países como Pakistan, China, India, Indonesia, practican con

éxito este sistema aeróbico de producción de arroz. En Uruguay, Brasil, EEUU, aplican tecnología de

producción de arroz en rotación de cultivos, siembra directa, uso de agua, fertilizantes nitrogenados,

semilla híbrida, manejo integrado de plagas, como alternativas sostenibles.

El Ministerio de Agricultura Forestal y Pesca de Japón (MAFF) patrocinó un proyecto denominado

MIRSA2 (Mitigación de gases en sistemas de arroz irrigado en Asia) el cual se realizó entre 2013 y

2017, en 5 sitios de Asia con la participación de las siguientes instituciones: Vietnam (Hue

University of Agriculture and Forestry), Thailand (The Join Graduate school of Energy and

Environment), Indonesia (Indonesia Agriculture Environment Research Institute) and Japan

(National Agriculture and Food Research Organization). El objetivo del proyecto fue desarrollar

prácticas mejoradas de manejo del agua, sobre la base del riego intermitente que permita reducir en

30 % la emisión de CH4 + N2 O.

Agnes Tirol Padre y sus colaboradores, (2018) presentan una evaluación integral y síntesis de datos

recopilados de dicho proyecto de los experimentos de campo de 3 años realizados en los 4 sitios del

sudeste asiático: Hue, Vietnam; Jakenan, Indonesia; Prachin Buri, Tailandia y Muñoz, Filipinas, para

evaluar la viabilidad específica de cada localidad de la práctica de humectación – secado (AWD)

como una opción de mitigación de gases de efecto invernadero (GEI) en los campos de arroz con

riego. El riego intermitente redujo el consumo de agua en relación al riego continuo, sin reducir

significativamente el rendimiento de grano de arroz y el contenido de carbono del suelo en todos los

sitios. La emisión de metano varió en los sitios dependiendo de la época del año (verano vs invierno)

así como de las propiedades del suelo y el manejo del agua. El riego intermitente redujo la emisión

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67

de metano en relación al continuo en 25 %, 37 %, 31 % y 22 % en Vietnam, Indonesia, Tailandia y

Filipinas respectivamente. Sin embargo, en Tailandia y Filipinas el riego intermitente redujo la

emisión de metano solamente en el periodo seco, dado que los sitios presentaban suelos pesados, con

lluvias frecuentes y no se pudo drenar los campos en invierno, mientras que en Indonesia y Vietnam

la reducción de metano fue efectiva en ambas épocas debido a que los suelos eran de textura liviana

(Franco). También se observó una reducción significativa en el potencial global de calentamiento

(GWP) de CH4 y N2O por efecto del riego intermitente. Este estudio destaca la importancia práctica

de la factibilidad y la época apropiada en el manejo exitoso en la reducción de los gases de efecto

invernadero (GEI) por el riego intermitente sin impactar los rendimientos de granos.

En América Latina las investigaciones sobre los efectos del riego intermitente sobre los

rendimientos, la calidad del arroz y la emisión de gases tipo invernadero son escasas (Estefanía

et al. 2018), particularmente en Brasil mayor productor de arroz en Latinoamérica, donde en el sur

del país, en el Estado de Río Grande do Sul se siembran con riego por inundación cerca de 1.3

millones de hectáreas, que representan el 67 % de la producción nacional. En esta región del país,

Zschornack y colaboradores (2016), establecieron en la Estación Experimental del Instituto de Arroz

Rio Grandense (IRGA), durante los ciclos de siembra 2009/2010 y 2010/2011, un experimento

donde evaluaron el efecto del manejo del agua en la mitigación de las emisiones de metano y N2O,

en condiciones de riego continuo vs riego intermitente en 2 modalidades: Escaso y frecuente. Los

sistemas de irrigación intermitente promovieron reducciones significativas en los flujos y emisiones

totales de CH4 en relación con la inundación continua, pero favorecieron las emisiones totales de

N2O, sin afectar el rendimiento de granos de arroz, teniendo un efecto positivo sobre la relación

entre Potencial de calentamiento global y el rendimiento de granos.

Estos estudios de mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero se continuaron en La

Estación Experimental del Instituto de Arroz Río Grandense (IRGA), durante el ciclo de siembra

2012-2013 (Estefanía silva, 2017). Un experimento similar se estableció en el Instituto de

Investigación agrícola de la Provincia de Nigata en Japón, con el objeto de estudiar el

comportamiento de las emisiones de gas invernadero en ambos países, para lo cual utilizaron 3

tratamientos : a) Riego continuo manteniendo sobre el suelo bajo una capa de agua de 5–10 cm de

espesor durante la temporada de crecimiento; (b) riego moderado intermitente (MI), que implicó

suprimir el agua en las etapas V6 – V8 (6–8 hojas); y (c) riego intermitente severo (SI), donde el

agua fue suprimida en las etapas V6 – V8 y V8 – V10 (8–10 hojas). El riego se suspendió 15 días

antes de la cosecha de arroz en todos los tratamientos. Se determinó que el riego intermitente y

continuo satisfacen los requerimientos de agua del cultivo. El riego intermitente resultó eficiente en

un 62 % en la disminución de las emisiones de CH4 en el suelo, no afectaron significativamente las

emisiones estacionales de N2O del suelo o el rendimiento de grano de arroz (9.391–10.231 kg/ ha).

Consideran que esta forma de gestión del agua es una práctica agrícola clave enfocada a cumplir

con un aumento futuro en la producción de arroz, no asociado a incremento en las emisiones de

gases invernadero en el sur de Brasil y otros países de América Latina y el Caribe, donde esta

tecnología aún debe ser ampliamente adoptada por los agricultores.

En el delta del Río Ebro, en España (Interempresas, 2017) la empresa Kellog‟s en su afán de

mejorar la sostenibilidad del arroz, puso en marcha una investigación para medir y luego poder

reducir las emisiones GEI, liderado por el IRTA (Instituto de Investigación y Tecnología

Agroalimentaria), en colaboración con la Universidad de Manchester. Para ello, utilizaron

diferentes sistemas alternativos de gestión del agua. Determinaron que el riego intermitente, en

comparación con la inundación permanente de los arrozales, redujo la emisión de metano hasta en

un 90 %, durante la etapa de crecimiento en el campo, con una reducción del 30 % de las

aportaciones de agua. Para reducir las emisiones en la temporada de postcosecha, los

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68

investigadores recomiendaron incorporar la paja en noviembre o diciembre, ya que se ha observado

que se producen menos emisiones que en octubre.

5.2.6. Los procesos biológicos en los suelos arroceros con el riego intermitente.

5.2.6.1. Emisiones de gases tipo invernadero

La incorporación de los restos de la cosecha (Paja de arroz) es una de las prácticas utilizas en el

manejo del arroz con riego, especialmente en las siembras durante el período de lluvias (Junio-

Julio). Esta práctica, aunque beneficiosa por los aportes de nutrientes para el cultivo y al

mejoramiento de las propiedades físicas de los suelos, es la de mayor contribución a la emisión de

gases tipo invernadero, conjuntamente con la fertilización nitrogenada. A objeto de facilitar la

comprensión de estos procesos, en el Gráfico 23, se presenta en forma esquemática (Achim, D. y T.

Fairhurst, 2000) el perfil de un campo de arroz con riego continuo.

Se presentan 3 estratos bien diferenciados: Lámina de inundación, interfase oxidativa y suelo

reducido. La lámina de inundación sobre la superficie del terreno o agua sobrenadante, es un

ambiente aeróbico al estar el agua en movimiento con presencia de oxigeno (O2), favorable para el

desarrollo de una flora activa de bacterias y algas, que contribuyen a la fijación biológica del

nitrógeno (N2).

El otro ambiente aeróbico lo constituye la interfase oxidativa, capa superficial del terreno de poco

espesor (Tomas, Nuria et al., 2014) con presencia de O2 obtenido de la lámina de agua. El espesor

de este estrato depende del alto contenido de materia orgánica (MO) que tenga el suelo. Si tiene

mucha MO se genera alta población de microorganismos, que consumen mucho O2, todo lo

contrario sucede cuando existe poca materia orgánica, en cuyo caso puede llegar a menos de 1 cm

espesor.

En el perfil del suelo y por debajo de la capa Interfase oxidativa, se ubica el estrato de suelo

reducido, en el cual a las pocas horas después de la inundación ya hay déficit de O2, caracterizada

por un ambiente anaeróbico, el cual bajo cultivo de arroz se ve interrumpida por la rizósfera

Gráfico 23. Ciclo y transformaciones del N en suelos cultivados con arroz inundado

1. Hidrolisis 2. Inmovilización/Mineralización 3. Difusión 4. Desnitrificación 5. Fijación 6. Lixiviación 7. Volatilización 8. Nitrificación Pérdidas

Dobermann, A y Fairhust,T.2000

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69

oxidada, producto del sistema muy particular de tejidos especiales que posee esta planta, en las

hojas, tallos y raíces para transportar oxígeno desde la parte aérea a las raíces, Sanchis, N. (2014)

considera que los suelos inundados ofrecen un ambiente único para el crecimiento y la nutrición del

arroz, pues la zona que rodea al sistema radical se caracteriza por la falta de oxígeno. Por tanto, para

evitar la asfixia radical, la planta de arroz posee tejidos especiales, unos espacios de aire bien

desarrollados en la lámina de la hoja, concretamente en la vaina de la misma, así como en el tallo y

en las raíces, que forman un sistema muy eficiente para facilitar el paso del aire. Este sistema recibe

el nombre de aerénquima. El aire se introduce en la planta a través de las estomas de las vainas de

las hojas, desplazándose hacia la base de la planta. El oxígeno es suministrado a los tejidos junto

con el paso del aire, moviéndose hacia el interior de las raíces, donde es utilizado en la respiración.

Finalmente, el aire sale de las raíces y se difunde en el suelo que las rodea, creando una interfase de

oxidación-reducción.

Los cambios que ocurren en campos inundados difieren porque se desarrollan en ambientes

distintos. En la zona de agua de inundación, ocurre volatilización, lo mismo que en la interfase

dependiendo del pH del agua. En la zona de la rizósfera oxidada, se encuentra la masa de raíces. El

O2 que viene de la parte aérea a través de las aerénquimas reacciona con el amonio (NH4+) que está

en la rizósfera, el cual puede tener varios orígenes: de la materia orgánica (amonificación) o de la

fertilización. El amonio en esta zona oxidada y en la interfase es oxidado a nitrato (NO3-), el cual

puede ser absorbido por la planta, y otra parte se moviliza y llega a la zona reducida en dónde

sufre desnitrificación y posteriormente se va a la atmosfera en forma gaseosa, primero como N2O y

luego como N2, saliendo del sistema suelo-agua-planta.

Cuando se aplica fertilizante urea en la lámina de inundación, se hidroliza rápidamente (2-4 días) y

ocurre pérdidas por volatilización, lo cual se debe al cambio diurno de pH del agua como resultado

de la actividad biológica: procesos bioquímicos como fotosíntesis y respiración pueden causar

grandes variaciones diurnas del pH del agua de inundación dependiendo de la capacidad buffer de

la misma. Durante el día, como consecuencia de la fotosíntesis de la flora acuática, hay mayor

consumo de CO2, lo cual provoca el aumento del pH. En la noche, cuando los procesos de

respiración dominan sobre la fotosíntesis, hay una recuperación de los niveles de CO2 y el pH

disminuye. Estas variaciones están asociadas también a los cambios de temperatura y de la

alcalinidad del agua. Fillery, et al. (1986) encontraron que la alcalinidad del agua de las parcelas

tratadas con sulfato de amonio disminuía con la fertilización, mientras que dónde se aplicó urea la

alcalinidad se mantuvo, por lo cual debería ocurrir mayor pérdida de amoníaco (NH3) de la solución

hacia la atmósfera (volatilización). Parte del amonio de la lámina de inundación puede moverse en

forma reversible hacia el estrato de suelo oxidado, por difusión o flujo de masa. En esta zona, el

amonio (NH4+) con el OH¯ se trasforma en amoniaco (NH3) y se moviliza a la lámina de

inundación de donde se pierde por volatilización.

Del estrato de suelo inundado, tanto el amonio como el nitrato, por difusión y flujo masal se

movilizan hacia la capa reducida del suelo, donde este nitrato se desnitrifica y se transforma en los

gases N2O y N2 y de allí se van a la atmósfera, ocurriendo pérdidas por desnitrificación, es decir,

que cuando se pone el fertilizante en el agua hay 2 pérdidas importantes: tanto por volatilización

como por desnitrificación, siendo la mayor pérdida por volatilización si se mantiene

permanentemente el ambiente anaeróbico.

Cuando se coloca el fertilizante amoniacal con la sembradora-abonadora en el estrato reducido del

suelo (aplicación profunda), el amonio es estable y es la fuente más importante para el arroz ya que

tolera excesos de amonio, siendo este el método como debe aplicarse el N en este sistema, es decir,

usando fertilizantes amoniacales o que produzcan amonio como es el caso de la urea, la cual se

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70

hidroliza rápidamente. Los iones de NH4+ resultantes pueden ser absorbidos por la planta de arroz,

inmovilizados temporalmente en la fracción orgánica, adsorbidos por el complejo de intercambio,

fijados en las arcillas, lixiviados al subsuelo. Algunos iones de NH4+ pueden movilizarse por

difusión a la zona oxidada donde pueden ser absorbidos por la planta de arroz, perderse por

volatilización o nitrificarse y movilizarse por difusión nuevamente a la zona reducida con la

consecuente desnitrificación y las correspondientes pérdidas de nitrógeno en forma gaseosa. El

NH4+ también puede fijarse entre las estructuras interlaminares de las arcillas expansibles 2:1.

También la disponibilidad del amonio en solución puede ocurrir mediante el proceso amonificación,

mediante el cual microorganismos del suelo, principalmente bacterias y hongos metabolizan las

proteínas y otros productos orgánicos, liberando el exceso de N en forma de amoniaco o ion amonio

(Iñon. Nora. www.ib.unsam.edu.ar).

En la fertilización nitrogenada independientemente de la colocación, van a ocurrir pérdidas, que son

mayores en las aplicaciones al voleo en lámina de agua debido a la volatilización, pero son

menores si se mantiene el ambiente anaeróbico permanentemente durante el ciclo de cultivo. Las

pérdidas se pueden reducir en los reabonos, aplicados en las épocas de mayor demanda como es

durante el macollamiento activo e inicio de formación de la panícula, estando las plantas saludables

y con buen desarrollo del sistema radical, pueden competir con estos mecanismos de pérdidas.

En la conversión del NH4+ hasta NO2¯ intervienen las Nitrosomonas, mientras que el grupo

Nitrobacter efectúa la oxidación del NO2¯ hasta NO3¯. Ambos grupos de bacterias son aeróbicas

obligadas y solo viven donde el O2 está disponible, por lo que en suelos saturados o inundados la

oxidación del NH4+ es restringida. Las dos etapas de la oxidación del NH4

+ hasta su conversión en

NO3¯ son las siguientes:

2NH4+ + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 2H

+ + energía

2HNO2 + O2 → 2NO3- + 2H

+ + energía

Como el oxígeno es rápidamente agotado en el suelo inundado, el NO3¯ es reducido al ser utilizado

por las bacterias facultativas anaeróbicas como aceptores de electrones en las cadenas respiratorias.

Las reacciones químicas que definen la reducción microbiológica del nitrato son las siguientes:

2NO3- + 12 H

+ +10 e

- → N2 + 6 H2O

2NO3- + 10 H

+ + 8 e

- → N2O + 5 H2O

En un suelo sumergido las bacterias anaeróbicas facultativas y obligadas, necesitan receptores

terminales de electrones en las cadenas respiratorias en ausencia del O2, lo cual resulta en la

reducción de varios componentes oxidados del suelo. En presencia de energía disponible los

microorganismos reducen los compuestos oxidados secuencialmente de la siguiente manera (Patrick

and Reddy, 1978):

MnO2 + 4H+ + 2e

- → Mn²

+ + 2H2O

Fe(OH)3 + 3H+ + e

- → Fe

2+ + 3H2O

SO42-

+ 10H+ + 8e

- → H2S + 4H2O

Cuando la concentración de oxígeno es muy baja se inicia la reducción del nitrato. Luego, sigue la

reacción del Mn4 que funciona como aceptor de electrones de un reducido número de bacterias. El

siguiente sistema en ser reducido de acuerdo a la secuencia termodinámica es el hierro (Fe3+

) el

cual forma varios óxidos. Una vez que el hierro es reducido se activa la reducción del sulfato a

sulfuro.

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71

En Venezuela, los productores en condiciones de arroz de riego hacen las aplicaciones de

fertilizantes de diferentes formas, al momento de la siembra utilizando las sembradoras-

abonadoras, incorporado durante la preparación de tierra y también fraccionado al voleo en dos o

tres partes sobre el agua de inundación.

Delgado, Mario (2019) hace algunos señalamientos sobre el comportamiento del N en suelos

inundados tales como: 1. el Nitrógeno del suelo se encuentra presente como diferentes compuestos

químicos, pero la mayor parte forma compuestos orgánicos (materia orgánica del suelo). 2. Solo

del 5 al 10% del nitrógeno total se encuentra como formas inorgánicas: Amonio (NH4+), Nitrito

(NO2-) y Nitrato (NO3

-). 3. El nitrito y el nitrato se encuentran en la solución del suelo, mientras que

el amonio (catión) se encuentra como intercambiable o fijado a la estructura de las arcillas y

algunos otros minerales. 4. El Nitrógeno, bajo las diferentes formas en que se encuentra en el

suelo, es el elemento más susceptible de transformación por acción de los microorganismos. Estas

transformaciones ocurren simultáneamente y en diverso sentido, formando el ciclo del Nitrógeno en

el cual hay aportes o pérdidas al suelo, o cambio de un estado a otro. La nitrificación es un proceso

bacterial y aeróbico. 5. Las bacterias nitrificantes más importantes son Nitrosomas europaea y

Nitrobacter winogradski. Las primeras oxidan amonio a nitrito y las segundas oxidan nitrito a

nitrato, haciendo disponible el nitrógeno para las plantas.

5.2.6.2. Reacciones químicas en los suelos arroceros después de la fertilización nitrogenada

5.2.6.2.1. Volatilización

La urea es un compuesto orgánico, sintético, el que a pesar de ser soluble, no puede ser absorbido

por la planta de arroz, y se hidroliza en el suelo o en la interfase suelo-agua, mediante una reacción

enzimática, cuyo primer producto es carbonato de amonio, sal inestable que se descompone en

amoniaco (NH3), dióxido de carbono (CO2) y agua:

CO(NH2)2+ 2H2O ureasa → (NH4)2CO3 Urea Agua Carbonato de amonio

(NH4)2CO3 → 2NH3+ CO2+ H2O Carbonato de Amoniaco Dióxido Agua

Amonio de carbono

Esta reacción de la urea es importante en el manejo del nitrógeno, dado que el amoniaco (NH3) es

un gas que se escapa hacia la atmósfera y es lo que se denomina pérdida por volatilización, que está

relacionada con las variaciones del pH del agua. En Venezuela, considerando las condiciones bajo

las cuales se aplica el fertilizante nitrogenado al voleo en el arroz inundado, hace presumir grandes

pérdidas de N por volatilización.

La volatilización de N amoniacal es uno de los procesos, al cual se le ha atribuido mayor

importancia, especialmente cuando las aplicaciones se realizan en el agua sobrenadante del lote,

donde influyen factores como, el pH, la radiación solar, la temperatura del aire y la velocidad del

viento. Ha sido demostrado que las pérdidas de amoniaco que siguen a las aplicaciones de urea o

5.2.6.2.2. Concentración del N en la lámina de inundación y recuperación del N aplicado.

En Venezuelam, Carrillo de Cori, E. Casanova y G. Rico (1991) realizaron un estudio durante 2

años en la Estación Experimental Guárico del Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias

(FONAIAP) Calabozo, Estado Guárico Grafico 24), en un suelo clasificado como Udorthentic

Chromustert, arcillosa fina, montmorillonitica, isohipertermica, con la finalidad de evaluar la

concentración del nitrógeno amoniacal (NH4+) en el agua sobrenadante, el N recuperado por la

planta y el N residual en el suelo, derivados del fertilizante aplicado. Utilizaron dos fuentes (sulfato

Page 79: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

72

de amonio y urea) y cuatro dosis: 0 (S1 y U1), 60 (S2 y U2), 120 (S3 y U3) y 180 (S4 y U4)

kg/ha de nitrógeno, en un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones. Se utilizó la variedad

de arroz Araure 1, mediante el sistema de

trasplante en suelo "batido" o fangueo,

utilizando para ello plántulas de 21 días de

edad. Los fertilizantes nitrogenados fueron

aplicados al voleo en las parcelas inundadas y

fraccionadas en la forma siguiente: 1/3 del N

(Abono) 10 días después del trasplante y 2/3

del N (Reabono) 26 días más tarde. En los

tratamientos con la dosis de 120 kg/ha, se

instalaron micro parcelas donde se aplicó la

misma dosis de nitrógeno en forma de

fertilizantes marcados con nitrógeno 15 (15

N).

Se aplicó fertilización básica de fósforo y

potasio, equivalente a 45 kg/ha de P2O5 y 45

kg/ha de K2O. La concentración de nitrógeno

amoniacal (N-NH4+), nitrógeno ureico (N-

NH4+ + Urea) y el pH se determinaron en el

agua de inundación, durante los cuatro días

siguientes a la fertilización.

5.2.6.2.2.1. Concentración N en la lámina

de inundación

Los resultados obtenidos revelaron que las concentraciones de amonio (N-NH4+) fueron

proporcionales a las dosis de N aplicado con sulfato de amonio y urea, como se aprecia en el

Gráfico 24.

Las máximas concentraciones (ppm de NH4+), en casi todos los casos, se encontraron el primer día

después de aplicado el fertilizante, con valores de 14 ppm (S4) y 3 ppm (U4) después del Abono

y 33 ppm (S3) y 13 ppm (U4) después del reabono. En los días 2, 3 y 4 después de la fertilización,

estos niveles descendieron rápidamente y en forma proporcional a las dosis aplicadas.

Fernández del Pozo. M. (1984) considera que la descomposición de la urea en el suelo se

produce en un tiempo promedio de 3 a 4 días, donde la velocidad de esta hidrólisis es regulada

por la concentración de ureasa existente en el suelo, habiendo casos en que a las 24 horas ya se ha

descompuesto el 90 % de la urea. La actividad de la ureasa es afectada por la humedad, el contenido

de materia orgánica y la temperatura. Las condiciones que favorecen una máxima pérdida de N

proveniente de la aplicación de urea son: suelos donde predomina la fracción arena con baja

capacidad de intercambio catiónico, suelos alcalinos, superficie descubierta afectada por el viento,

larga permanencia. Sin embargo, no siempre se presentan juntas estas condiciones.

En general, el descenso de la concentración de N-NH4+ en el agua de inundación después de la

fertilización puede atribuirse a pérdidas de amoníaco por volatilización, inmovilización del

nitrógeno por la flora acuática y adsorción de N-NH4+ en los sitios de intercambio del suelo.

Aunque en este estudio no se midieron las pérdidas por volatilización, se pueden comparar los

resultados obtenidos con los señalados por otros autores, quienes sí calcularon o midieron

directamente tales pérdidas. Por ejemplo Fillery et al., (1984), determinaron concentraciones de 14

ppm de N-NH4 al segundo día, después de aplicar 80 kg/ha de N a un Vertisol de pH 5.8, mientras

que con la dosis de 60 kg/ha de N a un Mollisol de pH 6,9 la máxima concentración de N- NH4+ fue

Dias

Gráfico 24. Concentración de N- NH4+ en el agua de

inundación, después de la aplicación diferentes fuentes y dosis de abonos nitrogenados (SA) (U)

Abonamiento 1/3 S3= 40 kg/ha

1/3 U3= 60 kg/ha

Reabono 2/3 S4= 80kg/ha

2/3 U4 = 120 Kg/ha

kg//

1 2 3 4

Dias 1 2 3 4

Dias

N

– N

H4

+ (

pp

m)

N

– N

H4

+ (

pp

m)

Page 80: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

73

de 15 ppm de N. Las pérdidas de amoníaco encontradas fueron de 47 y 27% del N aplicado,

respectivamente.

El fertilizante se colocó 21 días después del trasplante, en parcelas de arroz inundado.

Fillery et al. 1986 observaron que después de aplicar 58 kg/ha de N al mismo Vertisol mencionado

anteriormente, la máxima concentración de N-NH4+ fue de 50 ppm cuando se fertilizó con sulfato

de amonio y se obtuvo inmediatamente después de colocar el fertilizante, mientras que en las

parcelas fertilizadas con urea, la máxima concentración del N-NH4+ fue de 12 ppm. No obstante lo

anterior, las pérdidas de amoníaco medidas y calculadas

fueron iguales para ambas fuentes (38 y 36% del N

aplicado) y el balance de N reveló que las pérdidas

totales alcanzaron de 41 a 44% del N aplicado.

El N amoniacal (NH4+) es la forma más estable del N en

condiciones de inundación y la forma más fácilmente

absorbible por el arroz a pesar de que también puede

absorberlo en forma de nitrato (NO3-) y que la mayor

parte del nitrógeno del suelo se encuentra formando

parte de la materia orgánica (N org) y de los restos

de la cosecha. El nitrógeno absorbido por las plantas se

moviliza hacia sus diferentes órganos (Tomas, N,

2014). Rivillo, A. (2006) estudió el comportamiento del

amonio y el nitrato en los suelos inundados, donde

determinó que el amonio permaneció estable hasta el

final del ciclo del cultivo (Gráfico 25), mientras que el

nitrato incrementa inicialmente por ser muy soluble, se

mueve a la solución, se desnitrifica en su totalidad y se

pierde en forma gaseosa (Gráfico 26).

5.2.6.2.2.2. Concentración de nitrógeno total (N-

NH4++ urea).

Aunque las determinaciones de N-NH4+ y N-ureico se

hicieron por separado, los resultados se expresan como

N total mediante la suma de ambos parámetros, ya que

el mismo representa el verdadero potencial de pérdidas

(Gráfico 27). En este caso, se observó la misma

tendencia que con los niveles de N- NH4+, pero con

valores totales mayores en el caso de la urea. El primer

día el valor más alto se obtuvo con la dosis de 180 kg/ha

(U4). Estas tendencias son muy similares a las

encontradas por Cao et al., 1984, aunque en los trabajos

de estos autores las concentraciones encontradas fueron

mucho mayores: 98 ppm de N-(NH4 + urea), después de

usar una dosis de 87 kg/ha de N.

Si se compara el N-NH4+ en las parcelas fertilizadas con

sulfato de amonio y el N-(NH4++ urea), donde se

fertilizó con urea, los niveles de N son mayores en el agua de estas últimas, lo cual se atribuye a la

mayor solubilidad de la urea; esto, unido a los mayores pH obtenidos permiten asumir que las

pérdidas por volatilización, después de la fertilización con urea, fueron mayores que con sulfato de

Gráfico 25. Dinámicas del amonio a 0 -15 cm de profundidad. Suelo Vertisol de Calabozo. Estado Guárico.

Gráfico 27. Concentración del nitrógeno

Total (NH4++ Urea) en el agua de

inundación después de la aplicación

de urea.

Reabono (2/3)

N)

Gráfico 26. Dinámica del nitrato (NO3¯). Suelo

Aridisol. Quibor. Estado Lara

---------Sin Cultivo……….Con Ccultivo

Page 81: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

74

amonio. Efectivamente, en un trabajo complementario al presente (Carrillo, de Cori, Casanova y

Rico, 1992), señalan que las pérdidas totales fueron 42 y 48 % del N aplicado con sulfato de

amonio y con urea, respectivamente.

5.2.6.2.2.3. Cambios en el pH del agua de inundación.

Los procesos bioquímicos como la fotosíntesis y la

respiración de la flora acuática pueden causar grandes

variaciones diurnas del pH del agua de inundación,

dependiendo de la capacidad buffer de la misma. Durante

el día, como consecuencia de la actividad biológica, hay

mayor consumo de CO2, lo cual provoca aumento del pH.

Durante la noche, cuando los procesos de respiración

dominan sobre la fotosíntesis, hay una recuperación de los

niveles de CO2 y disminuye el pH.

En general, se observó que el pH desciende con la misma

tendencia de la concentración de N-NH4+

(Gráfico 28)

como consecuencia de la pérdida de y producción de H+

en la solución, lo cual disminuye el pH según la reacción

siguiente:

NH4+

NH3 + H+

Amonio Amoniaco Hidrogeno

A partir del pH 7 las pérdidas de amoniaco se incrementan considerablemente con el aumento del

pH en las soluciones que lo contengan (Avnimelech, y M. Laher, 1977, Vlek, P. L. G. y J. M.

Stumpe, 1978). En este trabajo se observó que las parcelas fertilizadas con urea mantuvieron

valores de pH mayores que aquellas donde se aplicó sulfato de amonio (Gráfico 28), lo cual se

explica debido al HCO3- que se produce con la hidrólisis de la urea, aumenta la alcalinidad del agua

y amortigua el H+

producido durante la volatilización de amoníaco (Mikelsen et al., 1978, Vlek y

Craswell, 1981).

En las condiciones bajo las cuales se cultiva el arroz en Venezuela se producen altas

concentraciones de nitrógeno en el agua de inundación, lo cual favorece las pérdidas por

volatilización de amoníaco. Por lo tanto, y basándose en las altas concentraciones de nitrógeno

encontradas en el agua de inundación y a la rápida disminución de las mismas en los días siguientes

a la fertilización, puede estimarse que el principal proceso de pérdidas es la volatilización de

nitrógeno amoniacal, especialmente fertilizando con urea en suelos con pH cerca de la neutralidad.

Las concentraciones de nitrógeno en el agua disminuyen rápidamente en los días siguientes a la

fertilización, estimándose que después de 8-10 días no se producen más pérdidas por volatilización

del fertilizante aplicado, por lo cual no se pueden drenar los lotes antes de 10 días después de la

fertilizar con N.

En un trabajo complementario al presente, Carrillo De Cori, E. Casanova y G. Rico (1992),

realizaron un estudio sobre balance de nitrógeno en arroz de riego en un Vertisol del Estado

Guárico. Se utilizó nitrógeno 15 (15

N), para distinguir entre el N del suelo y el N derivado del

fertilizante, con el objetivo de cuantificar las pérdidas de nitrógeno, mediante el cálculo del balance

del mismo.

Gráfico 28 pH del agua de inundación después de la aplicación de diferentes

fuentes y dosis de N

Reabono (2/3 N)

Page 82: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

75

5.2.6.2.3. Pérdida y recuperación de fertilizantes nitrogenados en plantas de arroz y en el

suelo.

Los resultados de los balances de nitrógeno se presentan en el Gráfico 29, donde las pérdidas son

un poco mayores al fertilizar con urea (48%) que con sulfato de amonio (42%), no siendo estas

diferencias significativas. La recuperación de N en la paja fue baja, aunque en el caso del sulfato de

amonio fue el doble que con la urea (3 y 6%, respectivamente). La mayor parte del nitrógeno en la

planta se recuperó en el grano (24 y 26%), coincidiendo con lo observado por Rico y De Datta

(1982). Los valores aquí presentados en el grano son bajos, comparados con los obtenidos por Cao

et al., (1984) con diferentes métodos de aplicación: incorporados y superficial, pero coinciden con

la cifra recuperada cuando se aplicó el N fraccionado sobre parcelas inundadas.

Gráfico 29. Porcentaje del N total en lotes de arroz fertilizados con sulfato de amonio y urea

marcados con 15

N.

El nitrógeno residual (Suelo + raíces) resultó igual para ambas fuentes (26 y 25 % del N aplicado).

El nitrógeno residual resultó ser una fracción importante y constante (24 a 26% del N aplicado),

independientemente de la fuente y del año. La distribución de este nitrógeno se puede apreciar en el

Cuadro 1. Allí se observa que la porción recuperada en la raíz fue muy pequeña y varió entre 0,8 y

1,5 %. Valores comparables obtuvieron Rico y De Datta, (1982) en 45 variedades de arroz en

Filipinas. La mayor parte del N residual se encontró en los primeros 20 cm.

De Datta et al., (1988) encontraron al aplicar urea en arroz de trasplante, recuperaciones similares

en el grano (23 y 24% del N aplicado), mientras que en siembra directa las recuperaciones variaron

poco (23 y 29% del N aplicado). Esta tendencia coincide con lo encontrado por otros autores

(Broadbent y Mikkelsen 1968, Vlek, P. and E.T.Craswell, 1979). Las recuperaciones totales en la

planta también difirieron notablemente (S: 32 % y U: 27 % del N aplicado).

Cuadro 1. Distribución del N residual al momento de la cosecha de arroz inundado y fertilizado con

2 fuentes de nitrógeno.

Fertilizantes Nitrogenados

Profundidad (cm) Sulfato de amonio Urea

0-20 22.2 21.5

20-40 2.2 2.1

Raiz 1.5 0.8

Total 25.9 24.4

Fuente: Carrillo de Cori, E. Casanova y G. Rico.1992

Page 83: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

76

Cao et al., 1984, también encontraron que la mayor parte del N permaneció en el primer estrato del

suelo, determinando sólo trazas por debajo de 30 cm. El nitrógeno residual obtenido por De Datta

et al., en dos experimentos fue algo superior: 31 y 39% para arroz de siembra directa y 29 y 40%

para arroz de trasplante.

En conclusión: Sobre la base del estudio realizado en la Estación Experimental del FONAIAP en el

Estado Guárico, las altas concentraciones de nitrógeno encontradas en el agua de inundación,

después de la aplicación de fertilizantes nitrogenados, así como la rápida disminución de las mismas

en los días siguientes a la fertilización, en asociación con las altas pérdidas de N observadas en el

estudio del balance, puede estimarse que el principal proceso de salida de N del sistema suelo-agua,

es la volatilización de nitrógeno amoniacal. El nitrógeno residual representa alrededor de la cuarta

parte del nitrógeno aplicado, y se encuentra principalmente en los primeros 20 cm del suelo.

5.2.6.3. Contaminación con amonio de acuíferos y efluentes naturales (ríos, caños, lagunas)

En suelos inundados con alto contenido de arcilla, las pérdidas por lixiviación y escorrentía suelen

ser mínimas. Por ser suelos estratificados, de textura muy arcillosa, tienen una velocidad de

infiltración muy baja y cuando el nitrato (NO3-) llega a cierta profundidad, las bacterias anaeróbicas

lo descomponen, lo que significa que no hay pérdida de nitrato, lo que hay es una perdida gaseosa

(N2O y N2) por desnitrificación. Por ello, los valores reportados de la recuperación del Nitrógeno

residual al momento de la cosecha se concentran principalmente en los primeros 20 cm de suelo y

muy poco en el estrato 20-40. Cuando se aplica al voleo el fertilizante nitrogenado en la lámina de

inundación, si puede existir contaminación porque el nitrato es muy soluble y fácilmente llevado a

los cuerpos de agua por escorrentía. Para evitar esto, se debe cortar el suministro del agua de riego,

tapar las salidas hacia los drenes colectores y esperar 7 a 8 días para reanudar la aplicación del agua

de riego. Otra alternativa es aplicar la urea en suelo seco e inundar de inmediato.

5. 2.6.4. Efecto de la fertilización nitrogenada en la arquitectura de la planta de arroz.

La fertilización nitrogenada desempeña un papel crítico en la tasa y duración de la producción de

materia seca después de la floración, dado que la eficacia depende principalmente de las diferencias

varietales en respuesta a la actividad fotosintética al nitrógeno (Rico y De Datta 1982). Esas

características son reflejadas no solamente en la producción de materia seca como un todo, sino

también en el porcentaje de granos llenos y en el rendimiento de arroz paddy. En el campo el

incremento en rendimiento obtenido por la aplicación de nitrógeno, es generalmente debido más

que todo por el número de panículas que por el tamaño de las mismas. Hay una tendencia a

disminuir el tamaño de las panículas a medida que el número de estas se incrementa (Manual

Training on Rice Production, Rural Development Administration. Republic of Korea).

En la granja experimental del IRRI (Instituto Internacional de Investigación del Arroz) en Las

Filipinas, se observó una disminución de los rendimientos en los experimentos de larga duración

donde se cultiva arroz continuamente, lo cual se asumió que era debido parcialmente a cambio en

la capacidad del suelo en el suministro de nitrógeno, ocasionando baja concentración foliar de

nitrógeno durante el período de llenado de grano, y consecuentemente senescencia temprana de las

hojas y baja tasa de fotosíntesis.

Las variedades modernas de arroz cultivadas en condiciones de riego y sembradas directamente,

tanto al voleo como en hileras, tienen un vigoroso crecimiento vegetativo, y en consecuencia,

presentan dilución foliar del nitrógeno (baja concentración de nitrógeno) durante el período

reproductivo, lo cual es una restricción para alcanzar el potencial biológico de rendimiento.

Dingkuhn et al., 1991 en Las Filipinas, han mostrado particularmente en arroz sembrado al voleo,

los efectos combinados de la dilución del nitrógeno en el follaje y la alta respiración de la biomasa,

lo cual puede dificultar fuertemente el crecimiento durante la fases reproductiva y de maduración,

Page 84: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

77

ocasionando un bajo índice de cosecha (la proporción de la conversión de la planta en alimento). En

tal sentido una aplicación de nitrógeno al momento de la floración incrementa la concentración de

nitrógeno en el follaje y aumenta la fijación de CO2, lo cual conduce a obtener mayor porcentaje de

granos llenos (disminuye degeneración de espiguillas) e incremento de rendimiento.

Dingkuhn et al., 1992 realizaron un estudio de campo en Las Filipinas (15 tratamientos y 4

repeticiones) utilizando la variedad IR72 con diferentes métodos de siembra (trasplante, siembra

directa en hilera y al voleo), y 3 niveles de nitrógeno en forma de urea granulada: 0 (N1), 60 (N2),

40+20+20 (N3), 40+20+20 (N4 aplicación foliar en la fase embuchamiento) y 40+40 (N5) Kg N/ha.

La primera dosis (40 kg/ha) se aplicó al voleo basal e incorporado antes de la siembra, una segunda

dosis al voleo de 20 kg/ha (N2-4) y 40 Kg/ha (N5) aplicados entre 5-7 días antes de inicio de

panícula. La tercera dosis de 20 kg/ha se aplicó en la fase de embuchamiento al voleo en N3, y en

solución de manera foliar en N4.

Se evaluaron los efectos de la aplicación tardía de nitrógeno al embuchamiento (booting stage),

sobre el crecimiento, fijación de CO2, y rendimiento de granos. Se encontró que la aplicación tardía

de nitrógeno produjo mayor rendimiento de granos, por un incremento de los fotoasimilados, a

través del aumento de la concentración del nitrógeno en el follaje en esta fase, cuando generalmente

es limitante y también mediante el aumento del sumidero (capacidad de los granos para recibir

carbohidratos), al reducirse la degeneración de las espiguillas.

En este estudio la aplicación tardía de nitrógeno mejoró el rendimiento de grano en ambos métodos

de siembra, sin embargo, su beneficio potencial puede ser más alto para el caso de siembra directa

al voleo o en hileras, debido a que generalmente tiene un crecimiento vegetativo más grande que el

arroz de trasplante, y por lo tanto menor concentración foliar de nitrógeno. La concentración de

nitrógeno en el follaje, así como el número de granos llenos, son comúnmente factores limitantes

del rendimiento del arroz en siembra directa al voleo, en tal sentido la fertilización tardía puede ser

un mecanismo para mejorar la productividad del arroz.

De los componentes de rendimiento, el número de granos ha sido el más limitante para el arroz

sembrado al voleo, consecuentemente la aplicación tardía de nitrógeno representa una oportunidad

para corregir las restricciones de crecimiento y rendimiento específicas del arroz sembrado

mediante este método. El trabajo fue realizado en condiciones de alta radiación solar y temperaturas

adecuadas para obtener alta tasa de crecimiento.

Además el nitrógeno juega un rol muy importante en la expansión y senescencia del área foliar, así

como también en la producción de nuevos tallos, modificando de esta manera la estructura de la

planta en su conjunto. La estructura de planta (dosel y características de hojas) es importante como

un criterio de selección para optimizar tanto el uso de nutrientes y la intercepción de la radiación

(Peng et al., 1994, Shaobing et al., 2004 y Yoshida et al., 1969), por lo tanto es necesario considerar

los cambios que la fertilización nitrogenada genera en la arquitectura de la planta, intercepción y

eficiencia de uso de la radiación en diferentes genotipos de arroz.

En ese orden de ideas (Dingkuhn et al., 1992) realizaron un segundo experimento utilizando la

misma variedad, métodos de siembra, niveles y época de aplicación de nitrógeno, a fin de

determinar la relación entre la estructura del dosel y la tasa de asimilación de CO2 al momento de la

antesis con el rendimiento de grano y los componentes del rendimiento. Los objetivos fueron

distribuir la tasa de asimilación de CO2 en el volumen del dosel y el contenido de nitrógeno en las

hojas de acuerdo a su posición en el tallo, para evaluar la respuesta de la estructura del dosel a los

diferentes métodos de siembra, al manejo del nitrógeno, e identificar al momento de la emergencia

de las panículas en la variedad IR72, la forma en que las propiedades del dosel determinan el

rendimiento de grano.

Page 85: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

78

Los resultados confirmaron los estudios previos, en cuanto a que el crecimiento vegetativo superior

observado en el arroz de riego sembrado al voleo (mayor índice de área foliar, materia seca,

absorción de N, número de tallo,) en comparación con arroz de trasplante, no se refleja en

rendimientos de grano dado que estos fueron iguales para ambos métodos de siembra. Los primeros

resultados indicaron excesivo índice de área foliar y número de tallo, y la concentración foliar de

nitrógeno subóptima, durante la fase de crecimiento reproductivo que fueron evaluados para las

varias capas de hojas del dosel en arroz sembrado al voleo.

El rendimiento de grano fue linealmente relacionado con la tasa de acumulación de CO2 en la fase

de emergencia de panícula. Por lo tanto, las prácticas culturales y/o los genotipos deberían ser

modificados para incrementar la fotosíntesis durante esta fase. Esto implicaría modificación vía

genética de la estructura del dosel, tal como la reducción del número de tallo (solo

aproximadamente un 70% de los tallos producen granos, Khush 1995) e índice de área foliar,

incremento en la absorción de nitrógeno y en la concentración foliar, así como incremento en la tasa

de fotosíntesis de las hojas superiores. El índice de cosecha dependió significativamente del

contenido de nitrógeno de la hoja bandera, y estuvo relacionada negativamente con el índice de área

foliar (sombreado mutuo). La actividad fotosintética de dicha hoja se beneficiaría con un

incremento en el contenido de nitrógeno y de su peso específico, dado que presenta mayor tasa de

asimilación neta de CO2. En conclusión existe el potencial para mejorar los rendimientos de los

arroces tropicales inundados (en particular en siembra directa al voleo) mediante el incremento de la

longevidad y la concentración de N en las hojas, mientras se reduzca el índice del área foliar en la

fase de maduración.

Tanto el presente estudio como los anteriores, mostraron que las variedades tropicales de arroz

usadas actualmente, están mejor adaptadas para el trasplante, en relación a su desempeño en la

cultura de la siembra directa al voleo o en hilera.

Una manera de corregir parcialmente este defecto varietal, puede ser mediante la aplicación tardía

de nitrógeno, especialmente en el caso de siembra directa al voleo, la cual no incrementa el número

de tallos ni el índice de área foliar, sin embargo, aumenta la concentración de nitrógeno en las hojas

superiores y consecuentemente mejora los rendimientos. En el futuro se deben hacer esfuerzos en la

obtención de arroces adaptados a la siembra directa, con menor capacidad de macollamiento (tallos

que emergen tardíamente son menos productivos, Mohapatra y Kariali 2008) y menor índice de

área foliar en la fase de maduración, pero que incrementen la concentración de N de las hojas

superiores durante la fase de crecimiento reproductiva.

En el crecimiento de la planta, el nitrógeno es un elemento fundamental en gran parte de sus

procesos fisiológicos, en especial en la síntesis de proteínas. La aplicación de este nutrimento hasta

la fase de inicio de panícula, es conocida como uno de los factores para incrementar el contenido de

proteína del grano, el cual es más resistente a la abrasión del molino y por lo tanto se obtiene

mayor cantidad de granos enteros que tienen mayor precio en el mercado.

En tal sentido Pérez et al., (1992) condujeron 3 experimentos en condiciones de riego en la granja

experimental del IRRI, con el objetivo de evaluar los efectos de altas dosis de nitrógeno en los

rendimientos, y la aplicación tardía de nitrógeno en la fase de floración sobre el contenido de

proteína y la calidad molinera del arroz. Se utilizó un diseño de parcelas divididas, se colocaron los

tratamientos con las dosis de nitrógeno en las parcelas principales: 1) Control sin N. 2) 120 Kg/ha

(basal) + 60 a inicio de panícula. 3) 6O basal + 60 a macollamiento + 60 a inicio de panícula + 45 a

floración (Total: 225 Kg/ha). En las sub parcelas se colocaron 2 variedades y un híbrido: IR72,

IR58109-113-3-3-2 y el híbrido IR64616H.

En el Segundo experimento se utilizó un diseño en bloques al azar con tres niveles de nitrógeno

(0, 150 y 190 kg/ha) y 4 épocas de aplicación incluyendo fase floración utilizando la línea

Page 86: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

79

experimental IR 58109-113-3-3-2. En el período de lluvias de 1992 se realizó el tercer experimento

utilizando un diseño en parcelas divididas, donde las parcelas principales fueron una combinación

factorial de 4 épocas de aplicación de N antes del inicio de panículas y 3 genotipos: IR72, línea

IR58185- 23-3-3-2, y el híbrido IR64616H. Las sub parcelas fueron algunos tratamientos sin

nitrógeno después del inicio de panículas, o con una aplicación adicional en la fase de floración.

Los resultados obtenidos en la granja experimental del IRRI, haciendo aplicación tardía de N a la

floración indicaron altos rendimientos de arroz paddy en los cultivares IR, con mayor contenido de

proteínas e incremento en el porcentaje de grano entero. El rendimiento más alto (10.7 t/ha) se

obtuvo con el híbrido IR64616H en el tratamiento de 225 Kg/ha de N. El rendimiento de grano

entero fue más sensible al régimen de fertilización en comparación con el rendimiento de arroz

paddy, dado que este se incrementó en 6 %, mientras que el grano entero aumentó 30 % y el

contenido de proteína en 63 %.

EL efecto combinado de la aplicación de N a la floración, resultó en un 30 - 60 % de incremento en

el contenido de proteína en el grano en los 3 experimentos de campo. En general la transparencia

del grano mejoró, aunque la blancura disminuyó debido principalmente al incremento del contenido

de proteína. En la mayoría de los casos se observó correlación significativa positiva entre

producción de grano entero, contenido de proteína y transparencia. De esta manera, cuando el

manejo de cultivo se enfoca a lograr una aproximación al rendimiento potencial de un cultivar, la

aplicación tardía de N es una vía para mejorar la calidad molinera y nutricional del arroz.

Para obtener altos rendimientos en el cultivo arroz, es importante una nutrición nitrogenada óptima

en cuatro períodos de crecimiento donde este nutrimento es más eficiente:

1. Antes del enraizamiento (aplicación basal incorporada)

2. Diferenciación del nudo del cuello de la panícula (aproximadamente 32 días antes de la

emergencia de la panícula)

3. Fase de división reduccional (10 días antes de la emergencia de panícula)

4. Fase de floración

Matsushima (1980) considera que hay 6 períodos para aplicar N en el cultivo del arroz: Además de

los 4 períodos indicados, sugiere a) el período de emergencia de los tallos portadores de pániculas

(hasta 40 días después de la siembra) y b) la fase de diferenciación de las espiguillas (25 días antes

de la emergencia de la panícula). Sin embargo en zonas frías con suelos de alta fertilidad y

radiación solar, los agricultores no requieren hacer ningún fraccionamiento, porque una simple

aplicación es suficiente para proveer los nutrimentos necesarios a la planta de arroz a través de las

diferentes fases de crecimiento.

En general, esa no es la situación de las zonas arroceras de Venezuela, por lo tanto no es económico

ni aconsejable aplicar todo el nitrógeno en una forma basal, más una aplicación de cobertura

concentrada en la fase de macollamiento tal cual como ha sido propuesto por Pulver y Rodríguez

2005. Es más económico y seguro en la mayoría de los casos hacer 3-4 aplicaciones, dado que se

logra mayor eficiencia en la utilización de los fertilizantes nitrogenados (rendimiento de grano y

calidad industrial), mejor crecimiento de la planta, menor tendencia al volcamiento y menos daños

de plagas y enfermedades. El contenido de N en la planta, comienza a disminuir notablemente

después de la división reduccional; particularmente a partir de la fase de floración el N es

movilizado rápidamente hacia las panículas. Con la reducción del contenido de N en las hojas, la

asimilación de la tasa de CO2 por unidad de área disminuye proporcionalmente. Esta realidad ha

sido confirmada experimentalmente y resulta especialmente claro cuando el contenido de N en las

plantas es menor de 1,3 % (Matsushima, 1980).

Uno de los factores más estrechamente relacionados con el porcentaje de granos maduros es la tasa

de asimilación de carbono por unidad de área, después de la floración. Cuando la planta de arroz es

Page 87: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

80

fertilizada en la fase de floración, el N de las hojas se incrementa al mismo tiempo que lo hace la

tasa de asimilación de carbono. Como resultado la planta de arroz madura satisfactoriamente, lo

cual significa un incremento en granos maduros, y/o aumento en el peso de 1000 granos, o en

ambos componentes de rendimiento, así como disminución de los granos imperfectamente maduros.

Prácticas culturales para obtener altos rendimientos:

Matsushima (1980) divide el período completo de crecimiento de la planta en tres partes

denominadas:

1. Período temprano (Desde germinación hasta 43 días antes de emergencia de panículas)

2. Intermedio (Desde 43 hasta 20 días antes de la emergencia de panículas)

3. Tardío (Desde 20 días antes de la emergencia de panículas hasta maduración)

En el período temprano el principal objetivo es asegurar el mayor número de granos por unidad de

área, lo cual se alcanza mediante la determinación del mayor número de panículas, siguiendo los 5

pasos indicados en el Cuadro 2.

El objetivo en el período intermedio es el mejoramiento del porcentaje de granos maduros; para

lograrlo el tipo de planta debe ser controlado a fin de incrementar el uso eficiente de la energía

solar y la condición física de la planta que permita prevenir el volcamiento a través de la restricción

del suministro de N en el período intermedio, dado que durante esta fase las plantas de arroz son

más propensas al volcamiento debido a las aplicaciones de cobertura con N. Esta fase corresponde

justo antes de la etapa de diferenciación del nudo del cuello de la panícula (38 a 33 días antes de la

emergencia de la panícula), por lo que aplicaciones de N en esta época, no solo incrementa la

longitud de las 3 hojas superiores, sino también la longitud de los 3 entrenudos basales,

desmejorando el tipo de planta dado que se hace susceptible al volcamiento.

La longitud de los entrenudos basales es una característica morfológica de la planta que afecta la

resistencia al volcamiento del cultivo (B. Tian et al., 2017). Las técnicas de manejo de cultivos

pueden ser usadas para controlar la longitud de los entrenudos y disminuir el volcamiento (Peake,

et al., 2016). La planta de arroz tiene 6-7 entrenudos de los cuales los basales, especialmente el

segundo tiene gran influencia en la resistencia al volcamiento (Ling, 2007). Las plantas con los

entrenudos basales más cortos tienen mayor resistencia al volcamiento. En un estudio conducido

por Q. Y. Zhang et al., 2005, utilizando líneas endogámicas recombinantes, encontraron que la

longitud del primer y segundo entrenudo basal fue significativamente correlacionada con resistencia

al volcamiento. Similarmente Xuhua Zhong et al., 2019 realizaron un trabajo durante dos

estaciones para identificar los factores claves que afectan la elongación de los entrenudos basales y

establecer la relación entre longitud de entrenudo basal y los índices del dosel. Se utilizó un

cultivar de arroz endogámico en dos experimentos de campo en parcelas divididas, con tres niveles

de N (0, 75, y 150 kg N/ha en la estación temprana y 0, 90, y 180 kg N/ha en la estación tardía)

como parcelas principales, tres densidades de plantas (16.7, 75.0, y 187.5 plantas/m2) como

subparcelas, y tres replicaciones. El N fue aplicado en forma de urea (40 % basal, 20 %

macollamiento activo, 30 % a inicio de panícula y 10 % a emergencia de panícula). Los

experimentos se realizaron en la Dafeng Experimental Station of Guangdong Academy of

Agricultural Sciences, Guangzhou, Guangdong province, China 2015 Guangzhou, China.

Los resultados indicaron que a mayor tasa de N y densidad de plantas, resultó significativamente

mayor la longitud del segundo entrenudo. El segundo entrenudo fue correlacionado negativamente

con la intensidad de la luz en la base del dosel, con el radio de transmisión de luz (LTR), con el

red/far-red light ratio, (P < 0.01) y positivamente correlacionado con el índice de área foliar (LAI)

(P < 0.01), pero no correlacionado con el contenido de N en la hoja (P > 0.05). Concluyen que la

longitud del Segundo entrenudo, es determinado (en la fase de diferenciación de las espiguillas

Page 88: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

81

principalmente por la intensidad de la luz en la base del dosel y el índice de área foliar (LAI) en la

fase de diferenciación de las espiguillas. La

Cuadro 2. Formulación de las prácticas de cultivo para maximizar los rendimientos (adaptado de

Seizo Matsushima, 1980).

Rendimiento = Número de granos/área x Porcentaje granos llenos

Los 6 requisitos

para obtener la

planta ideal

1. Generar suficiente y

necesario número de

granos por unidad de área

2. Obtener muchas

panículas y tallos

cortos.

3. Las primeras 3 hojas

en cada tallo deben

ser cortas, gruesas y

erectas

4. Mantener el color verde

intenso de las hojas

después de emergencia

de panícula.

5. Lograr mayor número de

hojas verdes posibles por

tallo.

6. Emergencia de panículas

en época adecuada.

Período de

crecimiento

Temprano

Desde Germinación hasta

43 días antes emergencia

de panícula

Intermedio

Entre 43 y 20 días antes

emergencia de panículas.

Tardío

Desde 20 días antes

emergencia de panícula.

Principales metas

del manejo del

cultivo

Asegurar la producción

necesaria de panículas

por m²

1. Controlar tipo de

planta.

2. Prevenir el acame de

plantas.

3. Mejoramiento de la

condición física de la

planta.

Incrementar tasa de

asimilación de CO2

(fotosíntesis)

Prácticas de

manejo del

cultivo

1. Fecha de siembra

2. Establecimiento de

plantas sanas.

3 Fuerte aplicación de N

(Que no sea efectivo

en el período

intermedio)

4. Protección daño de

raíces.

5. Adecuada densidad de

plantas.

1. Disminución de la

absorción de N.

2. Práctica de drenaje y/o

riego intermitente.

Aplicación de N al inicio de

la formación de la

espiguilla (25 días antes de

la emergencia de la

panícula) y al momento de

la emergencia de la

panícula.

fertilización con N afecta indirectamente la elongación de los nudos basales del arroz mediante

cambios en el índice de área foliar (disminuir LAI) y condiciones de luz en el dosel. Por lo tanto

optimizando el manejo del N y la densidad de plantas para manipular el índice de área foliar

(disminuir LAI) y lograr mayor transmisión de luz en la base del dosel, durante la fase de

Page 89: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

82

diferenciación de las espiguillas, son enfoques prácticos para reducir la longitud de los entrenudos

basales y mejorar la resistencia al volcamiento.

Estas características morfológicas son reducidas con la restricción de N durante el período

intermedio, incrementando la resistencia al volcamiento y consecuentemente resultando en el

mejoramiento en la seguridad y estabilidad del cultivo. Mejorar la condición física, implica

incrementar la relación Carbohidrato-Nitrógeno (C/N) en las plantas de arroz; la celulosa y lignina

son los principales componentes de la pared celular y causan incremento en la resistencia mecánica

del tallo al volcamiento; así igualmente, si las plantas están adecuadamente abastecidas con silicio

desarrollan hojas y hábitos de crecimiento erectos, lo cual contribuye al uso eficiente de la luz y por

lo tanto incrementa la eficiencia del N. En tal sentido, la absorción de nitrógeno debe ser restringida

durante este período, manteniendo el campo en condiciones de saturación a través del riego

intermitente. Esta práctica, también protege las raíces de daños causados por reducción excesiva de

los suelos inundados.

En el Gráfico 30 se observa que los entrenudos basales

comienzan a elongarse 32 días antes de la emergencia de la

panícula, mientras que los superiores inician la elongación

cuando termina el crecimiento de la panícula y finaliza 10

días después de la floración. Vergara et al., 1965, reportaron

que la elongación total (65-95 %) ocurre después de la fase

inicio de la panícula. Por lo tanto, si la absorción de del N es

restringida durante el período comprendido entre 43 y 20 días

antes de la emergencia de la panícula, la planta poseerá las

característica morfológicas necesarias para producir altos

rendimientos de granos en cualquiera de los sistemas de

producción, (Matsushima, 1980).

Finalmente el objetivo para el tercer período es también el mejoramiento del porcentaje de los

granos maduros. En este período la tasa de asimilación de carbón debe ser incrementada,

especialmente entre los 15 días antes y 25 días después de la emergencia de panícula, dado que

durante ese lapso la tasa de asimilación de carbono afecta altamente el porcentaje de granos

maduros. Las prácticas culturales para el incremento de la tasa de asimilación de carbono en el

período tardío de crecimiento son:

1. Aplicación de cobertura con Nitrógeno: Tan pronto termina el período de crecimiento intermedio

se debe aplicar N al inicio de la diferenciación de las espiguillas, lo cual corresponde a unos 20

días antes de la emergencia de panículas (1-2 cm de longitud de las panículas en los tallos más

desarrollados), con el propósito de recuperar el color verde de las hojas e incrementar la tasa de

asimilación de carbono por unidad de área de la hoja. Después se hace una segunda aplicación

de N en la fase de floración, debido a que en esta fase el N es movilizado hacia las panículas y

su contenido en las hojas disminuye continuamente, y como resultado la fijación de carbono

decrece proporcionalmente a la disminución del contenido de N. La cobertura con N en la fase

de la floración tiene la ventaja, no solo de incrementar la actividad de las raíces sino también el

contenido de proteínas, además sirve para prevenir la senescencia de las hojas y de las vainas de

las hojas desde la base del tallo, consecuentemente mejora la resistencia al volcamiento mediante

el incremento del contenido de N en las hojas y las vainas. El incremento de la actividad de las

raíces también está relacionada con la resistencia al volcamiento.

2. Promover el estado saludable de las raíces. Existe estrecha relación entre la actividad de las

raíces y la tasa de asimilación de carbono. En un suelo inundado, fuertemente reducido el

contenido de agua de las hojas disminuye notablemente en condiciones de alta radiación solar, a

causa de una disminución en la capacidad de absorción de agua, debido a la baja actividad de las

Gráfico 30. Alargamiento de los entrenudos y panícula (Arashi, 1960)

Días antes de la floración

Larg

o e

ntr

en

ud

os

bas

ales

y p

aníc

ula

Desarrollo panícula

Floración

Page 90: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

83

raíces. La vía más efectiva para hacer las raíces saludables es suministrándole aire al suelo por el

método de riego intermitente, considerando que en este período la planta requiere mucha agua

por lo que el contenido de humedad del suelo no debe bajar del estado de saturación. Un punto

importante de mencionar en el manejo del riego intermitente, es que el N en el campo es

propenso a perderse por lixiviación y desnitrificación, por lo que el suelo debe mantenerse

saturado para evitar deficiencia de N y disminución de los rendimientos.

3. Suministrar a la planta tanta radiación solar como sea posible. Está claro que aunque la planta

presente buen estado para incrementar la fijación de carbono, esto no será posible si la energía

solar es deficiente. Hay dos fases en el ciclo de vida de la planta de arroz, que son 15 días antes

y 25 días después de la emergencia de las panículas en que se requiere mayor radiación solar,

cuya deficiencia definitivamente disminuye los rendimientos. Por lo tanto la variedad y la fecha

de siembra deben ser seleccionadas correctamente para hacer coincidir la emergencia de

panículas en la época óptima.

5.2.6.5. Cambios químicos con la fertilización de

P, K y microelementos en suelos

inundados.

Los principales desórdenes nutricionales del arroz

asociado con cambios químicos en suelos inundados

son toxicidades de hierro, manganeso, sulfuros,

ácidos orgánicos y deficiencia de zinc en

condiciones de sumersión prolongada.

Fósforo

La inundación del suelo incrementa inicialmente la

concentración de P en la solución como se observa

en el gráfico 31 (Rivillo A., 2006), debido a la

reducción de fosfatos de Fe3 a fosfatos de Fe

2,

liberación de fosfatos retenidos en los óxidos de Fe3,

hidrólisis de Fe y Al y además al incremento en la

solubilidad de los fosfatos de Ca. Sin embargo, a las tres semanas de inundación, el flujo inicial de

P disponible, declina debido a la formación de fosfatos de Fe2 que precipitan P y también ocurre

adsorción de P en las partículas de arcilla como en el caso de los suelos de Calabozo que contienen

alta cantidad de hierro activo. En tal sentido, se deben mantener niveles medios a altos de P en el

suelo, que proteja de la potencial fijación de P, y asegurar que este nutrimento pueda ser

reabsorbido rápidamente de la solución del suelo, tan pronto como las raíces hayan deprimido la

concentración de iones de fosfatos en dicha solución.

El fertilizante fosfatado aplicado tiene un efecto residual que puede persistir por varios años, por lo

que el manejo debe ser a largo plazo para prevenir deficiencia. En el sistema arroz-arroz es

conveniente una labranza temprana para promover la oxidación del suelo y la descomposición de

los residuos e incrementar la disponibilidad de P durante el crecimiento del siguiente cultivo de

arroz. Esta práctica no se recomienda en otras rotaciones en suelos que han permanecido inundados

por largo tiempo, porque la oxidación del suelo después de cosechado el arroz puede disminuir la

disponibilidad de P al siguiente cultivo por fijación de este elemento en las partículas de arcilla y en

los hidróxidos de hierro y aluminio (Snyder, C. y N. Station 2002)

Cabe destacar que a medida que el suelo se va secando se van formando compuestos amorfos de

hierro (FeOOH) que tienen alta reactividad y fijan los fosfatos solubles. Como consecuencia de

estas reacciones se pueden presentar deficiencias de P en los cultivos que se siembran en rotación

después del arroz que ha permanecido inundado. En este caso existe la necesidad de incrementar la

Gráfico 31. Dinámica del fósforo, 0-15 cm en un

suelo vertisol de Calabozo, Estado Guárico.

Fuente: Rivillo (2006)

Page 91: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

84

dosis de P al momento de la siembra sobre la base del contenido de P en el suelo, considerando las

características edáficas y los sistemas de labranza, para prevenir la potencial fijación y el desarrollo

de deficiencias. Una forma de reducir los riesgos de deficiencia de P después del arroz, consiste en

utilizar la práctica de mínima labranza (siembra con sembradora en suelo drenado) combinada con

riego intermitente para evitar la fijación del P.

En suelos calcáreos el efecto a largo plazo de la inundación, es la transformación de Ca-P hasta Fe-

P, lo cual resulta en baja disponibilidad de P, no para el arroz inundado, sino para los siguientes

cultivos aeróbicos de la rotación, debido a la baja solubilidad de Fe-P en condiciones de pH alto de

los suelos aeróbicos calcáreos, por lo tanto, en sistema de rotación arroz con cultivos aeróbicos es

conveniente el riego intermitente.

Se considera conveniente la aplicación de microorganismos con capacidad de solubilizar las

reservas de P del suelo, como son las bacterias solubilizadoras de fosfatos (BSF: Bacillus

megaterium, Pseudomonas fluorescens etc.) con potencial para disolver minerales fosfatados y

aumentar la concentración de fosfatos disponibles en el suelo. Las BSF constituyen una tecnología

alternativa para complementar la fertilización edáfica tradicional dentro del marco de la agricultura

sostenible. Sin embargo se deben corregir las deficiencias de otros nutrimentos como el zinc para

obtener respuestas de las aplicaciones de fertilizantes fosfatados.

Potasio

El potasio es uno de los elementos esenciales en la nutrición de la planta de arroz, es el catión más

importante no solo en relación por su alto contenido en los tejidos de la planta, sino también por sus

funciones fisiológicas y bioquímicas, tales como la osmoregulación, dado que la acumulación de K

en el xilema deprime el potencial osmótico de la savia del xilema (potencial de agua más bajo) y

por esta razón se incrementa tanto la absorción de agua como la presión de las raíces.

De manera similar también decrece el potencial osmótico de las células del mesófilo, esto tiene un

efecto beneficioso porque mejora la retención de agua. El potasio interviene en la regulación de la

transpiración por los estomas y en el transporte de fotoasimilados hacia el grano, activación de

enzimas, regulación del pH y balance entre aniones y cationes en las células, fortalece las paredes

celulares e interviene en la lignificación de los tejidos, incrementa el contenido de clorofila, por lo

tanto influye en la fotosíntesis y además retrasa la senescencia. También el potasio mejora la

tolerancia al ataque de plagas, condiciones climáticas adversas y al volcamiento de la planta.

El potasio se encuentra en el suelo en minerales primarios y meteorizados, así como en la forma

intercambiable, no-intercambiable y soluble en agua (rápidamente asimilable). El no-intercambiable

actúa como reserva del elemento.

Ponnamperuma (1981) considera que en los suelos tropicales inundados, la deficiencia de potasio

no es común debido a los siguientes factores:

Los suelos arroceros de textura media a pesada tienen buen contenido de potasio.

La inundación incrementa la concentración de K+ soluble como consecuencia del

intercambio con Fe2+

, Mn2+

, y NH4+

.

El arroz inundado absorbe más potasio no-intercambiable en relación a los cultivos de

suelos bien drenados.

El potasio es liberado durante los períodos de inundación y drenaje.

En las zonas irrigadas hay aporte de potasio en el agua de riego.

La deficiencia de potasio en suelos inundados es asociada con toxicidad de hierro, lo cual es común

en suelos ácidos altamente meteorizados con baja CIC, bajas reservas de potasio (Ultisoles y

Oxisoles) y suelos sulfatoácidos, siendo frecuentemente acompañada por manchas en las hojas

Page 92: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

85

causadas por Helminthosporium, por acumulación en la planta de azúcares, aminoácidos y aminas

que son una fuente de alimento para los patógenos. La deficiencia de potasio también ocurre en

suelos pobremente drenados, en parte debido a las sustancias tóxicas producidas en suelos

altamente reducidos que retardan la absorción de potasio, y por otro lado en estas condiciones de

suelos pobremente drenados se libera menos potasio. Existe una acción antagónica entre el hierro y

el potasio, ya que una excesiva concentración de hierro ferroso en la solución del suelo bajo ciertas

condiciones, combinada con sales de potasio en el suelo forma sales dobles poco solubles de K2SO4,

FeSO4, y H2O en varias proporciones lo cual disminuye la disponibilidad de potasio (De Datta,

1981). En los suelos calcáreos con una amplia relación Ca + Mg : K, se inhibe la absorción de K,

también ocurre fuerte adsorción de K en los sitios de intercambio y disminuye la concentración de

K en la solución del suelo. El Ca y el Mg compiten con el potasio para ingresar a la raíz, por

lo tanto si los niveles de Ca son elevados se necesitan altos niveles de K disponible y en

estas condiciones las plantas de arroz presentan lento crecimiento, tallos cortos y delgados, muchas

raíces negras de baja densidad y longitud que causa disminución en la absorción de los nutrimentos.

(Dobermann y Fairhurst, 2000)

En suelos sulfatoácidos pobremente drenados con bajo contenido de bases, puede ocurrir

deficiencia de K aun cuando el suelo contenga alta concentración de este elemento, dado que la

absorción de K es inhibida por la presencia de H2S, ácidos orgánicos y excesiva concentración de

Fe2+

.

Manejo del potasio

El manejo del potasio es a largo plazo debido a que no se pierde fácilmente de la zona radical dado

que no cambia de forma porque no está involucrado en las reacciones de óxido-reducción. La

mayoría de los suelos arroceros inundados tienen suficiente potasio intercambiable. Sin embargo, en

los suelos calcáreos hay respuesta a las aplicaciones de potasio debido al desbalance de la relación

Ca/K.

Se recomienda incorporar los restos de cosecha de arroz debido a que contienen alta cantidad de

potasio. Por ejemplo, 5 toneladas de paja retornan al suelo aproximadamente 75 kg de potasio

fácilmente asimilable. Cuando se remueve la paja del lote, se debe aplicar mayor cantidad de

fertilizante potásico, para reponer la cantidad de este nutrimento que ha salido del lote a fin de

evitar el agotamiento de potasio del suelo.

En el manejo del potasio, es recomendable mejorar la condición fitosanitaria del suelo a través del

control biológico aplicando a la semilla una combinación de Bacillus subtilis con Trichoderma. Esto

incrementa la absorción de potasio al mantener una población saludable (250 plantas/m2) con un

buen desarrollo radical, sin restricciones atribuidas a daños causados por plagas o debido a

toxicidades generadas de la reducción excesiva del suelo. Tambien se deben utilizar bacterias

solubilizadoras de potasio (Bacillus mucilaginosus).

Hierro

El cambio químico más importante que ocurre cuando el suelo es inundado, es la reducción del

hierro acompañado de un incremento en su solubilidad, lo cual tiene importantes consecuencias

químicas tales como: Incremento en la concentración de hierro soluble, cambios del pH

desplazamiento de cationes de los sitios de intercambio e incremento en la solubilidad de fósforo y

silicio

De 5 a 50 % de los óxidos de hierro libres presentes en el suelo, pueden ser reducidos después de

pocas semanas de sumersión dependiendo de la temperatura, contenido de la materia orgánica y de

la cristalinidad de los óxidos (Ponnamperuma 1981), mientras más bajo es el grado de cristalinidad,

más alto es el porcentaje de reducción. La toxicidad causada por hierro, se presenta cuando la

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86

planta de arroz acumula alta cantidad del elemento en las hojas, lo cual está asociado a excesiva

concentración de hierro ferroso en la solución del suelo, inmediatamente después de la inundación.

Ocurre en suelos fuertemente ácidos y altamente meteorizados con baja CIC, bajas reservas

nutricionales como es el caso de los suelos al sureste del SRRG (sector Herrera), siendo además un

factor limitante de los suelos sulfatoácidos. La excesiva absorción de hierro incrementa la actividad

de la enzima polifenol oxidasa y se producen

polifenoles oxidados que causan bronceado de las

hojas (Los radicales de oxígeno que se forman

producen degradación de proteínas y

peroxidación de los lípidos de la membrana).

La concentración de Fe2+

en la solución del

suelo, es controlada por el tiempo de inundación,

pH, contenido de materia orgánica y la

concentración de Fe3+

. En la mayoría de los

suelos la concentración de Fe2+

alcanza su pico

más alto en dos a cuatro semanas después de la

inundación, Gráfico 32 (Rivillo, 2006). Los

síntomas característicos de toxicidad pueden ser

observados cuando el contenido de hierro en las

hojas es superior a 300 ppm y además causa

disminución en la absorción de otros nutrimentos tales como fósforo y potasio. (Yoshida, 1981). La

oxidación de Fe2+

promovida por la liberación de O2 a través de las raíces produce acidificación de

la rizósfera del arroz (importante para incrementar la absorción de fósforo, pero dificulta la

absorción de nitrógeno) de acuerdo a la siguiente reacción:

4 Fe2+

+ O2 + 10 H2O + → 4 Fe(OH)3 + 8 H+.

Además las raíces también liberan H+ al suelo para mantener la neutralidad eléctrica a través de la

interfaz raíz-suelo, dado que las mismas absorben más cationes que aniones. En la mayoría de los

suelos inundados, HCO3- es el anión dominante (en suelos aeróbicos es el NO3

-) pero su

concentración desciende a medida que el pH de la rizósfera disminuye, volviéndose insignificante

por debajo de pH 5.5 (Kirk et al.,). Esta oxidación de la rizósfera puede altamente disminuir la

fracción móvil de NH4+ en la solución del suelo, particularmente con baja concentración de aniones

en el suelo, y por lo tanto afectar la absorción de nitrógeno. Además la acidificación puede

disminuir la tasa de los procesos realizados microbiológicamente, afectando el suministro de

nitrógeno como es el caso de la mineralización del nitrógeno orgánico.

Manejo de la toxicidad de hierro

En lotes preparados mediante batido de barro o fangueo, se debe retardar la siembra en agua con

semilla pregeminada, hasta que haya pasado el pico de alta concentración de Fe2+

(no menos de 10

días después de terminar la preparación en agua) para evitar daños a las plantas por toxicidad de

hierro en los suelos ácidos. En el sistema de mínima labranza, manejando el agua mediante riego

intermitente se evita la alta concentración de Fe2+

en la solución del suelo.

El estado nutricional de la planta afecta su tolerancia a la toxicidad de hierro, por lo tanto las

deficiencias de K, Ca, Mg, P y Mn disminuyen el poder de exclusión de hierro de las raíces del

arroz. Dado que las deficiencias de Ca, Mg y Mn no ocurren frecuentemente en arroz inundado, el

K merece especial atención, ya que las plantas deficientes en este nutrimento a menudo tienen alto

contenido de hierro y se acelera la presentación síntomas de toxicidad de hierro. Se debe balancear

el uso de NPK en los suelos ácidos y usar urea en lugar de sulfato de amonio, así como evitar la

Gráfico 32. Dinámicas de hierro en suelo vertisol 0-15 cm en Calabozo, Estado Guárico

Fuente: Rivillo A., 2006

Page 94: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

87

aplicación de restos de cosecha si el suelo contiene alta concentración de hierro y de materia

orgánica.

Se puede corregir la toxicidad de hierro mediante encalado y drenado del lote para remover el Fe2+

acumulado. Con el riego intermitente se evita alta acumulación de hierro en la planta de arroz, dado

que la toxicidad se presenta con inundación permanente durante su ciclo de crecimiento y

desarrollo.

En los suelos calcáreos puede presentarse deficiencia de hierro en arroz de secano, y en suelos

inundados con bajo contenido de materia orgánica para producir suficiente reducción del suelo. En

estas condiciones la deficiencia de hierro está relacionada con pH > 7.

Zinc

Aunque el zinc presente en el suelo posiblemente no

está involucrado en las reacciones de óxido-

reducción, su movilidad es afectada por alguna de las

consecuencias de la inundación del suelo. El

incremento de pH en los suelos ácidos y la formación

de sulfuros disminuyen su solubilidad, convirtiendo

la deficiencia de zinc como algo común en los suelos

inundados, dado que la disponibilidad de zinc

derivado tanto del suelo como del fertilizante

aplicado, es mayor en suelos bien drenados. Este

desorden nutricional en suelos inundados puede ser

más extenso y generalizado de lo que es reconocido,

y tal vez sea después del N el factor más limitante de

los rendimientos en arroz cultivado en condiciones

de inundación, en suelos con pH cerca de la neutralidad hasta alcalinos, particularmente en suelos

calcáreos.

El zinc se presenta como Zn(OH) en suelos ácidos y como ZnS en suelos sódicos y calcáreos. La

deficiencia de zinc es más común en arroz en suelos inundados, aparentemente porque la

concentración de zinc soluble en agua, decrece en la solución del suelo con el tiempo de inundación

(Gráfico 33). Además en los suelos calcáreos, los bicarbonatos y los ácidos orgánicos (a una

concentración de 20 a 30 mM) interfieren con la absorción de zinc (Tadano y Yoshida 1978). El

bicarbonato y el calcio pueden alcanzar concentraciones elevadas en solución, debido al alto nivel

de pH y a la disolución de los carbonatos en presencia de CO2 y agua, Por lo tanto, la concentración

de calcio en la planta aumenta, afectando la translocación y funcionalidad de Zn en el cultivo,

disminuyendo su crecimiento y desarrollo.

En suelos calcáreos el anión predominante es HCO3- el cual hace que se reduzca la absorción y el

transporte de zinc desde las raíces hacia la parte aérea. El manejo del agua debe permitir el drenaje

y secado de los lotes que están permanentemente inundados, o preferiblemente aplicar el riego

intermitente como estrategia de manejo para evitar la deficiencia. Se puede corregir la deficiencia

de este elemento, mediante aplicaciones en tratamiento de semilla, como fertilizante aplicado 2 a 3

semanas después de la siembra (10-20 kg/ha de sulfato de zinc) o por pulverizaciones foliares

durante la diferenciación de la panícula.

Fuente: Rivillo, A., 2006

Gráfico 33. Dinámica del zinc, 0-15 cm en

suelos Venezolanos

Page 95: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

88

5.3. Sistemas Intensivos de Cultivo del Arroz (SRI)

El sistema intensivo de cultivo del arroz (SRI) que en español es conocido como SICA, es un

diferencial tecnológico de manejo integral de cultivo desarrollado por el sacerdote Jesuita Henri

Launaie en Madagascar el cual se caracteriza por las siguientes prácticas:

Trasplante de una sola planta/punto a los 8-12 días después de emergencia, a distancia de

siembra de 25 cm x 25 cm a 30 cm x 30 cm.

Control de malezas con rotocultor el cual puede airear el suelo.

Aplicar compost para incrementar el contenido de materia orgánica del suelo.

La aplicación del agua de riego intermitente a fin de mantener el campo en condiciones aeróbicas

y anaeróbicas. Sin embargo, después de la floración, debe dejarse una lámina de agua poco

profunda, aunque algunos productores consideran que la alternativa de inundación y secado debe

mantenerse durante todo el ciclo del cultivo por ser beneficioso.

Este sistema (SRI) ha sido propuesto como un método agroecológicamente apropiado y seguro para

el arroz. Sin embargo, una revisión de las prácticas de cultivo de altos rendimientos muestra sitios

donde el manejo de técnicas como SRI, no es suficiente para producir arroz cerca del potencial

máximo de rendimiento. El cambio de inundación permanente a riego intermitente, con prolongados

periodos de sequía, con un sistema de raíces profundas, está asociado con el uso de bajos insumos en

el manejo del cultivo de arroz y no son suficientes aportes para maximizar el rendimiento del mismo,

particularmente en ambientes favorables, con abundancia de agua y manejo de nitrógeno. Una

propuesta tal como SRI, puede ser útil para llenar las necesidades de los pequeños agricultores en

áreas con suelos pobres, pero no tiene el potencial para mejorar la producción intensiva de arroz, en

áreas desarrolladas y de mejores condiciones agroecológicas.

Los beneficios del SRI se encuentran en el estatus del debate científico y la controversia (Sinclair y

Cassman 2004, Surridge 2004). La adopción ha sido baja en áreas donde ha sido originalmente

promocionado y ha habido mucha discusión sobre los presuntos beneficios de SRI (Dobermann

(2004), Sheehy et al., (2004), Uphoff (2002), Moser y Barret (2003), Stoop y Kassan (2005), y

Tsujimoto et al., (2006). Los proponentes de SRI aluden que los agricultores que ejecutan esta

tecnología son capaces usualmente de obtener 7 a 8 Tm/ha y con potencial de llegar más allá de 15

Tm/ha (Uphoff 2007). Sin embargo muchos investigadores no han podido confirmar esos altos

rendimientos (Dobermann 2003, Sheehy 2004) dado que al comparar con las mejores prácticas

locales de manejo, SRI da rendimientos similares y en algunos casos más bajos.

En Bangladesh se hizo una comparación en condiciones de estación experimental, de los

rendimientos obtenidos con los prácticas de manejo recomendadas por el Instituto de Arroz de

Bangladesh (BRRI), encontrando que fueron significativamente más altos que con el manejo SRI

(Latif et al., 2005). En trabajos en condiciones de fincas, las prácticas recomendadas (BPM) se

comportaron mejor que SRI y resultaron en rendimientos más altos, menores costos y mayor

rentabilidad. SRI es muy exigente en mano de obra, por lo que requirió 13 % más de labores que las

prácticas recomendadas por BRRI y 19 % más que en el caso de las prácticas realizadas por

agricultores locales. Mcdonald et al., (2006) analizaron las localidades SRI en comparación con las

mejores prácticas de manejo locales (BPM), en localidades experimentales de 40 años, incluyendo

datos de Madagascar, Nepal, China, Tailandia, Laos, India, Sri Lanka, Indonesia y Bangladesh.

Aparte de un grupo en Madagascar, ellos no encontraron evidencia de ventajas en rendimientos

sistemáticos de SRI, ni se hallaron pruebas que SRI cambie fundamentalmente el potencial

fisiológico de rendimiento de arroz. Moser y Barrey (2003) investigaron el uso de SRI en el país

original de desarrollo (Madagascar) y reportaron desadopción del sistema, en parte por los altos

Page 96: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

89

requerimientos de mano de obra y además por grandes necesidades de apoyo de servicios de

extensión.

5.4. Alternancia del arroz con otros cultivos con riego a salidas de lluvias

Los nuevos diseños de campo nivelados con pendiente, permiten durante el ciclo norte – verano, la

rotación del arroz con variados cultivos propios de la época, utilizando para ello los diferentes

métodos de riego, los cuales se analizan a continuación:

5.4.1. Riego por surcos.

En los cultivos En los cultivos que se siembran en hileras, se construyen los surcos en el sentido de

la pendiente (Foto 58), separados a la distancia recomendada para el cultivo a establecer (maíz,

soya, sorgo). En los suelos de texturas medias si la longitud del surco supera los 400 metros,

conviene dividirlo a la mitad, para utilizar caudales por surco inferiores a 1 l/seg y reducir las

las pérdidas de percolación por debajo del sistema radical. Para su ejecución se requiere la

construcción de un canal lateral, paralelo a la dirección de riego. De este, con un ángulo de 45o

grados se deriva el canal para suplir el agua de

riego al final del lote. Cuando se da la inclinación

indicada la acequia de cabecera adquiere una

adecuada pendiente para el suministro del agua al

lote.

5.4.2. Riego por melgas rectas.

Con los nuevos diseños de campo, el riego de

pastos de corte o pastoreo, de cultivos en hilera

(maíz, sorgo, tomates, etc.) se puede realizar

por melgas rectas (Foto 59), para lo cual los

muros se trazan en el sentido de la pendiente,

equidistantes cada 20 a 30 metros,

dependiendo de la disponibilidad de agua. La

aplicación de riego a las melgas, se debe cortar,

cuando la lámina de agua alcanza los 2/3 de su

recorrido, de manera que el agua de cola inunde

el terreno faltante.

5.4.3. Riego por goteo

Se utiliza principalmente en cultivos de alto valor

como las hortalizas (Foto 60). En el país existen

proveedores de servicios de riego, quienes

diseñan equipos móviles, para ser instalados a

principios de la temporada de riego, constituidos

por: 1. Equipo de bombeo, que dispone de bomba

con motor a gasolina o eléctrica con manguera

para extraer el agua desde el canal. 2. Dispositivo

para la inyección del fertilizante líquido, y filtros

para retener impurezas y evitar el colapso de los

emisores de agua colocados en las líneas de

riego. 3. Sistema de distribución, constituído por

una tubería principal, tuberías laterales para

Foto 58 Riego por surcos

Foto 59. Riego por melgas rectas.

Foto 60. Riego por goteo

Page 97: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

90

suplir el agua a los lotes de riego y las líneas de emisores, cuya longitud por lo general no supera

los 125 metros.

Para su instalación, se deben construir surcos, separados según el cultivo a sembrar. La red de los

emisores se coloca por encima del lomo del surco, lo cual es importante cuando los frutos tocan el

suelo, porque en caso de lluvias extemporáneas facilitan el drenaje superficial.

5.4.4. Riego por aspersión

El bombeo para suplir el agua al sistema de riego

por aspersión (Foto 61), se puede realizar

directamente del canal principal de riego o desde

el equipo de bombeo del pozo profundo. De este

se derivan: la tubería principal de aducción, las

tuberías secundarias y las líneas con los emisores

de muy diversos tipos, espaciados a distancias

variables, según la velocidad de los vientos

predominantes. No requiere de ninguna estructura

adicional para su operación y se utiliza en un

variado número de cultivos, así como en

producción de semillas de leguminosas (caraotas,

soya), gramíneas (sorgo, maíz) y también en

frutales (cambures).

5.5. Factibilidad de la producción de maíz de riego en el Estado Portuguesa

La producción bajo riego, se viene practicando desde hace muchos años, particularmente en el

Estado Aragua, donde las empresas semilleristas establecen sus siembras de semilla genética,

certificada, etc., principalmente con riego por aspersión, donde no se ha reportado la incidencia de

Aflotoxinas, posiblemente por la realización de la cosecha en mazorcas, las cuales son

seleccionadas en la finca, en instalaciones preparadas para la clasificación, donde se eliminan las

mazorcas fuera de tipo, con características diferentes al cultivar, daños por plagas y/o patógenos

como Aspergillus, Rhizoctonia, etc.

En el 2001, Empresas Polar tenía interés en evaluar siembras de maíz en condiciones de riego, para

la elaboración de harinas precocidas y productos derivados de estas. Para ello, logró el apoyo de

agricultores de los municipios: Páez, Turén, Esteller y San Genaro de Boconoíto, así como de los

técnicos de ASOPORTUGUESA y Agrotec C.A. (Cuadro 3).

Cuadro 3. Siembras de maíz bajo riego en fincas de agricultores del Estado Portuguesa. Año 2001.

Fincas Métodos de Riego (Has)

Municipio Surcos Aspersión Goteo Melgas

Filiberto Chinea 19.6 Esteller

Roberto Latini 12.0 Turen

La Estancia 26.4 16.0 2.0 Turen

El Guasdal 12.0 Turen

La Coromoto 10.0 4.0 Páez

Giraluna 12.0 Páez

Los Ramos 80.0 San Genaro de Boconoito

Total 70 118.0 2.0 4.0

Foto 61. Riego por aspersión.

Page 98: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

91

. Se instalaron los siguientes métodos de riego:

Riego por surcos largos, con salida de agua de cola, utilizados en 5 fincas con superficies entre

10 y 26 hectáreas (Foto 62).

Riego por goteo (2 has), establecido por una empresa prestadora de servicios de sistemas de

riego, en la finca La Estancia

El riego por aspersión, se estableció en un área de 118 hectáreas, donde se utilizaron 3

sistemas: Carro enrollador utilizado en la finca La Coromoto (Foto 63). Pivote central de 50

hectáreas y cañón de alto volúmen utilizado en la finca Los Ramos.

Riego por melgas, establecido en la finca La Coromoto (4 ha)

Estas siembras se establecieron en la primera quincena de enero, lográndose un excelente

desarrollo, coincidiendo la etapa de floración con alta temperatura (>35°C) y alta humedad relativa,

condiciones climáticas apropiadas para la incidencia de patógenos que produjeron fuerte

concentración de aflotoxinas, por lo cua,l el maíz no fue aceptado por la planta procesadora de

harinas precocidas, por su alta toxicidad para los humanos. Para evitar este inconveniente,

particularmente en los años denominados Niño, lo recomendable es establecer las siembras en

octubre-noviembre, de manera que el período de llenado del grano coincida con las temperaturas

más bajas, durante diciembre y enero.

Foto 63. Riego por aspersión finca La Coromoto. Portuguesa

Foto 62. Riego por surcos en la. finca Giraluna Portuguesa

Page 99: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

92

6 Alternativas de Manejo

Agronómico

radicionalmente el manejo del cultivo, ha estado sustentado sobre la base del uso excesivo

de fertilizantes inorgánicos subsidiados, la quema de rastrojos o restos de cosecha, uso de

plaguicidas químicos sintéticos, labranza profunda de los lotes. La aplicación continua e

indiscriminada de los plaguicidas, y especialmente en condiciones de monocultivo durante dos

ciclos por año, ha generado la alteración del equilibrio natural y otras disrupciones ecológicas tales

como resurgencia, y resistencia adquirida por los insectos originadas por el abuso de los plaguicidas

en la protección vegetal, sobre todo en siembras intensivas y continuas con poca disponibilidad de

cultivares de arroz.

Es necesario hacer cambios en las prácticas agronómicas, que conlleven a la ejecución de un

conjunto de estrategias sobre la base de la planificación y el conocimiento del entorno, para

mantener en equilibrio las poblaciones de los insectos, control eficiente de las malezas, cambios en

el manejo de los suelos conservando su estructura y capa vegetal, las condiciones microbiológicas,

manteniendo el ambiente en un sistema productivo, y sustentable, que permita la sostenibilidad del

cultivo.

La solución se encuentra en el manejo sostenible: control biológico de plagas, rotaciones, fijación

de N a través de bacterias fijadoras, microorganismos solubilisadores de fósforo y potasio,

incorporación de residuos de cosecha, metabolizadores de la materia orgánica de los suelos,

biodegradación, bioestimulación (productores de enzimas y fitohormonas), bioremediación, uso de

ácidos carboxílicos como reguladores del crecimiento, con capacidad de bioestimulantes y de

modular respuestas a patógenos, reemplazo del batido de barro o fangueo por labranza mínima para

lograr la reducción de emisiones agrícolas y el secuestro terrestre del carbono.

6.1. Rotación de Cultivos

La rotación del arroz con otros cultivos se viene practicando desde hace muchos años en las zonas

arroceras del continente americano, inicialmente con pastizales. La rotación de cultivos a menudo

tiene importantes beneficios, al mejorar la disponibilidad de nutrimentos del suelo mediante la

incorporación de cultivos fijadores de nitrógeno como la soya, o mejorar la materia orgánica con la

incorporación de residuos de cosecha. Además la rotación de cultivos también puede ayudar a

interrumpir el ciclo de vida de las plagas, reduciendo el número de aplicaciones anuales de

productos químicos (Fao.2003).

Macedo et al., (2017), evaluaron los sistemas de rotación arroz: arroz (AC), arroz-soya (AS), arroz-

soya-arroz-sorgo y arroz-pastura (AP) durante 5 temporadas (2012-2016), en la Unidad

Experimental Paso de la Laguna, Uruguay. Los rendimientos promedios del arroz en la

rotación arroz-soya-arroz-sorgo (10.150 kg/Ha) superó ligeramente a la rotación con soya (9.641

kg/ha) y arroz-pastura (8.899 kg/ha). El menor rendimiento se obtuvo con el sistema arroz-arroz

(9.000 kg/ha) con una diferencia de 1.150 kg/ha con la rotación arroz-soya-arroz-sorgo. La

T

Page 100: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

93

rotación de cultivos tiene entre otras ventajas sobre el monocultivo, porque interrumpe los ciclos de

enfermedades, malezas y plagas, cuando diversas especies se cultivan en secuencia.

La rotación de cultivos es una práctica muy conveniente, desde el punto de vista agronómico y de

conservación de los recursos naturales, porque rompe el ciclo reproductivo de algunas plagas y en

algunos casos mejora la fertilidad del suelo (Fedearroz, Revista Arroz No 60). La rotación con arroz

implica el uso de menor cantidad de agua por hectárea al año y menor infestación de arroz rojo y

otras especies malezas en el campo, como se pudo apreciar en el Distrito de Usocoello, antes de

dejar la siembra indiscriminada de arroz. Los beneficios de la rotación en el manejo agronómico del

cultivo son muy diversos, mejora la flexibilidad de las épocas de siembra, disminuye los costos por

tonelada año, mejora las condiciones de infestación de malezas de la tierra y disminuye el uso del

agua por hectárea. En Colombia y en otras partes del mundo, numerosas investigaciones han

demostrado como la producción continua de arroz ha disminuido los rendimientos y ha

incrementado la competencia de malezas principalmente del arroz rojo Oryza sativa (Vélez, Vargas,

1995).

El incremento de las infestaciones de arroz rojo, en los campos arroceros del estado de Arkansas

de E.E.U.U, condujo a partir de 1969, al enfoque de la investigación sobre la rotación de cultivos,

a fin de llegar a su control. Balwin, (1978) concluyó que el descubrimiento de herbicidas selectivos

para el control del arroz rojo, era casi imposible, y las prácticas culturales solo servían

para retardar el incremento de las infestaciones de arroz rojo, por lo que eran necesarios sistemas

más efectivos de control, que el simple barbecho de varios años, a fin de mantener económicamente

la producción de arroz. Las primeras rotaciones se iniciaron con soya y en poco tiempo, se dieron

cuenta que no podían controlar satisfactoriamente el arroz rojo, excepto en campos ligeramente

infestados.

La rotación con sorgo granero, girasol, maíz, soya y otras leguminosas de grano tienen varias

ventajas importantes. Las siembras y los sistemas culturales proporcionan condiciones ideales para

la germinación del arroz rojo y la oportunidad de agotar seriamente el banco de semilla de esta

maleza en el suelo, mediante un conjunto completo de herbicidas pre siembra incorporados, post

emergentes foliares para el control de las malezas de los cultivos alternativos (Delouche, et

al., 2007). El éxito de la rotación para el control de las malezas incluyendo el arroz rojo, depende de

la eficiencia del manejo de las malezas del cultivo alternativo y de la atención que se presta

específicamente a la prevención de la producción de semilla por parte de las plantas de arroz rojo

que emergen tardíamente o que rebrotan de plantas cortadas.

La rotación de arroz con soya, sorgo u otro cultivo adecuado, es actualmente la práctica más exitosa

para el control de los arroces maleza, especialmente en el caso de infestaciones severas (Fisher,

1999, FAO, 2003). Más aún, la rotación se está convirtiendo en un componente fundamental de los

programas de control de malezas en el arroz, en la nueva era del arroz resistente a los herbicidas,

(Sistema de producción clearfield para arroz es una solución que en post-emergencia controla arroz

rojo) como un elemento táctico esencial, en las estrategias para reducir o prevenir el desarrollo de

especies de arroz malezas o biotipos de arroz maleza resistentes a los herbicidas. Las principales

limitaciones en el sistema de control de las rotaciones, son la disponibilidad de un cultivo adecuado,

el drenaje deficiente en los campos de arroz (un mal drenaje previene el uso de muchos cultivos

sembrados en hilera) y se adapta muy bien a los cultivos de subsistencia, tal es el caso del frijol

(Phaseolus vulgaris L) que también es alimento básico.

Resultados semejantes se obtuvieron en la Estación Experimental de Rio Branco, Uruguay, donde

determinaron que el sistema tradicional de suelo inundado seguido de barbecho, no solucionaba el

problema del arroz rojo, por el contrario, se había agravado. Chabataraff, et al., 2002, evaluaron la

rotación arroz-soya y arroz-soya-maíz o sorgo. Reportaron que el control dentro de los cultivos fue

Page 101: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

94

excelente con sorgo y maíz, mientras que con soya el resultado fue menor, escapándose algunas

malezas al momento de la cosecha.

El mejor control del arroz rojo en la rotación con maíz obedece a los herbicidas empleados en estos

últimos (Montealegre y Vargas, 1989). Las rotaciones de cultivo son más fáciles de implementar en

terrenos que cuenten con facilidad de riego.

La distribución de las semillas del arroz rojo en el suelo, depende del movimiento al cual esté

sometido (Cuevas 2015). Entre menor movimiento tenga por efecto de preparación, las semillas se

concentran en los primeros 5 centímetros y la cantidad disminuye con la profundidad. A mayor

profundidad se incrementa la longevidad de las semillas. La no preparación no impide la

emergencia del arroz y debe complementarse con el uso de medidas de control químico. Sin

embargo, la siembra directa con mínima labranza o cero labranza, es fundamental para reducir la

cantidad de semilla de arroz rojo que germina del banco de malezas (Chabataraff et al., 2002).

6.1.1. Rotación Arroz-Maíz

Los nuevos diseños con pendiente en fincas de Portuguesa, han permitido la rotación del arroz de

riego establecido a finales del periodo lluvioso (Nov-Dic), con maíz sembrado a inicios del periodo

de lluvias (May-Jun). Esta rotación es implementada en la parcela 1J10 del Sr Venturino Cicconetti,

en el Sistema de Riego Las Majaguas, utilizando maíz para la producción de ensilaje, donde se

cumplieron las siguientes actividades:

Finalizada la cosecha del arroz, se da un pase de desmenuzadora (foto 64) para facilitar la

quema de los restos de cosecha (Foto 65).

Luego eliminan los muros con un land plane, que dispone de charrugas en la parte frontal para

escarificar los lomos y dos palas para nivelar el terreno (Foto 66).

Posteriormente se dan dos pases de rastra para acondicionar la cama de las semillas. La

siembra se realiza con sembradora de mínima labranza, con una separación entre hileras de 80

cm y 6 plantas/m (Foto 67).

Se logró un pleno cubrimiento foliar del terreno a los 50 dias después de la siembra, con muy

buen control de malezas, excelente desarrollo vegetativo y tamaño de mazorca (Foto 68).

Se cosechó la planta en etapa de grano pastoso con fines de ensilaje (Foto 69).

La quema de los restos de cosecha del arroz, es una práctica generalizada en la zona de los Llanos

Occidentales y en el Sistema de Riego Rio Guárico, práctica que impide la incorporación de los

restos de la cosecha con sus aportes de materia orgánica y de nutrimentos. Algunos agricultores

sostienen que eliminan los restos de cosecha del maíz porque cuando se incorporan con rastra,

obstaculizan el movimiento del agua al acumularse en los pases de agua. La materia orgánica

desempeña un papel importante en los suelos agrícola (AGRIRED, 2017) al mejorar su estructura a

través de la formación de agregados estables, disminuyendo la densidad aparente causados por la

maquinaria agrícola, aumentando la disponibilidad de oxígeno. Cuando los restos de la cosecha son

esparcidos a manera de cobertura (mulch) sobre la superficie del suelo, reducen la pérdida de

humedad por evaporación, favorece la infiltración del agua y reduce las pérdidas de suelo por

erosión. Su descomposición es una fuente importante en nitrógeno y otros minerales esenciales en

la nutrición de los cultivos.

6.1.2. Rotación Arroz- Soya

La rotación del arroz con el maíz se podría alternar o sustituir con la incorporación de la soya en la

rotación, por los beneficios que proporciona esta leguminosa al fijar nitrógeno del aire, el cual es

una buena opción en el manejo integrado de plagas y malezas dentro de la rotación.

Page 102: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

95

ROTACIÓN CON ARROZ-MAIZ PARCELA 1J10. S.R. MAJAGUAS.

VENTURINO CICCONETTI.

64. Pase de desmalezadora, para quema posterior de residuos

65. Quema de rastrojos

66. Pala niveladora (Land plane) para eliminar los muros

67. Maíz a los 15 días después de la siembra. (dds)

68. Maíz en etapa de grano lechoso a los 65 dds

69. Cosecha del maíz en etapa de grano pastoso para ensilaje

13

69 68

64 65

66 67

Page 103: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

96

En 1977, dentro del marco del convenio Fundación Polar- Fusagri, se establecieron siembras

comerciales de soya (15 ha), de la variedad Júpiter, en el sector La Blanca del estado Cojedes y en

San silvestre del estado Barinas, ubicadas en la región de los Llanos Occidentales de Venezuela. La

cosecha se realizó en el mes de Septiembre, con dificultades para la recolección mecanizada, por

no haber condiciones óptimas del terreno debido a las precipitaciones, lo cual causó la emergencia

de malezas al final del ciclo e incidencia de patógenos, que afectaron la calidad de la semilla. Esta

experiencia determinó, la necesidad explorar la factibilidad de la soya en diferentes zonas agrícolas

con condiciones agroecológicas distintas. Para ello, se evaluaron en pequeñas parcelas algunas

variables, tales como: cultivares, épocas de siembra, fertilizantes, inoculantes de semillas,

control de plagas y enfermedades. Los trabajos se

realizaron en localidades de diferentes estados como en

Sabaneta y San Silvestre (Estado Barinas), Turén (Estado

Portuguesa), Zaraza, Chaguaramas (Estado Guárico), El

Tigre (Estado Anzoátegui) y Cagua (Estado Aragua).

En el caso de los Llanos Occidentales, el enfoque en esa

época, era establecer la soya en el período de siembra

utilizado para el algodón, es decir, Agosto-Septiembre de

tal manera de lograr la rotación con maíz. En el

Gráfico 34, se muestra el ensayo de épocas de siembra

con el cultivar Júpiter, donde los rendimientos más altos

se obtuvieron en las siembras de agosto observándose

buena calidad del grano, mientras que al sembrar en

septiembre los rendimientos disminuyeron por déficit de

humedad ocurrida a partir de noviembre. Las separaciones de 70 y 90 cm entre hileras resultaron

las más convenientes.

Sobre la base de la información obtenida en las diferentes zonas agrícolas, se determinó que los

Llanos Occidentales (Cojedes, Portuguesa y Barinas), presentaban a finales del período de lluvias

problemas de drenaje superficial e interno, por lo tanto, no ofrecían las condiciones más favorables

para la producción comercial de soya. En tal sentido, en el oriente de Venezuela, donde existe un

período de lluvias más corto, con suelos de buen drenaje superficial, tanto en la zona de colinas del

Guárico, así como también en la formación mesa de Anzoátegui y Monagas, donde se presentaban

condiciones favorables para la siembra de este cultivo, durante el período de lluvias (Mayo-Junio),

con mayores posibilidades de obtener buen rendimiento de granos y excelente calidad de la semilla.

En 1985, se inicia el desarrollo comercial a gran escala de la soya en el oriente venezolano. Para

esa época, se contaba con el diferencial tecnológico requerido para el manejo del cultivo,

desarrollado a partir de 1978 dentro del convenio Fundación Polar-Fusagri, y estaban disponibles

los primeros 4 cultivares liberados por la Comisión de Semillas (Rodríguez, P. J. No publicado),

provenientes de poblaciones segregantes donadas por el Dr. Kuel Hinson de la Universidad de

Florida en Gainsville y del inoculante Nitrobac, producido dentro del convenio Fundación Polar-

Ivic-Conicit. Además, se establecieron lotes comerciales con el cultivar FP-3 (Uno de los 4

cultivados liberados), en fincas de agricultores de varias localidades del Estado Guárico, los cuales

fueron procesados en la planta de Polar en Chivacoa, estado Yaracuy. Es de destacar que el

porcentaje de proteína (40 %) de la soya Guariqueña superó el de la soya importada que se estaba

procesando en ese momento en la planta.

En 1988 se llegó a sembrar en esas sabanas cerca de 10.000 hectáreas de soya con excelentes

resultados, (Foto 70) indicando que esta región podía llegar a ser la más importante para el

desarrollo de este cultivo en Venezuela.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

15-08-79 28-08-79 15-09-79

Gráfico 34. Épocas y distancias (m) en

soya. Turen 1979

Ren

dim

ien

tos

50 cm 70 cm 90 cm

Fuente: Convenio Fundacion Polar-Fusagri.1979.

Page 104: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

97

Efectivamente, para el año 2010, cuando se señalaron

según cifras oficiales que se llegaron a sembrar en el

país unas 41.000 ha de soya, más del 80 % se ubicó en

esta parte del territorio (Solorzano, P. 2019).

La rotación maíz-soya que se llevó a cabo, a finales del

período de lluvias en octubre del 2008 por la empresa

Ematec C.A, en la región de San Nicolás del Estado

Portuguesa, fue para la producción de semilla en suelos

de buen drenaje externo y moderado el interno, los

cuales son sembrados tradicionalmente con maíz en el

ciclo de invierno. La cosecha fue exitosa (Foto 71)

gracias a una maduración uniforme, buen control de

malezas, buen rendimiento y excelente calidad de

semillas. Se utilizó el cultivar FP90-6103, que fue la

primera variedad obtenida por cruzamientos en

Venezuela, por el Ingeniero Raúl Niño, dentro del

programa de mejoramiento genético de la Fundación

DANAC.

Esta experiencia, nos permitió inferir la factibilidad de

la rotación arroz-maíz- arroz- soya, en campos

arroceros que han sido nivelados con pendiente, los

cuales facilitan el drenaje superficial y con ello la

siembra de soya bajo el sistema de mínima labranza en

octubre, con aplicación de riego complementario a fin

de suplir los déficits hídricos en noviembre, diciembre

y de ser posible en enero, (Gráfico 35) lo cual garantiza

la suplencia de humedad en etapas criticas de formación

y llenado del grano, para realizar la cosecha en febrero

y marzo, en condiciones óptimas que permite obtener

una semilla de excelente calidad.

En el cuadro 4 se muestra el balance hídrico de la

estación Turén con los valores promedios del período

1951-2012. Para garantizar la humedad a partir de

diciembre se requiere aplicar 4 riegos: 2 en diciembre y

2 en enero. En años secos (inferiores al promedio), las

aplicaciones de riego deben realizarse en noviembre

cada 8 días y suspenderlas a los 90 días después de la

siembra, para promover el secado del follaje.

En el período 2016-2020 (Gráfico 36), se establecieron

siembras comerciales de soya en fincas del estado

Portuguesa auspiciadas por las Asociaciones de

productores (PAI, Asoportuguesa y Anca), con el

apoyo de sus departamentos técnicos en asistencia y

suministro de insumos. Es de destacar el proyecto “La

Ruta de la Soya” promovido por la Asociación de

Productores Independientes (PAI) que promociona las

siembras de invierno (Mayo-Junio), para ser cosechadas

Foto 70. Cosecha de soya en Guárico, con

excelentes rendimientos y calidad de

grano.

Gráfico 35. Balance Hídrico 2002-2003.

Turen

Pre

cip

itac

ión

- Ev

apo

raci

ón

(m

m)

Foto 71. Cosecha de soya variedad FP90-6103

febrero del 2.009. San Nicolás, Edo Portuguesa

Gráfico 36. Rendimientos (kg/ha) mejores lotes en la Ruta Soya.

.

Page 105: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

98

en Septiembre-Octubre. Los rendimientos obtenidos en las siembras en el ciclo de invierno y norte

verano en lotes establecidos en el 2016 indican que los mejores rendimientos se lograron con las

siembras de Mayo y Junio, lo cual coincide con reportes de épocas de siembra para el maíz (Garcia

et al, 2009) mientras que los rendimientos de las siembras efectuadas a partir de agosto fueron

decrecientes con valores muy bajos en octubre y noviembre, debido a los déficits hídricos en las

fases de llenado del grano. Como la cosecha se realiza en meses de muy baja precipitación se

presenta poca incidencia de granos manchados.

Cuadro 4. Balance hídrico estación Turén. período 1951- 2012. Valores promedios de años con

precipitaciones menores a 1800 mm/año.

MES Pr (mm) ETP (mm) Almac.(mm)

(mm)

Exc (mm) Def (mm) No Riego

Ene 6.2 129.7 0.0 0.0 106.3 2

Feb 6.9 141.9 0.0 0.0 135.0 3

Mar 18.7 168.5 0.0 0.0 149.8 3

Abr 91.8 135.5 0.0 0.0 43.7 1

May 191.5 88.4 100.0 3.1 0.0 0

Jun 265.9 100.0 100.0 165.9 0.0 0

Jul 235.5 84.4 100.0 154.0 0.0 0

Ago 215.3 85.1 100.0 230.2 0.0 0

Sep 175.9 88.2 100.0 187.7 0.0 0

||Oct 148.5 86.9 100.0 161.9 0.0 0

Nov 81.2 93.4 87.8 0.0 0.0 0

Dic 38.6 108.8 17.2 0.0 0.0 2

Total 1476.0 1310.8 902.8 434.8 9

Fuente: Calculos propios

Pr = Precipitacion ETP = Evapotranspiracion de la soya Alm = Almacenamiento en el suelo

Exc =Perdidas por escorrentía e infiltración def = Deficits de humedad en el suelo

No Riego = Numero de riegos/mes para suplir los déficits hídricos del cultivo.

Para analizar los riesgos de las siembras de soya en mayo y junio, donde puede presentarse la

presencia de patógenos, al final del ciclo del cultivo, se utilizó la información de la estación Turén

período 1951-2012. (Cuadro 4). Se tomaron los promedios de años con menor precipitación (900 a

1.200 mm) y de años con precipitaciones superiores a 1.800 mm/año. En años de menor

precipitación las lluvias ocurridas a partir de octubre fueron inferiores a 150 mm/mes y decaen en

forma abrupta, creando condiciones favorables para la recolección. En años húmedos, las

precipitaciones de septiembre y octubre pueden superar los 180 mm/mes. Bajo estas condiciones, en

aquellos lotes no nivelados, las lluvias pueden retardar la recolección, y ocasionar dehiscencia

(desgrane) y presencia de hongos en los granos. También ocasionan el secado desuniforme de las

plantas de soya, ameritando la aplicación de un desecante como Diquat (Reglone), para la

eliminación de las malezas emergentes. La presencia de malezas en la etapa final del ciclo, crean un

hábitat muy favorable para la incidencia de enfermedades del grano, motivado por la cercanía de

las vainas al suelo. Por lo tanto, estas siembras de invierno no son recomendables para la

producción de semillas, dado que constituyen un vehículo para la propagación de los hongos de

final de ciclo.

Page 106: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

99

En las siembras de soya durante el ciclo de invierno del 2019

en el estado Portuguesa (Foto 72), se utilizaron variedades de

crecimiento determinado, con cierta tolerancia a

enfermedades del grano. Se obtuvo buena nodulación y

excelente desarrollo vegetativo, lográndose rendimientos

muy buenos entre 3 y 4 mil kg/ha, con buena calidad del

grano. Estos logros se alcanzaron gracias a la selección de

agricultores con cosechadoras propias, lo que permitió la

recolección oportuna, y también, debido a los cultivares

sembrados a finales de mayo y principios de junio, donde se

observa mayor número de horas luz, los cuales maduraron

entre 130 y 135 días, sin incidencia de las lluvias frecuentes a finales del ciclo, lo que contribuyó a

la buena calidad de la semilla, debido al bajo porcentaje de granos dañados por patógenos (José

Luis Zoco, comunicación personal).

Por lo tanto, cuando en estos programas se incremente el área de siembra, los agricultores que no

disponen de cosechadoras, al requerir este servicio, tendrán menores probabilidades de realizar la

recolección oportuna y con ello se incrementará el desgrane y la incidencia de patógenos de los

granos. Por otra parte, al normalizarse la agricultura en Venezuela, y los precios de los cereales se

equiparen con la soya, la demanda del maíz para harinas precocidas se incrementará, y competirá

con la soya motivado por el menor riesgo en la calidad del producto a cosechar.

En los últimos años, muchos de los campos arroceros de los Llanos Occidentales y del Sistema de

Riego Río Guárico, están rotando sus campos con el frijol Chino (Vigna radiata), que es una de las

variedades de leguminosas de origen tropical, del Asia suroriental y la India, de alto valor nutritivo

en proteínas, con análisis aproximado de humedad 5,27 %, grasas 48,44 % y proteínas 28, 2 %,

que contiene valores similares a los obtenidos en frutales:

vitamina A ( Limón), Tiamina ( aguacate), riboflavina

(manzana), (Niacina (plátano) y C (la piña). Además de su uso

comestible, se utiliza como abono verde, por su rica materia

orgánica (Ecured www.ecured.com).

6.1.3. Rotación Arroz – Caña de Azúcar

Los nuevos diseños de campos arroceros con pendiente,

también permiten la rotación con cultivos permanentes como

la caña de azúcar (Saccharum officinarum). Es el caso de la

finca La Esperanza II, del Ingeniero Carlos Landaeta, en la

zona de los Puertos de Payara, Estado Portuguesa donde por

muchos años se ha practicado el monocultivo del arroz, pero

conociendo los problemas que ocasiona el sistema

monocultivo en cuanto al control de malezas, plagas y

enfermedades, ha emprendido la rotación de arroz con otros

cultivos, cuyos agroquímicos para la protección vegetal,

pudieran coadyuvar al mejoramiento del manejo agronómico

del arroz bajo riego. En este sentido, los lotes nivelados con

pendiente los ha rotado con cultivares de leguminosas como el

frijol chino o frijol mungo (Vigna radiata) y más recientemente

en el 2007, seleccionó 40 hectáreas donde estableció caña de

azúcar.

Gráfico 37 Diseño Lotes 9 y 12 finca La Esperanza II. Nivelado con tecnología láser

Foto 73 Lotes 9 y 12 a los 30 días después

de la cosecha. La Esperanza II.

Foto 72. Campo de soya en La Lucía,

Edo. Portuguesa en el piedemonte

andino. 2019

Page 107: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

100

En el Gráfico 37, se muestra el diseño de campo de los lotes 9 y 12, que en su conjunto ocupan

18.98 has, de suelos muy pesados, alcalinos y degradados estructuralmente. Esta área fue nivelada

para arroz, con pendiente transversal cero y longitudinal variable (0,13, 0,15, 0,18 y 0,23 %), con

muros cada 40 metros de separación entre ellos. Para el establecimiento de la caña (foto 68), en el

sentido de la pendiente, no se levantaron los muros, para facilitar el libre movimiento del agua en

los surcos.

En la reciente cosecha se obtuvo un rendimiento de 90 Tm/ha (Foto 73), el cual es considerado

muy bueno, dada la escasez de fertilizantes, repuestos y lubricantes; por lo tanto, es indicativo de

las bondades de los nuevos diseños de campo para arroz, donde se privilegia la rápida salida de los

excesos de agua de riego y/o lluvia, permitiendo una excelente disponibilidad de oxígeno en el

suelo, que potencia los procesos metabólicos durante todo el ciclo del cultivo. Se piensa que al ser

considerada la caña de azúcar un cultivo permanente, no resulta factible su rotación con arroz, sin

embargo, los nuevos diseños de campo en arroz, podrían constituirse en una alternativa para su

rotación con la caña de azúcar, en campos degradados por la preparación del suelo mediante

fangueo.

En 1970, en el Sistema de Riego Río Guárico hubo interés en la introducción de la caña de azúcar

como cultivo a establecer en la zona. Con ese objetivo, se condujo un ensayo de variedades de caña

de azúcar, en la Estación Experimental de Calabozo (Rafael Ascanio, et al., 1970), donde se

probaron 5 cultivares de caña, de buen comportamiento en Aragua y Carabobo, con el propósito de

evaluar su comportamiento, en suelos altos de la serie Bancos (textura media), observándose un

excelente rendimiento de la plantilla, y la soca, tanto en tonelaje de caña como en producción de

azúcar.

6.2. Métodos de Labranza

6.2.1. Labranza convencional

La labranza convencional es la forma mas generalizada en las zonas arroceras de Venezuela.

Quienes practican el monocultivo, varían la preparación del terreno para la siembra según la época

del año. En el período de verano, la preparación del terreno se realiza mediante la eliminación de

los restos de cosecha, con un pase de bigrome, seguido de 2 o 3 pases de rastra liviana,

micronivelación con land plane o con el equipo de nivelación laser. En el invierno se utiliza el

fangueo, para lo cual se pasa la rastra mediana, se inunda el terreno, y transcurrido cierto tiempo, se

procede al laboreo del suelo inundado, con implementos arrastrados por el tractor como

rotocultores, rolo faca, ruedas cestas, rodillos entre otros.

El batido tiene efectos negativos, ya que ocasiona degradación de los suelos, como consecuencia de

la pérdida de nutrimentos, cambios en la densidad aparente y del horizonte orgánico, debido a los

altos volúmenes de sedimentos que son arrastrados en las aguas de drenajes, después de la siembra

con semilla pre germinada, como lo muestran Lugo y Sánchez (2009) en un ensayo establecido en

Calabozo, donde se compararon diferentes sistemas de labranza: Batido, labranza en seco y

labranza cero. Las pérdidas de suelo, fueron muy bajas en labranza en seco y en labranza mínima,

siendo inferiores a 0,05 t/ha, mientras que con el batido, la pérdida de suelo fue de 3,87 Tm/ha.

Estas pérdidas de suelo, fueron inferiores a las reportadas por Sánchez 1999, quien determinó

pérdidas superiores a 8 t/ha. Estas diferencias, pudieran deberse al volumen de agua utilizado en el

batido y al drenaje inmediato después de haber finalizado las labores de preparación, con muchas

partículas de suelo en suspensión.

Page 108: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

101

6.2.2. Labranza Mínima

La agricultura convencional, llevada a cabo sobre la base de la labranza de los suelos, ha sido un

paradigama agrícola que la humanidad ha aplicado desde sus inicios, y aún actualmente, la mayor

proporción de la agricultura mundial, continúa realizándose mediante el uso de la labranza como eje

principal en el acondicionamiento de los suelos. Sin embargo, en muchos casos ha sido causante de

deterioro ambiental convirtiéndose en un paradigma no sustentable, por lo que se requiere

desarrollar y ejecutar un modelo agrícola, dentro del marco de la sostenibilidad, que permita la

implantación de los cultivos sin labranza de los suelos, a través de la utilización de equipos de

siembra, que deben tener la capacidad de poder cortar la cobertura superficial del suelo, depositar la

semilla y cerrar el surco abierto. La no labranza, debe ir acompañada de otras prácticas agrícolas

como rotación de cultivos, manejo integrado de malezas, plagas y enfermedades mediante control

biológico, aplicación de bacterias fijadoras de nitrógeno, que permitan mantener en el tiempo la

productividad de los suelos. La no labranza continuada, puede favorecer el incremento de especies

de plagas y patógenos del suelo; asi como, de algunas especies de malezas, por lo que cada cierto

número de años o de cultivos, es recomendable recurrir a una siembra de labranza convencional. A

este modelo se le conoce como labranza cero, no labranza o simplemente siembra directa, el cual se

está llevando a cabo en parcelas del Sistema de Riego Río

Guárico y en el S.R. Majaguas y fincas de productores del

Estado Portuguesa.

En suelos con alta infestación de arroz rojo, es

conveniente disturbar lo menos posible el terreno, de

manera de no poner en la superficie el banco de semillas

de arroz rojo. Esta práctica tiene que ser acompañada con

los herbicidas adecuados para el control de las malezas

presentes. Esta técnica ha sido empleada con éxito por

el Sr Eubencio Terán propietario de la parcela 1C29 en el

sistema de riego Las majaguas, en un campo

fuertemente infestado (Foto 74).

Para su implementación, se requiere:

Eliminar los restos de cosecha del maíz con una desbrozadora acoplada al tractor.

Aplicar riego para promover germinación de las semillas de las malezas y luego controlarlas

con un herbicida sistémico (Glifosato).

Sembrar con sembradora de labranza mínima al tener

el suelo la humedad adecuada para su desplazamiento.

Aplicar herbicida pre-emergente (Prowl, Command,

Oxadiazon), y si se observa incidencia de malezas se

debe agregar post-emergentes.

Para disminuir de forma significativa la población de arroz

rojo, se requiere varios ciclos de siembra, siempre y

cuando las semillas de arroz a utilizar no se constituyan

en foco de infestación. El mantenimiento de bajos niveles

de infestación depende del manejo de malezas que además

de la rotación de cultivos, incluye el uso de semilla

certificada y otras prácticas culturales que permitan

reducir la población de ésta especie nociva. Después de 7

años de trabajo, se logró bajar la población de arroz rojo (Foto 75).

Foto 74. Arroz con mínima labranza.

Parcela 1C2 9 S.R. Las Majaguas.

2012

Foto 75. Arroz en parcela 1C29 S.R.

Majaguas, con baja población

arroz rojo. 2.019

Page 109: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

102

6.2.3. Labranza reducida

Labranza de los suelos ha sido considerada una práctica para crear las condiciones adecuadas para

la germinación de la semilla, el control de malezas y plagas. Sin embargo, la labranza intensiva

puede aumentar la probabilidad de erosión del suelo, formación de costras, pérdida de nutrimentos

presencia de capas endurecidas en el subsuelo, que si bien estas pueden ser favorables en la

siembras de arroz en suelos de mediana permeabilidad, no lo son para el maíz en rotación con el

arroz, dado que limita la profundidad de las raíces y se hace necesario subsolar a profundidad de 30

a 35 cm para favorecer su penetración. La elección del agricultor sobre la preparación del suelo,

incluida la profundidad y el número de operaciones de labranza, puede reducir el crecimiento de

malezas, mejorar el manejo de nutrimentos e influir en la siembra de cultivos (USDA, 2017). La

labranza y las rotaciones de cultivos son prácticas de producción que influyen en la salud del suelo,

que afectan tanto la productividad a largo plazo como la disponibilidad de nutrimentos y sus

condiciones físicas.

La labranza reducida, consiste en disminuir el número de operaciones en la preparación, la cual se

practica en la Agropecuaria Agrodanca, ubicada en San José de Majaguas del Estado Cojedes,

donde el Sr Carlos Figuedelo utiliza un sistema de preparación de tierras, que incluye después de la

quema de los restos de la cosecha, la pala niveladora (Foto 76), que realiza dos funciones

simultáneas, elimina la vegetación y las huellas de las ruedas del tractor, para lo cual dispone de

dos zanjadoras en la parte frontal y dos palas con diferente inclinación en el centro de la estructura.

Este implemento deja acondicionado el terreno para la siembra de arroz (Foto 77), y se elimina la

preparación del terreno en fangueo, los pases de rastra pesada (bigrome) y liviana, disminuyéndose

el costo, el tiempo de preparación y el impacto ambiental.

Los procesos de este sistema de labranza son los siguientes:

Después de la pala niveladora, si el terreno está muy seco, es aconsejable la aplicación de riego

Cuando tenga la humedad adecuada, realizar la siembra con sembradora de mínima labranza

(Foto 78) y lo más rápidamente posible, el control de malezas con los herbicidas pre-

emergentes.

A los 10 días, iniciar la aplicación del riego de forma intermitente (Foto 79).

A los 25 días, iniciar la inundación permanente hasta la etapa de grano pastoso (Foto 80).

Arroz a los 45 días (Foto 81).

Cosecha a los 120 a 125 días

6.3. Control de Plagas y Enfermedades

En cuanto a la protección vegetal, la conservación y el manejo de las poblaciones naturales de

parasitoides, depredadores y entomopatógenos, constituye la principal estrategia para disminuir el

daño de los insectos fitófagos en los cultivos, al no aplicar plaguicidas sintéticos, lo cual sumado a

la resistencia genética de las variedades pueden disminuir los efectos dañinos de las plagas en los

campos agrícolas. Sin embargo, tradicionalmente para el manejo de las plagas, se han empleado

principalmente plaguicidas químicos de amplio espectro con efecto letal en las poblaciones de los

organismos benéficos, asociados a los cultivos, que además de causar contaminación del ambiente

ocasiona riesgos de salud en las comunidades.

6.3.1. Control biológico

El control biológico de plagas consiste en el uso de enemigos naturales para el control de sus

poblaciones. A partir de finales del siglo XIX el control biológico de plagas despertó un gran interés

Page 110: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

103

76 77

78 79

1.

80 81

. LABRANZA REDUCIDA AGROPECUARIA AGRODANCA

76. Pala niveladora para eliminar restos de cosecha y emparejar el terreno.

77. Vista el campo acondicionado para la siembra

78. Siembra en campo irrigado para garantizar emergencia del arroz

79. 10 dds inicio aplicación del riego intermitente

80. 25 dds inicio riego permanente

81. Vista general del lote a los 45 días dds

Page 111: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

104

debido al éxito que se consiguió con la introducción desde Australia del insecto benéfico

Rodolia cardinalis, Coleóptera Coccinellidae para el control de la escama algodonosa en cítricos

(Icerya purchasi, Homóptera Coccidae) en campos de California (USA). A finales de 1889 se

liberaron poblaciones de R. cardinalis y la escama algodonosa dejó de ser problema en los cultivos

de cítricos de California, motivo por el cual se considera a Charles Riley el padre del control

biológico. No obstante, esta oferta tecnológica de manejo de plagas dejó de practicarse, debido a la

aplicación de productos químicos, como estrategia de control de plagas, enfermedades y malezas,

hasta que por los diversos problemas que ocasionó el uso intensivo de estos plaguicidas de síntesis

química, el control biológico ganó de nuevo terreno como alternativa en el manejo de la protección

vegetal. Los desequilibrios se manifiestan como brotes recurrentes de plagas y enfermedades en

numerosos cultivos y en la contaminación de suelos, aguas y otros problemas ambientales. Esto

se relaciona con la expansión de los monocultivos con baja disponibilidad de cultivares, en

perjuicio de la diversidad vegetal, la cual constituye un componente esencial del paisaje que

proporciona servicios ecológicos claves para asegurar la protección de cultivos (Altieri y

Letourneau, 1982). Es necesaria una estrategia alternativa, sobre la base del uso de los principios

ecológicos para aprovechar al máximo los beneficios de la biodiversidad en la agricultura. Por esta

razón, en la actualidad el control biológico se considera una pieza fundamental e indispensable en

cualquier estrategia de agricultura sostenible.

Toda población de insectos en la naturaleza recibe ataques en alguna medida por uno o más

enemigos naturales. Así, los depredadores, parasitoides y entomopatógenos actúan como agentes de

control natural que, cuando se tratan adecuadamente, determinan la regulación de poblaciones de

fitófagos en un agro ecosistema particular.

La aplicación del control biológico se considera una estrategia válida para restaurar la biodiversidad

funcional en ecosistemas agrícolas, al introducir entomófagos mediante las diferentes técnicas de

control biológico o el incremento de la ocurrencia natural de depredadores y parasitoides por medio

de la conservación y el manejo de los agro ecosistemas.

La ventaja más sobresaliente del control biológico es que no contamina el ambiente, no destruye la

vida silvestre, se mantiene las poblaciones de la plaga sin causar daño económico, es más barato,

seguro, selectivo, no causa resistencia y es eficiente para controlar plagas. Sin embargo, el

desarrollo de esta alternativa de manejo ha sido lento porque las compañías no han tenido interés

para su desarrollo.

En este capítulo se presenta el rol que desempeñan los depredadores, parasitoides y

entomopatógenos en los agroecosistemas, en la regulación de poblaciones de plagas en la

agricultura, haciendo uso además de bioestimuladores y biofertilizantes.

Una de las primeras referencias al uso científico del control biológico en Venezuela data del año

1884, cuando motivado por una severa invasión de langostas migratorias (Schistocerca paranensis)

en la región central de Venezuela se constituyó en Caracas una “Sociedad de Utilidad Pública”,

cuyos fundadores fueron Adolfo Ernst, Gustavo Vollmer, M. J. Sanabria, G. Rivas, C. A. Urbaneja,

P. Vegas y G. Espino, (Guagliumi, 1962). El objeto de la Sociedad era tomar las medidas más

enérgicas y eficaces para combatir la plaga de las langostas; entre esas medidas se consideraba

como la más importante el uso de sus enemigos naturales. Adolfo Ernst descubrió durante la

primera invasión (años 1881-1884) dos avispitas (Orden Hymenoptera) de la familia Scelionidae

(Scelio famelicus RILEY y Scelio ernstii RILEY) llamadas “Mosquitas de los huevos de las

langostas”, ya que tienen la particularidad de pasar la primera época de sus vidas como parásitos en

los huevos de otros insectos. Una tercera especie (Scelio venezuelensis) fue reportada como parásito

de los huevos de la misma langosta durante la otra gran invasión de los años 1913-1918

(Guagliumi, 1962).

Page 112: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

105

En 1941, Charles Ballou (Precursor de la entomología) que trabajaba en el Departamento de

Entomología del Instituto Experimental de Agricultura, recibió de USA 60 ejemplares de Rodolia

cardinalis para controlar Escama algodonosa en cítricos”. En 1950, se decide importar 750 pupas de

Mosca amazónica (Metagonistylum minense) y 300 de Paratheresia, desde Trinidad para el control

de Diatraea y Eodiatraea centrella. Actualmente prosigue el control por parte de esta mosca

principalmente sobre Diatraea.

Como parte de las nuevas políticas de recuperación ambiental y desarrollo sustentable de la

agricultura, el control biológico se presenta como columna vertebral en la mayoría de los programas

de Manejo Integrado de Plagas y enfermedades aunado a la ampliación integral de tratamientos

biológicos con la incorporación de bioestimulantes y biofertilizantes (Zambrano et al., 2013ab).

En el Sistema de Riego Río Guárico, surgió el interés y adopción del Control Biológico, cuando la

fuerte incidencia del complejo Acaro-Hongo-Bacteria que afectó el cultivo del arroz ocasionando

manchado y vaneado de los granos, obligó al agricultor a buscar alternativas debido a que el abuso

de productos de síntesis química, además de costosos eran ineficaces para resolver el problema.

Todos los agricultores que están haciendo control biológico en Calabozo, el cual les ha funcionado

en el manejo de artrópodos y enfermedades ya no lo ven como una alternativa, sino como una

necesidad y lentamente se observa que nuevos productores se incorporan a la utilización de

productos biológicos.

Se considera que la alteración del equilibrio ecológico y otras disrupciones como la resurgencia y la

resistencia en los insectos originada por el uso indiscriminado de plaguicidas, son factores

importantes para emprender la técnica del control biológico de fitófagos, como una estrategia

fundamental para impulsar un programa masivo de manejo ecológico de plagas en el arroz en el

Sistema de Riego Río Guárico y sus áreas de expansión. Se requieren proyectos pilotos de control

biológico integrados con métodos culturales y etológicos sin aplicaciones de plaguicidas químicos

sintéticos.

6.3.2. Plagas

El cultivo del arroz es atacado por diferentes artrópodos plagas que inciden sobre el normal

crecimiento y desarrollo de la planta, en cuya protección juega un papel importante la resistencia

genética y los enemigos naturales, los cuales son factores que deben ser incluídos dentro del manejo

del cultivo, dado que su control es indispensable para alcanzar niveles satisfactorios de producción

y productividad en cualquier lote de arroz. En Venezuela los insectos que causan daño económico

son principalmente los siguientes:

Gusano cogollero (Spodoptera frugiperda, Smith), Sogata (Tagosodes orizicolus, Muir), Chinches

(Tibraca sp. y Oebalus sp.), Gorgojo acuático (Lissorhoptrus sp.). Existen otras plagas consideradas

como secundarias como el caso de la larva del insecto Diatraea sp. y el ácaro Steneotarsonemus

spinky que aparece esporádicamente y causa daño económico debido a que los productos de síntesis

química son ineficientes para su control.

El insecto Tibraca limbativentris anteriormente se consideraba de poca importancia, pero desde

hace varios años, se han incrementado sus poblaciones, lo que ha implicado, que los productores

han tenido que realizar aplicaciones sucesivas de insecticidas químicos sintéticos para su control,

con el consecuente impacto en la fauna benéfica. Tanto los adultos como las ninfas, al alimentarse

ocasionan estrangulamiento del tallo, y además introducen saliva tóxica, lo que provoca secamiento

del tallo. La plaga se ve favorecida por la ausencia de lámina de agua en las melgas, dado que el

insecto se desplaza hacia la base de la planta, por lo que el conteo de evaluación debe ser directo.

Para el manejo de Tibraca se debe evitar altas densidades de siembra, tratando de no sobrepasar de

250 plantas/m2. Telenomus sp parasita huevos de Tibraca, mientras que los entomopatógenos

Page 113: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

106

Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae son utilizados mediante aspersiones sobre las plantas

de arroz, con poblaciones bajas del insecto y menos de 2 % de plantas dañadas.

Los roedores y las aves también perjudican los arrozales en forma significativa o económica, por lo

que se consideran como vertebrados plagas. Entre las medidas de control biológico de los roedores,

está la acción de las enfermedades causadas por virus y bacterias, y los depredadores (aves,

mamíferos, anfibios, y reptiles). En Venezuela desde 1987 se ha estado utilizando contra los

roedores la lechuza de campanario (Tyto alba) en nidos artificiales colocados en el sistema de Riego

Río Guárico con resultados promisorios, ya que su alimentación principal es exclusivamente sobre

la base de pequeños roedores (Poleo, 1996).

El nivel de daño de las plagas varía, de acuerdo a las condiciones del clima, del sistema de cultivo,

de la época de siembra, del cultivar, de la fase de crecimiento del cultivo y de la clase de plagas

presentes. Por eso es muy importante la identificación de los artrópodos fitófagos, conocer sus

hábitos y el nivel de daño que ocasiona a la plantación, así como el estado en que atacan y la época

en que aparecen o que permiten un manejo efectivo y eficiente de los mismos.

6.3.3. Enfermedades

Las enfermedades son factores que limitan la producción de arroz, sobre todo cuando se usan

variedades susceptibles y se presentan condiciones ambientales favorables para su desarrollo. Es

importante, que el productor sepa identificar y efectuar un monitoreo frecuente en los lotes para

detectar los síntomas iniciales de la presencia de enfermedades, con el propósito de emprender las

acciones de control o prevención

Con el objetivo de disminuir las aplicaciones de plaguicidas químicos sintéticos (fungicidas,

bactericidas e insecticidas), Rico y Colmenares (2018) evaluaron en un lote comercial (29

hectáreas) de la parcela 553A del Sistema de Riego Río Guárico (Foto 82) el uso de diferentes

alternativas: productos orgánicos, insectos parasitoides y hongos entomopatógenos (Cuadros 5 y 6)

con el propósito de manejar las poblaciones de artrópodos fitófagos y enfermedades del arroz, sin

interferencia con los depredadores naturales y los parasitoides liberados (Trichogramma y

Telenomus) (Foto 83), conjuntamente con la aplicación de hongos parasitoides y productos

orgánicos (Cuadro 7). Se combinaron las técnicas en un sistema coordinado de insumos orgánicos y

biológicos que permitió mantener las poblaciones de insectos fitófagos asociados al cultivo del

arroz sin causar daños económicos a las plantas durante las fases fenológicas del cultivo, (Fotos 84

al 87) manteniendo los niveles poblacionales de los depredadores naturales (Gráficos 38 y 39).

Entre los fitófagos que presentaron mayor población fueron los adultos de Rupela junto con las

taras o saltamontes pero sin causar daños a las plantas; igualmente tampoco se observó daño de

Tibraca ni de taladradores del tallo. En las evaluaciones no se observó incidencia de enfermedades

ni del ácaro Steneotarsonemus spinki. En cuanto a los depredadores sobresalen las arañas, Zelus y

Odonatos hasta la fase de embuchamiento, a partir de la cual se observa su declinación junto con la

población de insectos fitófagos.

6.4. Bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) en el cultivo del arroz

El modelo actual de agricultura desarrollado sobre la base del monocultivo intensivo del arroz es

insostenible ecológicamente, dado que disturba el equilibrio del agroecosistema, reduce su

diversidad genética natural, y necesita cantidades crecientes de sustancias de síntesis químicas para

la nutrición y la protección vegetal. En tal sentido, es necesario cambiar el modelo y propender

hacia una agricultura sostenible, que contribuya a mejorar a largo plazo la calidad ambiental y los

recursos básicos, de los cuales depende la agricultura.

Page 114: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

107

BIOLÓGICOS PARA LA PROTECCIÓN VEGETAL EN ARROZ. PARCELA 553-A SRRG

Foto 82. Lote comercial de 29 hectáreas parcela 553-A SRRG.

Foto 83. Liberación de Depredadores (Telenomus remus).

Foto 84. Cultivo en fase de floración.

Foto 85. Detalle cultivo en fase de Floración.

Foto 86. Cultivo en fase de maduración.

Foto 87. Detalle cultivo en fase de maduración

82 83

84 85

86 87)

Page 115: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

108

Como parte de la estrategia de Reingeniería de procesos dentro del marco de la agricultura

sostenible, se trata de mejorar los rendimientos del cultivo, mediante una combinación adecuada de

fertilizantes químicos y productos biológicos. La aplicación de inoculantes bacterianos ha

constituído una alternativa ecológica, que favorece la conservación del medio ambiente y el agro

ecosistema. Kloepper y Schroth (1981) introdujeron el término rhizobacterias refiriéndose a las

comunidades bacterianas del suelo, que competitivamente colonizaban las raíces de las plantas y

estimulaban su crecimiento, reduciendo de esta manera la incidencia de enfermedades en ellas.

Estas rhizobacterias benéficas fueron denominadas como PGPR (Plant growth-promoting

rhizobateria). Son bacterias libres del suelo que pueden directa o indirectamente facilitar el

enraizamiento y crecimiento de las plantas. Los géneros bacterianos como Agrobacterium,

Arthrobacter, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Burkholderia y Pseudomonas pertenecen a las

PGPR.

Cuadro 5. Productos utilizados para el control biológico y fertilización foliar (PGPR) a diferentes edades del

cultivo de arroz.

DIAS PRODUCTO APLICACION EFECTOS

Preparación

de Semilla

(por cada

100 Kg de

semilla)

1 Dosis Bacillus subtilis +

Trichoderma. ( BTS+)

1 Dosis vitahormona raíz +

1Dosis Biofermax NPK PM

50 gr de Zn en un pulverizador

de 20 litros.

Impregnar

semilla

Proteger la semilla de hongos patógenos,

insectos/plagas e inducir resistencia ante

estrés hídrico, aparte de estimular

enraizamiento, así como la acción del

Bacillus subtilis, Trichoderma y el

biofertilizante Biofermax

5-15 dds

1 Dosis Bacillus thurigiensis

plus (BT+)+ 1 Dosis

Biofermax NPK PM

1 Dosis de vitahormona 5% +

1dosis de 15-15-15

(fertilizante foliar con

microelementos

Aplicación

foliar

Garantizar el enraizamiento y elementos

esenciales que necesita la planta, control

insectos y prevenir ácaros. Los

organismos solubilizadores de P, K y

fijadores de N2, metabolizan materia

orgánica, producen enzimas y

fitohormonas

50-60 dds 1 Dosis Bacillus thurigiensis

plus + Bacillus subtilis plus

+ 30-30-30 (Foliar NPK con

Microelementos)

Aplicar de

manera foliar

Proteger la planta de hongos patógenos e

insectos/plagas e inducir resistencia ante

estrés hídrico aparte de estimular

crecimiento

70-80 dds

1 Dosis Bacillus subtilis plus +

Bacillus thurigiensis plus +

Alto K (Super K Max con

microelementos).

Aplicar de

manera foliar

Protege a la planta contra plagas

chupadoras (chinches), bacterias y hongos

(Protección de la panícula), estimulante

de la floración y transporte de los

carbohidratos

Si la cosecha coincide con el período de lluvias, se requieren aplicaciones adicionales de BT+ (B.

thurigiensis+Beauveria bassiana+Metarhizium anisopliae) y BTS+

(Bacilllus subtilis +Trichoderma

harzianum). BIOFERMAX NPK PM es un Fertilizante e Inoculante biológico. Los ingredientes activos lo

conforman la mezcla de 4 microorganismos benéficos: Bacillus megaterium; Bacillus mucilaginosus;

Azospirillum sp y Azotobacter sp., (PGPR).

Page 116: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

109

Cuadro 6. Lista de Productos Biológicos para la Protección Vegetal en Arroz de Riego. en la

Parcela 553-A. Período de lluvias 2018.

ORGANISMO PRODUCTOS

USADOS

ACTIVIDAD

Telenomus remus y Trichogramma sp Insecto

benéfico

Parasitoides

Fungicida biológico (ingrediente activo: 5 x10¹¹ conidios viables)

Trichoderma harzianum

Trichobiol Competencia

Insecticida biológico (ingrediente activo: 3 x10¹¹ conidios viables):

Beauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus, Lecanicillum

lecanii)

Biomix Parasitismo

Insecticida biológico (Ingrediente activo 3 x10¹¹ conidios viables):

Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae)

Biogras

Parasitismo

Cuadro 7. Lista de Productos Orgánicos para la Protección Vegetal en Arroz de Riego. Parcela

553-A. Ciclo Invierno 2018

Productos Usados Actividad

SULFACAMG Fertilizante plaguicida

NEEMEL Fertilizante insecticida

K URABON Fertilizante, fungicida insecticidaperiodo

K FORT Fertilizante fungicida

ENRAIBIOL Fertilizante estimulante

SK Fungicida acción de contacto y translaminar

MATCHBIO Insecticida Inhibe producción de quitina

0

5

10

15

20

25

30

35

38 58 74 82 97 115

Tota

l en

50

Pas

e d

e M

aya

Dias despues de la Siembra

Gráfico 38.Insectos Depredadores en la Variedad MD 248, P-553-A, S.R.R.G. Periodo Lluv ioso 2018

Odonatos Vaquitas

Zellus Arañas

Período lluvioso 2018

Page 117: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

110

Dado el interés creciente en la reducción del uso de productos agroquímicos las bacterias

promotoras del crecimiento vegetal constituyen una alternativa al uso de fertilizantes y

agroquímicos, y además, pueden ampliar el espectro de suelos que se pueden utilizar para la

agricultura, ya que disminuyen el estrés y aumentan la producción de las plantas cultivadas en

suelos pobres. En este sentido, las bacterias rizosféricas y endófitas sobresalen como una solución a

los problemas ambientales causados por el monocultivo tradicional. Las PGPR pueden promover el

crecimiento por vía directa

o indirecta.

Los efectos directos pueden evidenciarse en ausencia de otros microorganismos, mientras que los

mecanismos indirectos se pueden observar en la interacción del microorganismo benéfico común y

el fitopatógeno mediante la cual reducen sus efectos tóxicos en la planta.

Los efectos directos de las PGPR son: Producción de sustancias promotoras del crecimiento (la

síntesis de fitohormonas), solubilización de minerales, la fijación del nitrógeno atmosférico y servir

como control biológico de fitopatógenos. Se ha observado además, su influencia en la absorción de

PROTECCIÓN DE PLANTAS DE LA SEQUÍA, SALINIDAD

Y OTROS ESTRESES ABIÓTICOS

Modulación en los niveles de estrés de las plantas

Peroxidasas (POX)

Super oxido dismutasa (SOD)

L-Prolina

Polifenol oxidase

Producción of ACC de deaminasa

PROVEER DE NUTRIENTES A LAS PLANTAS

Fijación simbiótica y no simbiótica de nitrógeno

Producción de fitohormonas

Acido Indol Acético (AIA)

Citoquinina

Giberelinas

Solubilización de fosfatos y minerales.

PROTECCIÓN DE PLANTAS DE ENFERMADES E

INFECCIONES (ESTRÉS BIÓTICO)

. Producción de Siderósporos

. Producción de HCN

. Producción de antibióticos

. Producción de enzimas degradantes de la pared

celular de hongos

. Gluconasas

LAITIASIS

Gráfico 40. Mecanismos de acción de las PGPR. Extraída de Portraying mechanics of plants growth promoting rhizobacteria. A review. (Goswami y Cols, 2016).

0

20

40

38 58 74 82 97 115

Tota

l 50

Pas

es d

e M

aya

Dias Despues de la Siembra

Gráfico 39. Insectos Fitófagos encontrados en la Variedad MD-248, P 553-A.S.R.R.G. Periodo de Luvias 2018

Rupela Saltamontes Salbia

Blissus Loritos Verdes Sogata

Tibraca Gorgojo Oebalus

Período lluvioso 2018

Page 118: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

111

elementos minerales, debido a incrementos en los flujos iónicos de la superficie radical en

presencia de PGPR (Gráfico 40).

Efectos indirectos: producción de sideróforos (metabolitos que mejoran la absorción del hierro),

producción de quitinasa, gluconasa, producción de antibióticos, cianuro de hidrógeno y amoníaco.

Dentro de los principales géneros que se han visto asociados a la rizósfera del arroz se encuentran

Azospirillum, Herbaspirillum, Pseudomonas, Burkholderia, Azotobacter y Bacillus.

Como describieron recientemente Gray y Smith (2005), las bacterias promotoras del crecimiento

vegetal pueden también penetrar al interior de las raíces y establecerse como poblaciones endófitas.

Ortiz-Galeana et al., (2018) aislaron los géneros endófitos Pantoea, Pseudomonas, Burkholderia y

Bacillus entre otros.

En el arroz, se ha demostrado que Pseudomonas, Burkholderia, Azotobacter, Azospirillum y

Herbaspirillum son fuertemente atraídos por los exudados radicales del cultivo. Rives et al.,

caracterizaron molecularmente bacterias endófitas fijadoras de N de 4 variedades de arroz, (INCA

LP2, Perla, Reforma e INCA LP 5) encontraron que los géneros Pseudomonas y Azospirillum se

encuentran asociados a las 4 variedades en estudio, como endófitos fijadores de nitrógeno,

destacándose el género Azospirillum por presentar las mayores poblaciones asociadas a la variedad

de arroz INCA LP5. Las cepas estudiadas además de fijar el nitrógeno atmosférico, producen

metabolitos estimulantes del crecimiento del tipo AIA (ácido indol acético) y solubilizan fosfato

tricálcico, características que le confieren utilidad práctica en la agricultura sostenible.

6.5. Acción biológica del nitrógeno

El nitrógeno es uno de los principales nutrimentos de las plantas, necesario en la composición de

proteínas, ácidos nucleicos, aminoácidos, siendo además una molécula esencial para el crecimiento

el cual es deficiente en los agroecosistemas.

El nitrógeno molecular (N2), constituye entre el 70 y 80% de la atmósfera y sólo es asimilable por

las plantas, mediante su reducción industrial con alto consumo de energía fósil no renovable, o

también a través de la actividad de diferentes microorganismos de la rizósfera y del filoplano,

mediante un proceso denominado fijación biológica del nitrógeno (FBN). La FBN puede contribuir

aproximadamente con 50% del nitrógeno necesario para las plantas, reduciendo así los

requerimientos de fertilizantes nitrogenados de síntesis química y por tanto disminuye los costos de

fertilización del cultivo. Actualmente en Venezuela motivado a la escasez y costos de los

fertilizantes inorgánicos, la FBN toma importancia dado que forma parte del contexto de la

agricultura sostenible, y puede evitar el uso abusivo de fertilizantes nitrogenados con ahorro en el

consumo de energía fósil y disminución de la degradación del agro agroecosistema..

Según los estudios realizados por Oberson et al., (2013), las cepas bacterianas se pueden clasificar

en dos categorías principales: En primer lugar se encuentran las bacterias simbióticas (géneros

Rhizobium) asociadas a las leguminosas, que infectan la raíz produciendo nódulos. El segundo

grupo bacteriano es conocido como fijadores de nitrógeno de vida libre dónde se encuentran

especies de los géneros Azospirillum, Azotobacter, Pseudomona, Herbaspirillum.

En 1979 en el marco del convenio Fundacion-Polar-Fusagri, (Gráfico 41) se evaluaron las dosis del

inoculante en polvo Nitrobac (Rhizobiun japonicum) en niveles de: 0, 0,6 y 1,2 kg por cada saco de

50 kg de semilla Jupiter y las dosis de: 0, 30, 60 y 90 kg de Urea/ha, como iniciadores para suplir

los requerimientos de nitrògeno hasta que las bacterias inicien la fijacion de nitrògeno atmosférico.

Se determinò que con solo 0,6 kg/50 kg de semilla y 30 kg/ha de urea es suficiente para lograr una

Page 119: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

112

buena nodulación. Esta recomendación fue utilizada

para las siembras comerciales realizadas por el

convenio en el oriente Venezolano en 1985.

El trabajo de la fijación se lleva a cabo por la acción

de la enzima nitrogenasa con el consumo de 16

moléculas de ATP por molécula de N2 reducido,

según la ecuación:

N2 + 16ATP + 8e- + 8 H+ → 2NH3+ H2 +

16ADP + 16Pi

Algunos fijadores libres, como Azotobacter,

requieren hasta 100 unidades de equivalentes de

glucosa por unidad de nitrógeno fijado. Por ello su

significación agrícola es baja comparado con el caso de la fijación simbiótica, como la establecida

entre Rhizobium y las leguminosas, donde la relación disminuye de 6 a 12 unidades de glucosa

consumidas por unidad de nitrógeno reducido. Azotobacter proporciona al suelo unos cientos de

gramos de nitrógeno por hectárea/año mientras que en la asociación de Rhizobium con

leguminosas, se llega a unos cientos de kilos.

Independientemente del modo de fijación del nitrógeno ya sea simbiótico o de vida libre, se ha

demostrado mediante varios estudios, que al añadir bacterias fijadoras de nitrógeno a los cultivos

vegetales, se aumenta la cantidad de nitrógeno disponible, así como los rendimientos de las plantas.

6.6 Manejo de restos de cosecha

En Venezuela la producción de arroz para el 2015 fue de 836.024 toneladas, según estadísticas de

Fedeagro. Considerando una relación grano/paja de 1:1.5 se estaría generando aproximadamente

1.254.036 toneladas residuos de cosecha de este cereal, en un área aproximada de 162.894

hectáreas, distribuidas en los Llanos Occidentales y Llanos Centrales del país (Sistema de Riego

Río Guárico y área de influencia).

La quema física en campo, de este residuo vegetal es la práctica tradicional por ser la manera más

económica y fácil de deshacerse o reducir el volumen de materiales combustibles producto de las

actividades agrícolas. Esta práctica generalizada a nivel nacional, se sustenta en diferentes razones:

Facilidad de ejecución y labranza simplificada: Esta técnica permite una fácil y rápida

eliminación de la gran cantidad de residuos de cosecha que quedan sobre la superficie. Por otro

lado, esta práctica deja el terreno totalmente libre de residuos de cosecha adecuado para la

siembra con mínima labranza y facilita las labores de labranza cero y permite obtener óptimo

establecimiento del cultivo siguiente. En las siembras con riego evita la obstrucción de la salida

del agua al final de los campos.

Disminución de enfermedades de insectos y malezas: el calor producido durante la quema física

de la paja de arroz resulta en una disminución importante del inóculo de enfermedades, insectos

y semillas de malezas presentes en la superficie del suelo.

Bajo costo: dentro de las alternativas de manejos de rastrojos, la quema es la más económica

para los productores. Este último factor toma gran peso en la producción de arroz ya que es un

cultivo de baja rentabilidad y en su producción hay pequeños y medianos productores,

usualmente de bajos recursos.

Por otro lado, existe una cantidad importante de desventajas al quemar los rastrojos, como es el caso

de la erosión si se deja la superficie del suelo totalmente descubierta con lo que se maximiza el

Gráfico 41. Fertilización e inoculación. Variedad

Page 120: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

113

golpe directo de la gota de lluvia contra el suelo. Ello genera la disgregación de las partículas del

suelo, favoreciendo su posterior arrastre por agua o viento, situación que se acentúa en suelos con

mayor pendiente lo que afecta principalmente a la capa más fértil (los primeros 20 centímetros

del perfil).

La continua producción de arroz puede resultar en una reducción progresiva de la materia orgánica

en el suelo, que va asociada a una creciente disminución de los rendimientos de grano. Es

importante la reposición y acumulación de la materia orgánica por su efecto en las propiedades

físicas, químicas y biológicas del suelo y en el suplemento de nutrimentos.

La paja de arroz es la principal fuente de materia orgánica disponible en las fincas arroceras.

Alrededor de 40 % de N, 80-85 % de K, 30-35 % de P, y 40-50 % de S, 60 % del Mg absorbidos

por el arroz permanecen en las partes vegetativas de las plantas a la madurez del cultivo

(Dobermann y Thomas 2000). Considerando la escasez y el alto costo de los fertilizantes, no es

conveniente perder el abundante contenido de nutrimentos de los restos de cosecha. Al realizar

quema de la paja del arroz, se desaprovecha casi 100% del nitrógeno y el carbono contenido en el

residuo de cosecha, 25 % del fósforo y potasio, hasta 60 % del S y otras pérdidas posteriores debido

al arrastre de las cenizas por viento y escorrentía, lo cual implica pérdidas en nutrimentos de

importancia económica significativa.

La quema de la paja es una fuente de emisiones a la atmósfera tales como monóxido de carbono

(CO), metano (CH4), óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros, emisiones que pueden producir

problemas de contaminación local e impactos sobre la salud. Por estos motivos, esta práctica ha

sido restringida en algunos países, pese a que sigue siendo la forma más habitual en muchos otros

países del mundo, para manejar los restos de cosecha.

La incorporación de los residuos de la cosecha al suelo, generan en el mediano plazo, una mayor

disponibilidad de nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio, magnesio, micronutrimentos y además

ayuda a conservar las reservas de N, P, K y Si a largo plazo, especialmente donde se usen

fertilizantes minerales. Esto debido a que la paja contiene cantidades significativas de nutrimentos

en sus tejidos, los cuales mediante la acción de microorganismos del suelo, se convierten en formas

minerales disponibles para el cultivo, con el consiguiente ahorro en la fertilización.

La cantidad y el manejo dado a los residuos de cosecha, son factores determinantes en la dinámica

de las poblaciones de estos microorganismos en el suelo. En el cultivo del arroz, existen

básicamente dos prácticas para su manejo: a) Después de la cosecha, los residuos son dejados en el

campo y este es incorporado inmediatamente después; b) Los lotes son dejados en barbecho hasta el

inicio de la siguiente cosecha (Devevre y Horwath, 2000). Se ha demostrado que utilizar una u otra

práctica influye en las poblaciones de los microorganismos del suelo y en la eficiencia con que

degradan tales residuos, dependiendo de condiciones aeróbicas o anaeróbicas (suelos inundados) a

diferentes temperaturas. La inundación tiende a reducir la mineralización del carbono e incrementar

la producción de metano, en comparación con los sistemas aeróbicos. La incorporación de restos de

cosecha en suelo inundado es una de las fuentes antropogénicas de generar metano hacia la

atmósfera, dependiendo del tiempo que permanezcan los suelos inundados, cantidad de oxígeno y la

temperatura entre otros factores.

El tamo, tanto seco como verde, al ser incorporado en condiciones aeróbicas incrementa la materia

orgánica del suelo (aumenta el contenido de carbono, mitiga la emisión de metano y CO2) y por lo

tanto favorece la población de microorganismos influyendo en la fertilidad, solubiliza nutrimentos

minerales, libera N, P y S, mejora la nutrición de las plantas al promover la formación de quelatos,

también mejora la estructura del suelo al aumentar la porosidad y reducir la compactación,

disminuye la toxicidad de plaguicidas. La quema a pesar de ser un método económico y fácil para

desechar la paja, es una de las malas prácticas que debe ser erradicada ya que afecta la formación

Page 121: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

114

de agregados, retención de agua, materia orgánica y contribuye a la generación de gases de efecto

invernadero nocivos para el ambiente y la salud pública.

6.6.1 Producción de arroz soca (Cultivo de la soca o retoño)

El monocultivo intensivo de arroz ha conducido al deterioro de las propiedades físicas, químicas y

biológicas del suelo en las zonas de cultivo, ocasionando descensos significativos en su

productividad e incidencia de problemas fitosanitarios como el complejo acaro-hongo-bacteria en

las zonas arroceras. Esta situación ha llevado al empleo de grandes cantidades de fertilizantes

inorgánicos, lo que representa entre el 14-25% de la inversión total en el cultivo. Por otra parte,

estadísticas de FEDEAGRO recopiladas a lo largo de la última década, reflejan un descenso

sostenido en la producción del cultivo, por situaciones tan diversas como el cambio de clima,

incidencia de fitopatógenos, costos de producción, inseguridad en las fincas, escasez de insumos,

falta de financiamiento, parque automotor destruido etc.

Algunas estrategias para mitigar esta situación puede ser el uso de alternativas como el cultivo de la

soca, ya que después de la cosecha los tallos son capaces de emitir rebrotes con emisión de nuevas

panículas.

La literatura internacional informa que con la práctica del cultivo del retoño (“ratoon”) o soca del

arroz se alcanza un 50 % del rendimiento obtenido en la primera cosecha. En países como Estados

Unidos, Brasil, Ecuador, Colombia, República Dominicana y Perú (Tarapoto) se obtienen

rendimientos superiores a 50 % de la primera cosecha (Milton Ramos. 1982, Nadal y Carangal

2009) y se recolecta el rebrote en la mitad del tiempo normal del cultivo, con un aprovechamiento

superior de los recursos e insumos empleados (fertilización, agua, herbicidas, insecticidas,

mecanización ) en la primera cosecha, por lo que el costo de esta producción adicional es mínimo,

al no gastar en preparación de suelo, siembra, semilla y protección contra aves (patos silvestres)

durante el establecimiento.

Según Polón et al., (2006), una forma económica de aumentar la productividad en el cultivo de

arroz es mediante el desarrollo de la soca después de la cosecha principal. Sin embargo, esta

actividad presenta limitantes como son las condiciones del terreno después de la cosecha, ya que si

esta se hace en época de lluvias quedan las zanjas de la cosechadora y se afectan los retoños.

Da Silva et al., (2008), consideran el cultivo de soca como una actividad económicamente viable,

ambientalmente sustentable, dado que incrementa los beneficios del productor, y reportan una

relación costo beneficio de 2.29. En trabajo realizado por Cuevas y Núñez (1981), sobre la

eficiencia del retoño en comparación con la doble siembra, encontraron una reducción significativa

del costo de producción en cultivo de soca.

En República Dominicana Moquete (2010) reporta que el ciclo de la variedad utilizada y la altura

de corte, son factores determinantes para una buena cosecha de soca. En tal sentido, recomienda las

variedades de 130 días en adelante y una altura de corte inferior a 10 cm; adicionalmente, indica

que el rendimiento varía de 50 a 70 % con relación a la cosecha previa. Sin embargo, Polón (2003),

obtuvo rendimiento en soca de 78 % con una variedad de ciclo corto („INCA LP-5‟) lo cual

atribuyó a un mayor índice de área foliar en la soca.

6.6.2. Factores a considerar en el cultivo de soca:

1. En Calabozo se recomienda cultivo de soca en los lotes cosechados en período de verano antes

de entradas de lluvias, para evitar las huellas profundas de la combinada y hacer la segunda

cosecha con suficiente radiación solar. La intensidad y duración de la radiación solar es muy

Page 122: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

115

importante para la siembra principal y el retoño, ya que en los lotes donde el día luz es superior

a las 10 horas, las cosechas tienen mejor productividad

2. Maduración. El estado de madurez del grano al realizarse la primera cosecha, influye para que

la plantación esté en condiciones óptimas para cultivar soca. Si el lote se cosecha con un arroz

muy seco, los rendimientos en la cosecha de la soca disminuyen, por eso la recolección de la

cosecha principal debe hacerse con mucho cuidado, si en la finca se va a realizar cultivo de

soca. Se recomienda cortar entre 20 y 24 % de humedad, ya que de esa manera la plantación

sufre menos estrés y queda en mejores condiciones para el rebrote de yemas.

3. Evitar hacer cultivo de soca en lotes que hayan dado bajo rendimiento de grano, o que estén

infestados con arroz rojo.

4. Después de la cosecha principal se debe pasar el desbrozador y hacer corte de los tallos a una

altura entre 5 a 10 cm, a fin de evitar desuniformidad en el crecimiento y desarrollo de las

plantas.

5. Después de 3 a 5 días efectuar un pase suave de agua y drenar, no dejar el lote inundado, ya que

este riego es para activar las yemas del tallo.

6. Cuando broten las plantitas dar un pase de agua y al tener suficiente altura se puede continuar

con riego intermitente.

7. En general el manejo del cultivo soca se hace como una siembra convencional, es decir, se

puede realizar control de malezas si es necesario, fertilización foliar y protección vegetal

mediante control biológico.

6.7. Fertilización Foliar

El efecto de una nutrición balanceada en el cultivo de arroz, es muy importante pues además de

asegurar una buena productividad del cultivo, le confiere a la planta otros aspectos, como mejor

comportamiento ante el ataque de plagas y enfermedades, debido a que las plantas crecen vigorosas.

Una fertilización apropiada promueve el crecimiento de las raíces y las plantas pueden soportar

mejor los efectos adversos de la sequía, mayor absorción de nutrimentos. Cuanto mayor sea el

desarrollo del sistema radical de la planta, se favorece la oxigenación y la circulación del agua en el

suelo.

La fertilización foliar es una herramienta importante para el manejo sostenible y productivo de la

agricultura y se ha adoptado como una práctica estándar para muchos cultivos.

En el siglo pasado, se condujeron múltiples experimentos, los cuales han demostrado que las

superficies de las hojas son permeables a los fertilizantes foliares y esto representa una herramienta

de gran potencial, para el manejo sostenible del cultivo en cuanto al suministro de nutrimentos a la

planta.

La fertilización foliar no substituye a la fertilización tradicional de los cultivos, pero sí es una

práctica que sirve de respaldo, garantía o apoyo para suplementar o completar los requerimientos

nutricionales del cultivo que no se pueden abastecer mediante la fertilización común del suelo. La

fertilización edáfica depende de muchos factores tanto del suelo (Características físicas, químicas y

biológicas) como de plagas, enfermedades y factores externos relacionados con el suministro y

costos de los fertilizantes. Un desarrollo radical pobre, producto de problemas por toxicidad de

aluminio, por compactación de suelo o por un nivel freático muy alto, son factores que afectan la

absorción de nutrimentos por la planta y convierten a la fertilización foliar, en un medio importante

para complementar la nutrición mineral de los cultivos. En tal sentido, la fertilización foliar para

algunos nutrimentos y cultivos, bajo ciertas condiciones de crecimiento y desarrollo de planta,

Page 123: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

116

puede ser ventajosa y a veces más eficiente en la corrección de deficiencias en comparación con la

fertilización edáfica.

Además la fertilización foliar en teoría es más amigable con el ambiente que la aplicación de

nutrimentos por vía radical, tiene una acción más inmediata, orientada al objetivo que la

fertilización del suelo, ya que los nutrimentos pueden ser aplicados directamente a los tejidos

vegetales durante las etapas críticas del crecimiento de las plantas. Sin embargo, si bien la

necesidad de corregir un estado de carencia nutricional en un cultivo puede estar bien definida, la

determinación de la eficacia de la fertilización foliar puede ser mucho más incierto.

La fertilización foliar de cultivos es una práctica que se está incrementando en Calabozo por parte

de los productores, motivado por la escasez y el efecto inflacionario en los precios de los

fertilizantes edáficos, y ha resultado de gran utilidad alcanzando gran auge para el suministro de

nutrimentos, dado que permite corregir deficiencias nutricionales en forma rápida, oportuna,

económica y eficiente. Además, los foliares combinados con bajas dosis de fertilizantes químicos

favorecen el buen desarrollo del cultivo, mejoran el rendimiento y la calidad del producto

cosechado.

En mayo de 2019 Rico y Colmenares, evaluaron en la parcela 553-A del SRRG, la respuesta al

tratamiento de 7 aplicaciones de fertilizantes foliares en combinación con 3 niveles de fertilizantes

edáficos:

1. Testigo absoluto (Sin fertilizantes edáficos ni foliares)

2. Sin fertilizante edáfico + Fertilizantes foliares

4. 50 kg de 15-15-15 + 50 kg Urea + Fertilizantes Foliares

4. 100 kg 15-15-15 +100 kg Urea + Fertilizantes Foliares.

La densidad de siembra fue de 60 Kg /ha de semilla (Variedad Vive 80) inoculada con

bioestimulantes y protegida contra enfermedades usando una dosis de BTS+ (Trichoderma +

Bacillus subtilis) por cada 100 kg de semilla, en condiciones de secano favorecido, con camellones

para la retención de aguas de lluvias.

La densidad de siembra (Usando sembradora de labranza mínima) fue de 60 Kg /ha de semilla

(Variedad Vive 80) inoculada con bioestimulantes y protegida contra enfermedades usando una

dosis de BTS+ (Trichoderma + Bacillus subtilis) por cada 100 kg de semilla, en condiciones de

secano favorecido, con melgas para la retención de aguas de lluvias.

Se encontró que la fertilización foliar influye directamente en los rendimientos de granos del arroz

(Cuadro 8). Todos los tratamientos que recibieron fertilizantes foliares con o sin fertilizantes

edáficos fueron superiores al testigo absoluto sin fertilizantes. El tratamiento con fertilizantes

foliares y 50 Kg/ha de fórmula 15-15-15 y urea aplicados a los 18 y 40 días después de la siembra

respectivamente, produjo el mayor rendimiento de grano, lo cual indica que los fertilizantes foliares

son un complemento de la fertilización edáfica. Sin embargo, el tratamiento con la mayor dosis de

fertilización edáfica (100 +100 Kg/ha de 15-15-15 y urea) dio menor rendimiento que dónde se

aplicó 50 +50 kg/ha de fórmula y urea respectivamente, lo cual podría ser debido a que no se

fraccionó la urea y la melga estaba a un mayor nivel topográfico, por lo que no se pudo mantener la

lámina de agua permanentemente, hubo pobre macollamiento y posibles pérdidas de nitrógeno por

desnitrificación al estar el suelo sometido a períodos de sequía alternados con inundación por

lluvias.

Page 124: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

117

Cuadro 8. Rendimiento de granos con tratamientos de fertilizantes inorgánicos edáficos y foliares.

Parcela 553A. S.R.R.G. Calabozo Período de lluvias 2.019. Bioestimulantes

VITAFLOR + B.

subtilis + Trichoderma

+ Azotobacter +

Fertilizantes (15-15-

15 +Urea

Fertilizante

Edáfico Kg/ha

Fertilizantes foliares (gr/ha) Rend.

Kg/Ha

N P K F.F 1 F.F 2 F.F 3 F.F 4 F.F 5 F.F 6

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.100

2 0 0 0 1250 1250 1250 500 500 200

5.200

3 (50+50) 30,5 7,5 7,5 1250 1250 1250 500 500 200

7.150

4(100+100) 61 15 15 1250 1250 1250 500 500 200 6.250

Fertilizante foliar 1: Super KMAX 50;

Fertilizante foliar 2: Super NPK (15-15-15) + Micro elementos;

Fertilizante foliar 3: Super NP (7-40-0) + Micro elementos;

Fertilizante foliar 4: Super NK(12-0-12)

Fertilizante foliar 5: Super NK (6-0-24)

Fertilizante foliar 6: Microfol: Fe (6,56%), Mn (1,45%), B (0,83%), Cu (0,4%), Zn (0,65%), Mo

(0,01%); Fertilizante foliar 7: Boro 2,5%

Page 125: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

118

6.8. Control de Malezas

Las malezas constituyen uno de los factores más limitantes en

la producción de arroz, por su amplia adaptabilidad a diferentes

condiciones ambientales, que le ha permitido asociarse

favorablemente al cultivo, compitiendo por nutrimentos, luz,

agua y espacio, y por tanto, disminuyendo el rendimiento y la

calidad del grano cosechado. Los agricultores arroceros,

reconocen en las malezas, el principal competidor biótico en

este cultivo, razón por la cual invierten sobre el 30 % de los

costos de producción, en productos, maquinarias, equipo y

labores para su control o manejo.

6.8.1. Escala de tolerancia

La gama de condiciones ambientales en las cuales las plantas

pueden prosperar se denomina escala de tolerancia, y está determinada genéticamente. Las malezas

tienen una amplia escala de tolerancia, cualidad que les ha permitido a estas poblaciones de plantas,

desarrollar características que las hace ser muy agresivas y competitivas tales como: 1. Abundante

producción y alta viabilidad de semillas, (especies con semillas sexuales y asexuales) 2. Presencia

de latencia y germinación desuniforme, lo que les ha permitido la acumulación de enorme cantidad

de semillas en el suelo, (banco de semilla). 3. Rápido crecimiento y rusticidad. 4. Algunas especies

liberan toxinas, que inhiben o limitan el crecimiento de otras plantas, (especialmente a las

cultivadas), factor conocido como alelopatía. 5. Características morfológicas y fisiológicas similares

de las malezas y el cultivo, que les permite convivir en asociación, favorecidas por las condiciones

ambientales, el manejo y sistemas de producción practicados en el arroz.

Entre los ejemplos de asociación cultivo y maleza están: La paja Johnson (Sorghum halepense (L)

Pers) y la paja peluda o paja rolito (Rottboellia exaltata L.F. o R. cochinchinensis (Lour) Clayton),

en las áreas de producción de maíz y/o sorgo. La paja americana, (Echinochloa colona (L) Links) y

el arroz rojo (Oryza sativa L), se han adaptado fácilmente al cultivo de arroz, debido a su similitud

en requerimientos ambientales y por pertenecer a la familia Poaceae, lo cual dificulta su manejo.

Para su control es recomendable la rotación de cultivos a fin de romper el vínculo cultivo/maleza.

Las semillas de los cultivos han sido el gran vehículo de dispersión de las malezas en el mundo. En

Venezuela las malezas más nocivas en el cultivo de arroz, fueron introducidas con la semilla. La

paja americana, introducida con la semilla de arroz procedente de los Estados Unidos de Norte

América, la paja rugosa, introducida por los caminos verdes desde la República de Colombia y

llegó a Calabozo con semilla no certificada, luego dispersada a otras áreas de siembra en el país.

6.8.2. Problemática de Maleza en el Cultivo de Arroz.

Los productores de arroz reconocen la paja rugosa, la paja americana, diferentes especies del género

Leptochloa (comúnmente nombradas como: paja mona, paja morada o cola de zorro), pelo de indio

y arroz rojo, como las malezas más nocivas y de difícil manejo en el cultivo (Ortiz y López 2012).

Las principales malezas que interfieren con el cultivo de arroz, se resumen en el cuadro 9.

Por muchos años los agricultores dedicados al monocultivo del arroz, han dispuesto de herbicidas

eficaces para el control de malezas gramíneas, de hoja ancha y de ciperáceas. Sin embargo, el uso

inadecuado de los herbicidas, sin prestar atención al estadio fenológico de la maleza y/o del cultivo,

al empleo de sobredosis y subdosis de un mismo principio activo o de igual mecanismo de acción,

en aplicaciones sucesivas en el mismo ciclo del cultivo, han determinado la pérdida de eficacia del

herbicida. Un buen ejemplo de esto fue la utilización de mezclas de propanil con insecticidas

Foto 88. Campo de arroz con

malezas. S. R. Río

Guárico.

Page 126: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

119

Cuadro 9. Malezas comunes en el cultivo de arroz en Venezuela.

FAMILIA NOMBRE CIENTIFICO NOMBRE COMUN

Gramineae

Ischaemum rugosum, Salisb Paja rugosa

Echinochloa colona, (L.) Links Paja americana

Leptochloa spp Paja morada, P. mona, Cola

de zorro, Lengua de pajarito y

otros

Rottboellia cochinchinensis (Lours)

Clayton

Paja peluda, o P. rolito, o P.

caminadora

Luziola spp Paja blanca, o arrocillo

Oryza sativa L. Arroz rojo, o A. negro

Eleusine indica (L.) Gaerth Guarataro, o Pata de gallina

Cyperaceae Fimbristylis miliaceae (L.) Vahl Pelo de indio

Cyperus esculentus L.

Cyperus ferax (L.) Rich

Cyperus iria L.

Scleria pterota Presl.

Corocillo

Cortadera

Corocillo

Lágrimas de San Pedro

Commelinaceae *Murdannia nudiflora (L.) Brenan Piñita

Compositae Eclipta prostata L. Botoncillo

Euphorbiaceae Caperonia palustris (L.) A. St. Hil Caperonia

Leguminoseae Aeschinomene sp

Sesbania herbacea (Mill.) Mc Vaugh

Tamarindillo

Sesbania, o Clavellina

Vigna vexillata (L) A. Rich Bejuquillo

Limnochariceae Limnocharis flava (L.) Buchernau Buchón

Lythraceae Ammannia latifolia L. Arbolito de navidad

Onagraceae Ludwigia spp Clavo de pozo

Pontederiaceae

Eichornia crassipes (Mart) Solms

Heteranthera limosa (Sw) Willd

Bora

Patico de agua

Monochorea vaginalis (Buurm.f.)Presl

Buchón, bora

Sphenocleaceae Sphenoclea zeylanica Gaerth Mastranto de agua

fosforados o carbamatos, con el que lograban un efecto de contacto, pero también ocurría pérdida

de selectividad de la mezcla, el agricultor esperaba la recuperación del cultivo, pero la maleza

también se recuperaba.

El mal manejo de los herbicidas en el cultivo de arroz en Venezuela, probablemente contribuyó a la

selección de poblaciones mutantes y/o biotipos con resistencia a herbicidas, cuyo fenómeno es

producto de la interacción entre las malezas, el agroecosistema y los herbicidas. Las malezas

presentan una amplia variabilidad genética, frecuencia de genes de resistencia y adaptabilidad al

medio. Según Valverde B. (2000), los genes que confieren resistencia están presentes en las

poblaciones silvestres, lo cual unido a la viabilidad y al enorme banco de semilla, conforman

biotipos susceptibles y resistentes. El agroecosistema: El monocultivo del arroz como sistema de

producción, implica alta dependencia de herbicidas para el control de malezas. Herbicidas:

Constituyen el principal factor de resistencia, particularmente cuando se emplean frecuentemente

herbicidas altamente efectivos y/o persistentes en condiciones de fuertes dosis (Jasienuk et al.,

1996).

Page 127: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

120

Los herbicidas con mayor persistencia en el suelo, imponen mayor presión de selección que los de

baja persistencia. La disminución de la dosis de herbicidas, puede agravar en lugar de disminuir el

problema de resistencia, porque puede propiciar la selección de resistencia poligénica, es decir

depende de más de un gen y se manifiesta como un incremento progresivo, en el grado de

resistencia de la planta de una generación a la siguiente, (Cousens y Montiner,1995)

6.8.2.1. Definiciones de términos relativos a la resistencia de malezas a herbicidas

Valverde et al., 2.000, define los términos Resistencia, Tolerancia a herbicidas y tipos de

resistencias a herbicidas.

Resistencia: Es la capacidad hereditaria natural de algunos biotipos dentro de una población para

sobrevivir y reproducirse después del tratamiento con un herbicida, que bajo condiciones normales

de empleo, controla efectivamente esa población”.

Tolerancia: Es la capacidad hereditaria natural que tienen todas las poblaciones de una especie de

maleza, para sobrevivir y reproducirse después del tratamiento con un herbicida.

Resistencia cruzada: Es la resistencia de un biotipo de una especie de maleza a uno o más

herbicidas, debido a la presencia de un mecanismo individual de resistencia.

Resistencia múltiple: describe aquellas situaciones en que los biotipos resistentes tienen dos o más

mecanismos distintos de resistencia.

Resistencia cruzada negativa: Se refiere aquellos casos en el cual un biotipo resistente a un

herbicida exhibe un aumento en la susceptibilidad a otros herbicidas, con distinto mecanismo de

acción o de degradación.

Varios autores toman en consideración los conceptos de adaptabilidad (“fitness”) e inversión de

flora, por la importancia que tienen para el manejo de biotipos que evolucionan resistencia.

Adaptabilidad, (“Fitness”): Cualquier aspecto de la biología de la especie contribuye a la “fitness”,

como pueden ser: capacidad y velocidad germinación o de rebrote, vigor en el desarrollo,

fecundidad, etc. Cada uno de los biotipos puede adquirir, o perder ventaja para la supervivencia

frente a otros biotipos de la misma especie. La expresión del carácter de resistencia a los herbicidas,

puede suponer una “fitness” superior, inferior o igual a 1. Cuando son superiores a 1, los individuos

resistentes poseen una ventaja superior para la supervivencia, con respecto a los individuos

sensibles. En el caso contrario, con un valor de “fitness” inferior a 1, una vez que se detecta la

resistencia, los biotipos resistentes desaparecen si se deja de aplicar el herbicida que la origina,

restituyéndose con el tiempo la población de biotipos susceptibles, es decir, individuos sensibles. La

importancia de tener claro lo relativo a la adaptabilidad; es porque nos ayudan entender que no

siempre un biotipo o mutante que evoluciona resistencia, tiene mayor ventajas que otros de la

misma especie, para sobrevivir en las condiciones de manejo del cultivo y a la vez, nos permitiría

hacer uso adecuado del método de manejo para controlarlo.

Otro concepto que se debe tener presente es “la Inversión de la Flora”. Este fenómeno consiste en

un cambio en la composición de la flora, de un campo sometido al tratamiento de control de las

malezas presentes, con el mismo herbicida o familia o grupos de herbicidas. Esto sucede, por

ejemplo, con el incremento de la población de malezas gramíneas en un campo de caña de azúcar o

en potreros de pastos de gramíneas, donde se abusa del empleo de herbicidas hormonales que

controlan únicamente malezas Dicotiledóneas u hojas anchas, los cuales se ven invadidos de

gramíneas como paja peluda (Rottboellia cochinchinensis), paja cabezona (Paspalum virgatum).

Otro ejemplo es el aumento del pasto Johnson, (Sorghum halepense), en campos de maíz en los que

solo se emplean herbicidas que controlan malezas anuales y no ejercen control sobre gramíneas

Page 128: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

121

perennes. Es importante tener claro este concepto o aspecto; para evitar confundir inversión de flora

con resistencia a herbicidas

6.8.2.2. Casos de resistencia a herbicidas en Venezuela.

A pesar de los beneficios, los herbicidas cuando son mal utilizados pueden convertirse en un serio

problema para el agricultor y la sociedad. El uso prolongado de un mismo herbicida puede causar

problemas de resistencia de malezas, fenómeno que consiste en la aparición de biotipos tolerantes

de una especie anteriormente controlada por el herbicida (Taberner Palau et al., 2.007). La Sociedad

Americana de Malezas, (WSSA), en una base de datos recopila las poblaciones de especies de

malezas resistentes a herbicidas en el mundo, donde aparecen más de 300 biotipos

(http://www.weedscience.org/in.asp).

En Venezuela, Ortiz y López (2012), recopilan 20 casos de tres especies de malezas que comparten

nicho ecológico con el arroz, y que han evolucionado resistencia a cinco modos de acción.

Mencionan a la paja rugosa, con cuatro casos de evolución de resistencia a herbicidas inhibidores de

la enzima aceto-lactato-sintetasa (ALS); cuatro casos de evolución de resistencia a herbicidas

inhibidores de la enzima acetil coenzima A carboxilasa (ACCasa); un caso de resistencia a

inhibidores del transporte de electrones en el Fotosistema II y un caso de inhibidores de la síntesis

de carotenoides. En la maleza pelo de indio se mencionan dos casos de resistencia a ALS. En

relación a la paja americana se reportan en total 8 casos: uno de resistencia ALS; cuatro a la

ACCasa; dos de resistencia de inhibición de la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfatosintetasa

(EPSP-sintetasa), por lo que inhibe la síntesis de chorismato y en consecuencia la síntesis

triptófano, tirosina y fenilalanina (resistencia a Glifosato). Se han señalado, tres alternativas que

explican la resistencia a Glifosato: 1) Translocación diferencial entre biotipos resistentes y

susceptibles; mayor movilización del glifosato a los tejidos meristemáticos en los biotipos

susceptibles; 2) menor inhibición de la EPSP-sintetasa en los biotipos resistentes con mucho menor

acumulación de Shikimato, en comparación a los biotipos susceptibles; 3) mayor expresión génica

de la enzima EPSP-sintetasa, en los biotipos resistentes en relación a los susceptibles.

Ortiz et al., (2017), señalan que Fimbristilis littoralis Gaudich, ha evolucionado resistencia a

Pirasulsulfuron-etilo (inhibidor de la ALS). Este biotipo R, también ha evolucionado resistencia a la

mezcla de herbicidas Imidazolinona (Imazapir + Imazetapir), así como, al Bispiribac-sodio. Tanto

el biotipo R, como el susceptible (S) tampoco fueron controlados con el Penoxsulam, los cuales son

herbicidas inhibidores de la enzima ALS

6.8.2.3. Consecuencias de la resistencia de las malezas

La evolución de las formas de resistencia de malezas tiene efecto directo, en el agricultor y sobre

todo los cultivadores de arroz con alto grado de dependencia de los herbicidas para el control de

malezas.

Las consecuencias se pueden resumir en los siguientes aspectos:

Requiere de cambios en las prácticas para el manejo de malezas y cultivos.

Aumenta los costos de producción en el control de malezas por elevar la demanda de herbicidas

y prácticas de control.

Reduce la viabilidad de los herbicidas.

Hace imperativo la rotación de cultivos lo cual permite la utilización de un mayor número de

herbicidas con diferentes mecanismos de acción. Se puede disminuir la presión de selección

mediante la aplicación de mezclas de herbicidas con diferentes mecanismos de acción y de

degradación eficaces contra el mismo espectro de malezas. Las rotaciones de herbicidas sobre

la base de estos mismos criterios también atenúan la presión de selección.

Page 129: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

122

Con los herbicidas post emergentes es muy importante, para su aplicación prestar atención a la

etapa de crecimiento (edad fenológica) de la maleza y el cultivo.

Pérdida del potencial productivo, aun cuando los rendimientos no se reduzcan, (en algunos

podría aumentar), porque la rotación de cultivos en general y con leguminosas en particular,

favorece el control de plagas enfermedades y malezas, la acumulación de nitrógeno y otros

nutrimentos en el suelo que favorecen la producción de los cultivos.

Para prevenir y manejar la resistencia, una vez que esta ha aparecido, es necesario contar con apoyo

técnico básico en biología y ecología de maleza.

6.8.3. Manejo Integrado de Malezas (MIM):

En la lucha contra las malezas, se usan 6 métodos o técnicas para su control agrupadas en:

Preventivas, prácticas culturales, físicas, mecánicas, químicas y biológicas. La preocupante

situación de la presencia de malezas resistentes a herbicidas y en el compromiso de reducir las

probabilidades de aparición de nuevos casos, es necesario combinar el uso integrado de métodos,

técnicas o prácticas de control de malezas, que sean eficaces, económicas y sostenibles. El MIM, es

una estrategia de manejo que necesita ser desarrollada apropiadamente, para cada agricultor o grupo

de agricultores, previo análisis de las condiciones agroecológicas de los cultivos en rotación, con el

fin de mantener la población de plantas nocivas por debajo del nivel en que ocasionan pérdidas

económicas.

6.8.3.1. Medidas preventivas:

Son todas aquellas medidas y procedimientos tendientes a evitar el ingreso, establecimiento y

dispersión o diseminación de una especie de maleza inexistente en un país, región, finca o predio

agrícola. Para tal fin, en los países existen leyes de cuarentena e inspecciones en puertos,

aeropuertos y de movilización interna. En las entradas y salidas de la fincas, se deben establecer

procedimientos de limpieza de vehículos, maquinarias, equipos, semovientes y otros. El uso de

semilla certificada libre de propágulos de malezas, es uno de los pasos más importantes para iniciar

la siembra. Una práctica muy importante es evitar que las malezas fructifiquen y produzcan semillas

durante y después del ciclo de cultivo, tanto en los campos de producción como en áreas aledañas.

6.8.3.2. Prácticas culturales:

Aquellas prácticas de manejo agronómico que provean mejores condiciones al cultivo, tendientes a

favorecer su desarrollo, capacidad competitiva y a minimizar la interferencia de las malezas. El

buen manejo del cultivo es el principal factor a considerar en el control de malezas. Entre estas

prácticas culturales podemos señalar: Aplicación de enmiendas, (si fuese necesario), nivelación de

suelos, rotación de cultivos, siembra y fertilización en hileras, distancia entre hileras y densidad de

siembra adecuada, selección de los cultivares con mejor adaptabilidad a las condiciones

agroecológicas de la localidad y/o campo de siembra, cultivares altamente competitivos con las

malezas, cultivos de cobertura y de abono verde, siembra retrasada o falsa siembra.

6.8.3.2.1. Aplicación de enmiendas.

Dependiendo del pH del suelo, el uso de cal o yeso aplicado como enmienda en suelos con pH

ácido favorece a los cultivos de leguminosas. Cualquier práctica que estimule el desarrollo del

cultivo puede dar ventajas a éste sobre las malezas asociadas.

6.8.3.2.2. Nivelación de suelos:

En las tierras bajas y las de pendiente cero, son muy necesarias las labores de nivelación y

adecuación, para propiciar el drenaje superficial y la rotación de cultivos; además, la adecuación de

tierras cambia la flora de especies de malezas existentes.

Page 130: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

123

6.8.3.2.3. Rotación de cultivos:

Muchas especies de malezas tienden a asociarse con determinados cultivos. Al mantener el

monocultivo de arroz durante muchos años, es de esperar, lo sucedido en los campos de siembra de

este cereal, en las zonas arroceras de Venezuela, donde el denominador común es la presencia de

las siguientes malezas: Paja americana, paja rugosa, paja morada, paja blanca, pelo de indio,

corocillo, tamarindillo, clavo de pozo, entre otras, que son difíciles de manejar.

El cambio de cultivo con diferentes acondicionamientos de tierra, sistema de siembra, manejo,

ingredientes activos de herbicidas con mecanismos de acción alternativos y cultivares de alta

competitividad, interrumpe y desestabiliza el ciclo de esas especies y evita que se conviertan en un

problema serio. Un cultivo con alta capacidad competitiva, cambia la presión de selección y

restringe la producción de semillas de las malezas. La rotación de cultivos permite usar herbicidas

con diferentes mecanismos de acción, sin embargo, se debe poner atención a los herbicidas con

efectos residuales y al cultivo siguiente en la rotación. Otros beneficios de la rotación es el control

de insectos plagas y patógenos especialmente los del suelo. La inclusión de leguminosas en la

rotación utilizando semillas inoculadas con el Rizhobium específico, permite que al final del ciclo

de crecimiento, parte del nitrógeno fijado quede disponible para el siguiente cultivo en la rotación.

La rotación de cultivos, permite usar herbicidas

de diferentes mecanismos de acción, que junto

con la mezcla de ellos constituyen estrategias

sumamente necesarias en el manejo de

resistencia, porque minimizan la presión de

selección ejercida sobre las poblaciones de

malezas. La presión de selección varía de

acuerdo a los grupos químicos de herbicida.

Hugh y Bickie, (2007), hicieron un diagrama

ilustrativo (Gráfico 42) con los grupos químicos

de herbicidas de acuerdo al grado de riesgo para

desarrollar resistencia. Esta clasificación se

realizó sobre la base del número de años

necesarios para inducir resistencia, tomando en

consideración la práctica del monocultivo, la

aplicación continua de herbicidas de similares

mecanismos de acción, o bien, sobre el mismo

campo de cultivo, lo cual incrementa la presencia de biotipos resistentes en especies que

originalmente eran susceptibles. La WSSA presenta una nomenclatura, mediante la cual agrupa los

diferentes mecanismos de acción con números, mientras que la HRAC usa letras mayúsculas. Los

grupos de herbicidas en la parte superior con la franja roja (Alto Riesgo) son aquellos que en menor

número de años seleccionan biotipos resistentes. A medida que se desciende en el triángulo,

aparecen ubicados los grupos de herbicidas que ejercen menor presión de selección, y en

consecuencia, se requiere mayor número de años para generar poblaciones resistentes.

En los cuadros 10a al 10c, se presentan las alternativas de rotación de cultivos y herbicidas,

agrupados por mecanismos de acción, grupo químico, ingrediente activo y nombre comercial, para

7 opciones sugeridas de cultivos, de acuerdo a las condiciones agroecológicas, económicas y con las

preferencias del agricultor o grupos de agricultores

Los herbicidas se presentan con el nombre comercial®, el ingrediente activo, para ser usado tanto

en cultivos convencionales, como en los resistentes a herbicidas, tales como los cultivares

Clearfield (CL) resistentes al grupo químico de las Imidazolinonas (2 y B), cultivares Roundup

Gráfico 42. Grupos químicos de herbicidas de

acuerdo al grado de riesgo para desarrollar resistencia.

Fuente: HUGH J. y BECKIE. Weed Tecnology 2007. 21:290-299

Page 131: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

124

Ready (RR) resistentes al Glifosato, grupo químico de las Glicinas (9 y G) y cultivares Liberty Link

(LL) resistentes al Glufosinato, grupo químico del ácido fosfínico (10 y H).

Los cuadros 10a al 10c responden a un esquema de entradas múltiples, con los siguientes

encabezamientos: mecanismos de acción, grupos químicos, ingredientes activos, nombres

comerciales y siete cultivos. El objetivo es orientar las recomendaciones para prevenir o retrasar la

aparición de biotipos resistentes, fundamentados en la rotación de cultivo y métodos alternativos al

control químico de malezas. Cuando se escoja este método, es necesario mantener el criterio de:

realizar mezclas de ingredientes activos de herbicidas con diferentes mecanismos de acción y/o la

rotación de estos en el mismo ciclo de cultivo, lo cual permite prevenir o retrasar la aparición de

biotipos resistentes a herbicidas.

La entrada a los cuadros, se puede realizar por cualquiera de las columnas o encabezamientos del

mismo, sin embargo, la forma más expedita es entrar por los cultivos, bajar por la columna del

rubro escogido y al encontrar el cuadro sombreado, se obtiene el herbicida que se puede usar en ese

cultivo. A título de ejemplo, en el cuadro 10b, al descender por la columna del cultivo arroz, en el

recuadro sombreado, en el cruce con el herbicida cuyo nombre comercial es KIFIX (CL²), que

tiene a su izquierda el ingrediente activo correspondiente a la mezcla de Imazapic + Imazapir

(Grupo químico Imidazolinonas), el cual es usado en cultivares Clearfield (CL), cuyo mecanismo

de acción es inhibir la aceto lactato sintetasa (ALS), enzima responsable de la síntesis de

aminoácidos de cadena ramificada (Leucina, Valina, Isoleucina). En ese mismo cuadro, en la

columna de mecanismos de acción aparece HRAC-B y WSSA-2, lo cual significa que el herbicida

está ubicado en el grupo”B” por el HRAC, que se corresponde con el grupo 2 de la WSSA.

En el Gráfico 35, en el vértice superior del triángulo, se ubican estos grupos de herbicidas en la

franja roja, que significa que son de alto riesgo para desarrollar resistencia. A este cuadro

igualmente, se puede entrar por cualquiera de las columnas de los otros rubros, para obtener los

herbicidas selectivos al cultivo.

En el cuadro 10c, se observan los casos en donde están sombreados todos los recuadros de los

cultivos, los cuales se cruzan con los herbicidas post emergentes no selectivos, que al aplicarse

sobre las plantas emergidas las eliminarían. Existen diferencias entre ellos en su modo de acción: el

Diquat (Reglone®), Paraquat, (Gramoxone®) y el Glufosinato (Basta® o Liberty®) son herbicidas

de contacto, mientras que el Glifosato (Round-up® o Glyfosan®) es un herbicida de translocación

(sistémico). La otra cualidad de estos herbicidas es su poca o ningún efecto residual en el suelo,

factor que permite utilizarse en presiembra o preemergencia a los cultivos, solos o en mezclas con

otros herbicidas de principios activos diferentes, en labranza conservacionista y en las denominadas

falsas siembras. En el gráfico 39, estos productos químicos están ubicados en la base del triángulo

(franja de color verde), señalados como los grupos de herbicidas con más bajo riesgo de inducir

resistencia. En la misma franja aparecen acompañados los herbicidas del Grupo “O”,

(Fenoxiaceticos, Benzoicos y otros), los cuales pueden ser usados en el sistema de siembra

conservacionista de cereales, pero no son indicados en los cultivos de leguminosas, algodón y

girasol.

La información puede ser usada tanto por agricultores que trabajan bajo el sistema de labranza

convencional, como en labranza conservacionista (sin labranza o mínima labranza), y con la

siembra retrasada o falsa siembra.

Page 132: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

125

Cuadro 10 a.- Alternativas de rotación de cultivos y herbicidas.

Mecanismo

de Acción GRUPO QUÍMICO

INGREDIENTE

ACTIVO

Nombre

comercial

CULTIVOS

AR

RO

Z

MA

IZ

SO

RG

O

AL

GO

DO

N

GIR

AS

OL

SO

YA

FR

IJO

L

Inhibidores de

la Acetil

coenzima-A

carboxilasa.

(HRAC-A)

(WSSA-1)

Ariloxifenoxipropionatos

(FOPs)

Cyhaloxy-fop-butil Clincher® 1

Fluazifop-p-butil H1 -Super®

Fenoxapro-p-etil Furore®

Haloxyfop–p-Butil Verdict R®

Quizalofop-p-etil Asure II®

Ciclohexanodionas

(DIMs)

Cletodim Select®

Cicloxidim Focus®

Clefoxidim Aura®

Setoxidim Post®

Inhibidores de

la acetolactato

sintetasa

(ALS).

(HRAC- B.)

(WSSA- 2)

Sulfonilureas

Bensulfuron metil Londax®

Halosulfuron Sempra®

Metsulfuron metil Ally®

Nicosulfuron Accent®

Pyrasulfuron etil Sirius®

Triasulfuron Logran®

Fuente: HRAC y WSSA

Page 133: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

126

Cuadro 10 b. Alternativas de rotación de cultivos y herbicidas (Continuación).

Mecanismo

de Acción GRUPO QUÍMICO

INGREDIENTE

ACTIVO NOMBRE

COMERCIAL

CULTIVOS

AR

RO

Z

MA

IZ

SO

RG

O

AL

GO

N

GIR

AS

OL

SO

YA

FR

IJO

L

Inhibidores

de la aceto

lactato

sintetasa

(ALS).

(HRAC-B.)

(WSSA-2)

Imidazolinonas

Imazamox Sweeper®

Imazamox +

Imazapir

(CL)*

Clearsol+®

(CL¹)

Imazapic +

Imazapir

(CL)

KIFIX®

(CL²)

On Duty+®

(CL³)

Imazapir

+Imazetapir

Lightning®

(CL4 )

Interfield®

Imazapir Clearsol ®

(CL)

Imazaquin Scepter®

Imazetapir Pivot®

Pirimidiniltiobenzoatos Bispyribac

Sodio Nominee®

CL* = Cultivares Clearfield (Tolerantes a herbicidas)

CL¹ = Cultivar de Girasol tolerante al herbicida Clearsol ®

CL² = Cultivar de Arroz tolerante al herbicida KIFIX®

CL³ = Cultivar de maíz tolerante al OnDuty+®

CL4 = Cultivares de maíz y girasol tolerantes al herbicida Lightning®

Inhibidores de la

fotosíntesis en el

Fotosistema II.

(HRAC-C1, C2,

C3)

(WSSA -5,7,6)

Triazinas Atrazina Gesaprim, ®

Limpia maíz

Triazinonas Metribuzina Sencor ®

Derivados de

Ureas Diuron Hierbatox®

Fluometuron Cotoran®

Linuron

Afalon,

Linurex®

Nitrilos Bromoxinil Bromotril®

Amidas Propanil Propano®l

Benzotiadizinonas Bentazon

Basagran-

480®

Fuente: HRAC y WSSA

Page 134: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

127

Cuadro 10 c. Alternativas de rotación de cultivos y herbicidas (Continuación)

Fuente: HRAC y WSSA

Mecanismo

de Acción

GRUPO

QUÍMICO INGREDIENTE

ACTIVO

NOMBRE

COMERCIAL

CULTIVOS

AR

RO

Z

MA

IZ

SO

RG

O

AL

GO

N

GIR

AS

OL

SO

YA

FR

IJO

L

Inhibidores

de la

Fotosíntesis

en el

Fotosistema

I

(HRAC-D)

(WSSA-22)

Bipiridilos*2

Diquat Reglone®

Paraquat Gramoxone®

*2 Herbicidas no selectivos de contacto. Aplicaciones post emergentes contra malezas, presiembra o pre

emérgente al cultivo. Diquat es más eficaz, contra malezas latifoliadas anuales y el Paraquat actúa contra

latifoliadas y gramíneas, es algo más eficaz a estas últimas. También son usadas como desecantes de cultivos

precosecha. Sus mezclas con los derivados de Ureas y /o Triazinas, resultan altamente eficaces.

Inhibidores

de la enzima

Protoporfiri

nógeno

oxidasa

(PPO).

HRAC- E.

WSSA- 14

Difenileteres

Acifluorfen Blazer®

Fomesafen Flex®

Oxifluorfen Koltar, Goal®

Oxadiazoles Oxadiazon Ronstar®

Inhibidores

de la

Biosintesis

de los

carotenoides

(PDS)

(HRAC-

F1,F2,F3)

(WSSA-

12,27,11y

13)

Isoxasoles Isoxaflutole Merlin®

Isoxazolidino

nas Clomazone

Command®

Inhibidor de

la enzima 5-

enolpiruvils

hikimato-3-

fosfato

sintetasa

(EPSPS)

(HRAC-

G)(WSSA-

9)

Glicina Glifosato*3 Round-up, ®

Glifosan®

*3 Herbicida no selectivo, de amplio espectro utilizado en post-emergencia para el control de malezas mono y

dicotiledóneas (anuales y perennes). Producto de baja residualidad en el suelo, usado en sistema de labranza

cero, reducida; así como, en siembras con cultivares (R. R.®) resistentes a herbicida (i.a Glifosato)

Page 135: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

128

Cuadro 10 d. Alternativas de rotación de cultivos y herbicidas (Continuación).

Mecanismo

de Acción GRUPO

QUÍMICO INGREDIENTE

ACTIVO

NOMBRE

COMERCIAL

CULTIVOS

AR

RO

Z

MA

IZ

SO

RG

O

AL

GO

N

GIR

AS

OL

SO

YA

FR

IJO

L

Inhibidor de

la

Glutamino

sintetasa.

(HRAC-H)

(WSSA-10)

Ácido fosfínico Glufosinato*4 Basta, ®

Liberty. ®

*4 Herbicida no selectivo post-emergente a las malezas, sin efecto residual en el suelo

Inhibidor

de la 7,8-

dihidroptero

ato sintetasa

(DHPs)

(HRAC- I)

(WSSA-18)

Carbamato Asulam*5

Asulox®

*5 No selectivo presiembra.

Inhibidores

de la división

celular

(Mitosis)

(HRAC-K1,

K2, K3)

(WSSA-

3,23,15)

Cloroacetamidas

Acetacloro Harnes®

Alacloro Lazo, ®

Gramiso®

Butacloro Machete ®

Crusher®

S-metolacloro Dual Gold®

Dinitroanilinas

Pendimetalin Prowl, Garra®

Trifluralin Treflan, ®

Triflurex

Inhibidor de

la Biosíntesis

de la pared

celular

(HRAC-L)

(WSSA-

20,21,26,29)

Ácido quinolin

carboxílicos Quinclorac Facet®

Fuente: HRAC y WSSA

Page 136: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

129

Cuadro 10 e. Alternativa de rotación de cultivos y herbicidas (Continuación).

Mecanismo

de Acción GRUPO

QUÍMICO

INGREDIENT

E ACTIVO

NOMBRE

COMERCIAL

CULTIVOS

AR

RO

Z

MA

IZ

SO

RG

O

AL

GO

N

GIR

AS

OL

SO

YA

FR

IJO

L

Inhibición

de la síntesis

de lípidos.

No inhiben

ACCasa.

(HRAC-N)

(WSSA- 8)

Tiobencarbo,

o Bentiocarbo

Saturno, ®

Bolero®

Tiocarbamatos Butilato Sutan®

Molinato Ordram®

Acción

similar a la

del ácido

indol-actico

(Síntesis de

Auxinas)

(HRAC-O)

(WSSA-4)

Ácido

fenoxiacético

2,4-D 2-4-D amina®

MCPA Agroxone®

Ácido

Benzoico Dicamba Banvel®

Modo de

acción

desconocido.

(HRAC-Z)

(WSSA-17)

Organo

Arsenicales MSMA*

6 Daconate®

*6 Solo en presiembra contra gramíneas.

Fuente: HRAC y WSSA

6.8.3.2.3.1. Alternativas de herbicidas para el control de malezas en la rotación de cultivos de

Arroz- Maíz

Aquellos agricultores que establezcan la rotación de cultivos, arroz–maíz, deben mantener la

recomendación del uso de mezclas o rotación de principios activos de herbicidas con más de un

mecanismo y/o sitio de acción.

En labranza convencional, después de la preparación del terreno y en labranza conservacionista, se

riega o se espera que llueva, para que germinen las malezas. Cuando éstas hayan alcanzado un

promedio de 3 a 4 hojas, se realiza la aplicación de herbicidas no selectivos, sin efecto residual

como: Paraquat, Glufosinato y Glifosato. Este último producto puede ser mezclado con los

fenoxiaceticos como 2,4-D o con los derivados del ácido Benzoico como Dicamba (Banvel®) y

también con los herbicidas pre-emergentes en arroz o maíz. En el caso de la labranza convencional,

además del método químico, se pueden controlar las malezas pasando alguno de los implementos

de labranza.

En el cultivo arroz (sistema de mínima labranza) usando sembradora-abonadora las alternativas

son:

Page 137: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

130

1. Quinclorac (Facet) + Clomazone (Command) + Oxadiazon (Ronstar). En el caso de no usar

Oxadiazon, utilizar el Oxifluorfen (Koltar).

2. Propanil (Propanol ®)+ Butacloro (Machete ®) + Bentazon (Basagran 480®) o Propanil +

Pendimetalin (Prowl®) + Bentazon + MCPA (Basagran M-60). Esta alternativa es para aplicarla

en post emergencia temprana, es decir post-emergente a la siembra, pero pre-emergente a las

malezas o con incidencia de malezas pequeñas (2 hojas). Estas mezclas garantizan un excelente

control de las malezas gramíneas, hoja ancha, y ciperáceas.

Cuadro 11. Recomendaciones para el control químico de malezas en el cultivo de Arroz

Momento de aplicación.

Ingrediente activo, (i a)*

Nombre Comercial.

Grupo Químico (G Q)

Malezas controladas

Gram. Cy H.A.

Presiembra (L.C; o S.R)**

Glifosato Round-up®, o Glyfosan®.

GQ:Glicina

+++ +++ ++

Glifosato + 2,4-D amina Glyfosan® + 2,4-D

GQ:Glicina + Fenoxiacético

+++ +++ +++

Glifosato + Oxyfluorfen Glyfosan®+ Goal-2E® o

Koltar®

GQ: Glicina +Difenileter

+++ +++ ++

Glufosinato Basta ® Liberty®

GQ: Ácido fosfínico

+++ + ++

Paraquat Gramoxone® o Hacha®

GQ: Bipiridilicos

+++ ++ +++

Preemergentes

Butacloro Machete ®

Cloroacetamidas

+++ + +

Bentiocarbo Saturno®

G.Q: Tiocarbamato

++ + +

Clomazone Command®

GQ:Isoxalidinonass

+++ - ++

Molinate Ordram 6E®

G.Q: Tiocarbamato

+++ + -

Oxadiazon Ronstar®

GQ:Oxadiazoles

+++ - -

Oxyfluorfen Goal 2EC® o Koltar®

GQ: Difenileter

+++ - -

Pendimetalina Prowl®, Garra ®

GQ: Dinitroanilidas

+++ - -

Quinclorac Facet®, o Celtic®

GQ:Quinolinas

+++ + --

Leyendas

i a= ingrediente activo

L C= Labranza conservacionista

S R= Siembra Retrasada

G Q= Grupo químico

Grado de Control

+++ = Buen Control

++ = Regular eficacia

+ = Poca eficacia

- = No controla

Gram= Gramineae

Cy= Cyperaceae

H.A = Hoja Ancha

Page 138: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

131

Cuadro 11. Recomendaciones para el control químico de malezas en el cultivo de Arroz (Cont.)

Postemergentes Malezas controladas

Momento de aplicación.

Ingrediente activo, (i a)*

Nombre Comercial.

Grupo Químico (G Q)

Gram. Gram. Gram.

Bentazone Basagran-480®

GQ:Benzotiadizinonas

++ +++ +

Bentazone + MCPA Basagran-M60®

Benzotiadizinonas+

Fenoxiacético

++ +++ +++

Butacloro + Propanil Guerrero-CE 480®

Cloroacetamidas + Amidas

+++ +++ +

Clomazone + 2,4-D Command® + 2,4-D amina

GQ:Isoxalidinonas +

Fenoxiacético

+++ +++ +++

2,4-D Amina Varios nombres comrciales

Fenoxiacético

- +++ +++

MCPA Agroxone®

Fenoxiaceético

- ++ +++

Propanil Varios nombres Comerciales

Amidas

+++ + +

Oxadiazon + Propanil Ronstar® + Propanil®

GQ: Oxadiazoles+ Amidas

+++ ++ ++

Oxadiazon + 2,4-D Ronstar® +2,4-D

GQ:Oxadiazoles +

Fenoxiacéticos

+++ +++ +++

Quinclorac Facet®, o Celtic®

GQ:Quinolinas

+++ + -

Quinclorac + Propanil Facet® o Celtic® + Propanol®

Quinolinas + Amidas

+++ + ++

Quinclorac + Propanil + Bentazon Facet® o Celtic® + Propanol®+

Basagran®

Quinolinas+Amidas+

Benzotiadizinonas

+++ +++ +++

Leyendas

i a= ingrediente activo

L C= Labranza conservacionista

S R= Siembra Retrasada

G Q= Grupo químico

Grado de Control

+++ = Buen Control

++ = Regular eficacia

+ = Poca eficacia

- = No controla

Gram= Gramineae

Cy= Cyperaceae

H.A = Hoja Ancha

Page 139: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

132

Cuadro 12. Recomendación control químico de Malezas en Maíz

Momento de Aplicación.

Ingrediente activo

Nombre Comercial.

Grupo Químico (G Q)

Malezas controladas

Gram Cy H. A

Presiembra

Glifosato Round-up® o Glyfosan®

GQ: Glicina

+++ +++ ++

Glifosato + 2,4-D Glyfosan ®+2,4-D Amina®

GQ: Glicina + Fenoxiacético

+++ +++ +++

Glifosato + 2,4-D + Picloram Glyfosan® + Tordon® o Potreron®.

GQ:Glicina + Fenoxies + D. A.

Picolínico

+++ +++ +++

Paraquat Gramoxone®

Bipiridilicos

+++ ++ ++

Paraquat + Atrazina Gramoxone®Gesaprim®

Bipiridilicos + triazina

+++ ++ +++

Premergente

Atrazina Gesaprim® o Limpia Maiz®

GQ:Triazina

++ +++

Atrazina + Metolacloro *PSI Gesaprim® + DualGold®

Triazina + Cloroacetamida

+++ +++ +++

Atrazina + Isoxaflutole Gesaprim®+ Merli® GQ=Triazina +

Isoxasoles

+++ - +++

Atrazina + Pendimetalina*PSI Gesaprim® + Prowl®

GQ:Triazina + Dinitroanilidas

+++ - +++

Atrazina + 2,4-D +

Metolacloro

Gesaprim®+2,4-D + DualGold®

Triazina + Fenoxies+Cloroacetamidas

+++ +++ +++

Post Emergente

Atrazina + 2,4-D Gesaprim® + 2,4-D Amina®

Triazina + Fenoxies

++ +++ +++

Atrazin+Bentazon+MCPA Gesaprim® + Basagran-M60®

GQ:Triazina+Benzotiadiazon+Fenoxies

++ +++ +++

Atrazina+ Nicosulfuron Gesaprim® + Accent®

GQ: Triazina +Sulfonilureas

+++ ++ +++

2,4-D + Nicosulfuron

2,4-D + Accent®

Fenoxies + Sulfonilureas

++ +++ +++

Leyendas

*se pueden aplicar presiembra

incorporado al suelo con 2 pases de

rastra cerrada. PSI

i a= ingrediente activo

L C= Labranza conservacionista

S R= Siembra Retrasada

G Q= Grupo químico

Grado de Control

+++ = Buen Control

++ = Regular eficacia

+ = Poca eficacia

- = No controla

Gram= Gramineae

Cy= Cyperaceae

H.A = Hoja Ancha

Page 140: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

133

6.8.3.2.3.1.1. Recomendaciones para el manejo eficiente de herbicidas en la rotación arroz-

maíz, en suelos Franco arcillosos.

En la parcela 553-A del Sistema de Riego Río Guárico, propiedad del Ingeniero Agrónomo

German Rico, se ha sembrado arroz por más de 30 años en condiciones de monocultivo. Sin

embargo, motivado por los problemas de esta esta práctica y otras limitantes del circuito arrocero,

ha surgido interés en adoptar el sistema arroz- maíz, regando con agua de la represa el arroz (Nov-

Ene) y luego rotar con maíz en la época de lluvias (Jun-Jul). Son suelos de topografía plana, textura

arcillosa, Franco arcilloso, pH 5.5, donde las malezas comúnmente presentes son: Echinochloa

colona (paja americana), Ischaemun rugosum (Paja rugosa), Leptochloa spp (Cola de zorro),

Fimbristilis spp (Pelo de indio), varias especies de Cyperus, Monochoria vaginales (Bora),

Ludwigia spp (Clavo de pozo), Eclipta alba (Botoncillo), Caperonia palustris (Caperonia).

De la experiencia adquirida con la rotación de mezclas de herbicidas pre y postemergentes sin

presentarse ningún caso de resistencia, se derivan las siguientes recomendaciones para lograr un

manejo eficiente de los herbicidas:

Para manejar eficientemente el control de malezas en una rotación del arroz, con otros cultivos, se

requiere conocer el modo de acción de los herbicidas.

En las siembras de arroz a salidas del período lluvioso (Noviembre a Enero), época considerada

como la más propicia para el establecimiento de este cereal, por disponer de mayor luminosidad, se

pueden utilizar las siguientes alternativas:

a. Pendimetalin + Propanil + Bentazon + MCPA.

b. Clomazone + 2,4-D + Propanil.

c. Quinclorac + Bentazon + MCPA+ Propanil.

Para el establecimiento del maíz en la época de lluvias, con sembradora de labranza cero, se debe

acondicionar previamente el terreno en pre-siembra con Glifosfato se espera que se mueran las

malezas, se siembra y luego se aplica la mezcla de Atrazina + Metolacloro.

El Propanil se recomienda en las 3 alternativas, recombinado con otros graminicidas. Por

prevención no es recomendable aplicarlo solo, porque podría ocasionar resistencia, aunque no se

conocen casos graves, de que esto haya ocurrido en la zona.

Con las alternativas presentadas, es recomendable la aplicación de las mezclas de herbicidas en

post-emergencia temprana, después del riego o de una lluvia, una vez que hayan emergido las

malezas. Si tomamos como ejemplo la alternativa 1, cuando las malezas están pequeñas (2 hojas), el

Propanil en baja dosis y el Bentazon + MCPA hacen un buen control, mientras que el Pendimetalin

queda actuando como preemergente, lo cual evita germinación de nuevos cohortes de malezas. Para

ejercer un buen control de las malezas el Propanil y el 2,4-D, se deben aplicar cuando las malezas

tengan 2 hojas. Si se aplican con más de 3 hojas, es necesario incrementar la dosis, provocando

clorosis en el arroz, requiriendo cierto tiempo su recuperación. Cuando las plantas de arroz tienen

menos de dos semanas de germinadas, el 2,4-D puede producir toxicidad que se manifiesta por el

desarrollo de hojas muy delgadas, enrolladas, denominado “encebollamiento‟ (Onion leaf) y luego

puede haber emergencia de panículas de color blanco, con flores estériles (vaneamiento).

Page 141: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

134

En la foto 89 se observa daño en arroz a los 10 días después

de la siembra, en aplicación de 2,4-D en pre-siembra para

eliminar corocillo (Cyperus spp)

En presencia de alta infestación con Paja cola de zorro

(Leptochloa spp), se mezcla Cyhaloxy-fop-butil + Propanil

y Pendimetalin, que son graminicidas los cuales controlan

todas las gramíneas hasta establecer lámina de agua. Para

controlar la Paja americana, también se puede utilizar el

Clomazone, mezclado con Propanil hasta unos 10 días

después de la germinación del arroz.

En campos con Paja rolito (Rottboellia cochinchinensis) y

Paja americana (Echinochloa colona), dado que el

Clomazone no actúa sobre la Paja rolito, se debe mezclar con el Pendimetalin o con el Oxadiazon,

para controlar ambas malezas. Si existe la presencia de Paja rugosa (Ischaemum rugosum), la

mezcla del Clomazone + Pendimetalin es beneficiosa.

Además de los herbicidas pre-emergentes, en ciertas ocasiones, se requiere el uso de graminicidas

post-emergentes. Se puede recurrir a productos considerados de alto riesgo en la inducción de

resistencia, que pueden ser combinados con los pre-emergentes señalados anteriormente, teniendo

la precaución de no utilizarlos 2 veces al año, ni repetirlos en el mismo ciclo, para evitar que en

pocos años aparezcan biotipos resistentes a estos productos. Entre ellos se pueden utilizar:

Bispyribac-sodio, Cyhaloxy-fop-butil, Pyrasulfuron etil y Metsulfuron metil. El Bispyribac -sodio

es un producto sistémico de amplio espectro para el control de gramíneas, ciperáceas y hoja ancha.

El Cyhaloy-fop-butil es muy utilizado en lotes con Paja americana y Paja cola de zorro

(Leptochloa sp) que las controla en cualquier etapa de su desarrollo, inclusive se puede aplicar

cuando el arroz está cerca de la etapa de floración, de manera que el cultivo llegue limpio a la

cosecha. Desafortunadamente, no controla la Paja rugosa (Ischaemum rugosum), maleza

importante en el arroz, en cuyo caso se puede combinar con Pendimetalin en preemergencia. El

Pyrasulfuron etil y el Metsulfuron metil son excelentes herbicidas, muy económicos que se usan en

muy bajas cantidades de producto comercial (250 y 15 gramos por dosis respectivamente).

En Venezuela la paja rugosa se ha considerado como la de mayor importancia durante los últimos

años, por ser muy invasora y además se adaptó a las condiciones del arroz de riego inundado. Se

han reportado disminuciones importantes en el porcentaje de control con herbicidas selectivos,

especialmente con el ingrediente activo Bispiribac sodio

(Ortiz et al., 2013).

En la parcela P88 del Sistema de Riego Río Guárico, que

tenía 8 años sin actividad, se sembró arroz el 12 de febrero

2021, en un lote de 50 has (usando la variedad Vietnamita

Vive 95), la cual a los 12 días de edad, presentó alta

densidad de malezas, (Foto 90) predominando la paja

rugosa con más de tres hojas, por lo que le recomendaron al

productor aplicar el siguiente récipe: 500 cc/ha de

Bispiribac sodio, 5 l/ha de Pendimetalin, una dosis/ha de

Pyrazosulfuron etil, 250 cc de Picloram + 2,4-D, y 500 cc

de Sulfatrón. Sin embargo, el productor Hermamn Rico

quien conoce que se han reportado biotipos resistentes al

herbicida Bispiribac sodio en la zona, le recomendó al

dueño del predio, desechar el récipe y aplicar 10 l/ha de Propanil 480, en horas de la tarde (a partir

Foto 89. Daño por 2,4-D. 10 días después de la siembra. SRRG

Foto 90. Campo de arroz P88 SRRG con

alta densidad de malezas (Paja

rugosa), 12 dias después siembra

Page 142: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

135

de las 3 pm) fraccionado en dos aplicaciones con un

intervalo de 24 horas (22 y 23 de Febrero 2021), usando la

dosis de 5 l/ha cada una.

El 25 de Febrero se inspeccionó el lote y se observó

excelente control de las malezas, sin daños en las plantas

de arroz. En la Foto 91 se aprecia la eficacia en el control

de las plantas adventicias, sin afectar el cultivo luego del

tratamiento.

6.8.3.2.4. Siembra y fertilización en hileras.

Cuando los cultivos como arroz y sorgo son sembrados y

abonados al voleo, se aportan nutrimentos tanto al cultivo

como a las malezas, a diferencia cuando la siembra y

fertilización se hace en hileras o surcos, que favorece más

al cultivo que a las malezas, al ser colocados al lado y por debajo de la hilera de siembra, lo cual

reduce la interferencia de las malezas.

6.8.3.2.5. Densidad de siembra óptima.

Cuando con la siembra en hileras y la distribución espacial de plantas (distancia entre hileras y entre

plantas), se logra conseguir la densidad óptima de planta/metro, se favorece el establecimiento

rápido del cultivo, obteniéndose la mayor y mejor cobertura posible, que hará que el cultivo sea más

competitivo, se agobian las malezas y estas producen menor cantidad de semillas. Recordemos que,

esta práctica debe ser acompañada con una buena preparación de la tierra, semilla certificada,

cultivar adaptado a las condiciones agroecológicas de la zona, control químico de maleza, es decir,

en síntesis, un manejo adecuado del cultivo.

6.8.3.2.6. Siembra de cultivares con mejor adaptabilidad y capacidad competitiva.

El uso de cultivares de arroz de rápido crecimiento y mayor adaptabilidad a las condiciones

agroecológicas de la región donde se establece el cultivo, es otra práctica efectiva que favorece

la competitividad del cultivo e inhibición del desarrollo de malezas. Valverde (2000) resume varios

trabajos de investigación con cultivares de arroz desarrollados para aumentar la capacidad

competitiva; cita a Garrity et al., (1992), quienes evaluaron 25 cultivares de arroz, con baja y altas

densidades de malezas. Los cultivares de porte alto suprimieron mejor las malezas que los

intermedios y bajos. Valverde (2000), igualmente cita a Fischer et al, (1997), encontraron en

Colombia un cultivar de arroz que bajo alta presión de malezas, produjo suficiente granos y fue

capaz de suprimir Echinochloa colona. Concluye que la competitividad de los cultivares está

relacionada con el índice del área foliar, el número de tallos, y de la intercepción de luz por el dosel

foliar. Finaliza Valverde, aludiendo que importantes referencias bibliográficas y en experiencias

prácticas se han obtenido e identificado cultivares de arroz alelopáticos.

6.8.3.2.7. Siembras de cobertura y de abono verde:

En la rotación de cultivos, incluir una siembra de cobertura entre dos cultivos comerciales, puede

ser usado como estrategia en el manejo de malezas, a pesar de no generar un producto

comercializable, pero el suelo permanece cubierto, va a ejercer una competencia con las malezas

por los recursos agua, luz, nutrimentos y espacio y suprime el crecimiento de malezas durante el

ciclo del cultivo de cobertura. En Venezuela en oportunidades se ha usado la Crotalaria spp como

cultivo de cobertura y abono verde, la cual se trata de una planta leguminosa, ciclo corto, capaz de

fijar nitrógeno en el suelo.

Foto 91. Campo de arroz P88 SRRG con

excelente control de las malezas con Propanil

480, 15 dias después de la siembra.

Page 143: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

136

6.8.3.2.8. Siembra retrasada y/o falsa siembra.

La preparación de la cama tiene 2 efectos: 1. Elimina la vegetación emergida después de la

primera labranza. 2. Estimula la germinación de las semillas de malezas. Es un método

preventivo, que tiene como objetivo específico, reducir la emergencia de las malezas en el siguiente

ciclo y las plantas de cultivo emergen con menos malezas. Se puede sembrar el cultivo y antes de

que este emerja, se aplica un herbicida no selectivo como glifosato (recomendado en el caso de

tener malezas perennes) o paraquat mezclado con el herbicida residual a utilizar. Es una forma de

reducir el banco de semilla al no dejar florecer y fructificar a las malezas.

6.8.3.3. Métodos Físicos.

6.8.3.3.1. El agua

En el arroz, es de uso común el manejo del agua con el objetivo de controlar malezas sobre todo

gramíneas en sus fases iniciales de desarrollo, donde la inundación permanente restringe la

germinación de estas malezas.

6.8.3.3.2. El fuego

Es el elemento más usado desde épocas pretéritas para eliminar rastrojos y malezas, previo a la

siembra; así las semillas de malezas se pueden quemar o escarificar y rompen latencia, por lo que

días después de la quema de un potrero o área inculta, puede verse la emergencia de grandes

cantidades de plántulas.

6.8.3.3.3. Material vegetal seco

Rastrojo, restos de cosecha, bagazo de caña, entre otros materiales impiden el paso de la luz solar, y

en algunos casos poseen compuestos alelopáticos que no permiten la germinación de las malezas o

afectan el desarrollo de las plántulas

6.8.3.4. Control Mecánico.

Las labores de control mecánico de las malezas, se realizan con maquinarias, implementos, (arados,

rastras, segadoras, rotativas), y herramientas (machetes, azadón, etc.) destinadas a eliminar las

malezas mediante corte, siega, enterramiento, o cualquier otra forma de supresión. Estos incluyen:

Labranza convencional, (pases de arado o rastra), cultivadoras mecánicas con charrugas para el

control de malezas entre hileras, segadoras y rotativas, desmalezadoras manuales, azadón, palas etc.

6.8.3.4.1. Labranza convencional.

El principal efecto de la labranza sobre las malezas está relacionado con el implemento a usar y la

profundidad de la labor, factor que tiene considerable influencia sobre la distribución de las

semillas y propágulos de malezas en el perfil del suelo, ya que afecta directamente al número de

malezas que puedan emerger en la siguiente siembra.

6.8.3.4.2. Arado o labranza profunda

Labranza profunda con arado cuando es necesario y si las condiciones del suelo lo permite, se

puede profundizar a más de 17 cm y “voltear la tierra”; así que, las semillas de malezas que están

superficiales en los primeros 34 cm son enterradas a más de 8 cm. En el sistema de mínima o cero

labranza, donde no se hace la inversión del suelo, las semillas de malezas son enterradas

parcialmente, están superficialmente distribuidas desde donde fácilmente germinan y emergen. Si la

labranza con arado es acompañada con medidas preventivas a fin de evitar fructificación y

Page 144: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

137

producción de semillas de las malezas, el banco de semilla, teóricamente se puede ir agotando

paulatinamente.

6.8.3.4.3. Rastra (Labranza superficial)

La labranza con rastra permite preparar la cama de siembra para la semilla del cultivo, elimina la

vegetación emergida, estimula la germinación de las semillas de malezas y la consecuente

emergencia de las plántulas; es un proceso de mucha utilidad para el manejo de malezas cuando

usamos la estrategia de siembras retrasadas o falsas siembras, donde disponemos de riego y se

puede manejar la humedad edáfica para favorecer la germinación. En la época de lluvias, debemos

recurrir necesariamente al control químico de malezas.

6.8.3.4.4. Cultivadoras mecánicas:

Estas cultivadoras permiten controlar las malezas entre hileras o entre surcos. En ocasiones es usada

para la incorporación del fertilizante, en aplicaciones de reabono y aporque del cultivo. La más

común en Venezuela, es la que consta de una pata que termina en una charruga y dependiendo de la

distancia entre hileras, se colocan entre una y tres patas, para arrancar las malezas y dejarlas

expuestas al sol.

6.8.3.4.5. Segadoras:

Son implementos usados para segar el monte o maleza, en campos destinados a la siembra

conservacionista, tanto en áreas cultivadas como no cultivadas, donde se requiere disminuir la

altura de la vegetación existente y con ello, facilitar la siembra mecánica y posterior control

químico.

6.8.3.4.6. Labranza conservacionista

La Labranza conservacionista (cero labranza y mínima labranza) depende básicamente del control

químico para el manejo de las malezas. El tratamiento para “matar o quemar” el monte del campo

en barbecho, se debe utilizar un herbicida no selectivo, de corto o sin efecto residual, solo o

mezclado con herbicidas selectivos al cultivo, constituyendo una herramienta de utilidad en el

Manejo Integrado de Malezas, que bien manejado puede contribuir a reducir el banco de semilla.

Nichols, V. et al., (2015) afirman que independientemente de las condiciones iniciales del banco de

semilla, la labranza redistribuirá las semillas en todo el suelo. Cuando no se labra el suelo, 60-90%

de las semillas se acumulan cerca de la superficie. La ubicación en el perfil del suelo es importante

debido a que afecta la viabilidad, depredación y germinación del banco de semillas de malezas. Las

semillas en la superficie del suelo son más susceptibles a la depredación y en ambientes secos y

fríos son más propensos a la perdida de viabilidad. Concluyen que las semillas en suelos con

labranza cero tienen mayores probabilidades de morir en comparación de aquellas en suelos con

labranza.

6.8.3.5. Control químico:

Los herbicidas son sustancias químicas capaces de alterar la fisiología de la planta, causando el

desarrollo anormal y/o la muerte de las malas yerbas. Los herbicidas son una herramienta

tecnológica muy valiosa y efectiva para el control de las malezas. A pesar de todos los beneficios,

los herbicidas mal utilizados pueden convertirse en un serio problema para el agricultor, el medio

ambiente y con consecuencias para la sociedad en general.

En el Sistema de Manejo Integrado de Malezas, los herbicidas son una pieza fundamental, que

deben ser usados concienzudamente y profesionalmente, de esa forma, estos compuestos químicos

son de uso seguro para el agricultor y riesgo mínimo para el medio ambiente.

Page 145: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

138

En el control químico de malezas, se emplean varias estrategias o técnicas en el uso de los

herbicidas tales como: 1. Uso convencional de herbicidas. 2. Aplicación de herbicidas con

sustancias “protectantes” o antídotos. 3. Cultivares resistentes a herbicidas (CRH).

6.8.3.5.1. Control químico convencional

El control químico convencional corresponde al uso de herbicidas sobre cultivos tolerantes o

resistentes a los ingredientes o principios activos de comprobada selectividad con la debida

autorización de las autoridades oficiales. Como ejemplo los casos de atrazina en maíz, propanil en

arroz, fluometuron en algodón entre otros. Es la forma tradicional como se procede comúnmente en

los países, donde el uso de cultivares resistentes a herbicidas está prohibido.

6.8.3.5.2. Control químico con protectantes o antídotos.

Los antídotos son sustancias químicas que incrementan la tolerancia del cultivo al herbicida sin

afectar la eficacia en el control de malezas, dado que estas sustancias promueven la degradación del

herbicida en las plantas, y pueden ser aplicados a la semilla, o en formulaciones sobre los cultivos.

El uso de los antídotos permite: 1. El control selectivo de malezas de la misma familia botánica del

cultivo. 2. El uso de herbicidas no selectivos al cultivo. 3. Neutraliza la actividad residual de

herbicidas persistentes en el suelo, como el caso de las triazinas en sistemas de rotación de cultivos.

4. Aumenta la disponibilidad de los herbicidas y sus mezclas.

Los antídotos Flurazole, Cyometrinil, Oxabetrinil y Fluxofenil han sido usados en Venezuela en el

tratamiento de semillas de sorgo como protectores cuando se usan herbicidas del grupo químico de

las Cloroacetilidas (Alacloro, Metacloro y otros). Con este tratamiento se ha logrado controlar

plantas de diferentes especies arvenses (malezas) del género Sorghum incidiendo en el cultivo

sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench), lo cual ha permitido la producción de semilla híbrida de

dicho cultivo. Así mismo Dicloromid como antídoto ha permitido el uso de herbicidas del grupo de

los tiocarbamatos (EPTC, Butilato) en el control de malezas ciperáceas y gramíneas en maíz.

6.8.4. Cultivares resistentes a herbicidas

Los cultivares resistentes a herbicidas (HCR) pueden ser obtenidos por: 1. Mejoramiento genético

convencional, mediante la inducción de mutantes tolerantes a herbicidas, por ejemplo los cultivares

de arroz, maíz, girasol, soya y otros conocidos como CL (Clearfield) tolerantes a Imidazolidonas

(IMIs). 2. Ingeniería genética o biotecnología (Cultivos transgénicos o cultivos genéticamente

modificados (GMC) como por ejemplo: Cultivares de algodón, maíz, soya resistentes a Glifosatos,

denominados Roundup Ready (RR) y cultivares de arroz, maíz, resistentes a Glufosinato de amonio

conocidos como Liberty Link (LL).

Los cultivos resistentes a herbicidas han sido aceptados rápidamente por los agricultores, lo cual es

una clara evidencia de las ventajas que ofrece esta tecnología. Estos cultivares poseen un eficaz

control de malezas más simple y de gran utilidad en el manejo y prevención de malezas resistentes a

herbicidas, siempre y cuando sean usados concienzudamente. Su establecimiento de forma

esporádica y justificada, constituye una buena herramienta ya que aporta una posibilidad más en la

rotación de herbicidas, por lo que bien programado ayuda a prevenir casos de resistencia de malezas

a los herbicidas. Su uso continuo, aumenta los riesgos de resistencia, inversión de flora y efectos

residuales. En cultivos como sorgo, arroz, entre otros, donde existen especies silvestres y arvenses

del mismo género y/o especie del cultivo, se presenta la posibilidad real de cruzamientos

intraespecíficos, transmitiéndose de esta forma la resistencia a los referidos principios activos y por

consiguiente creándose una super maleza.

Page 146: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

139

Los cultivares Clearfield, como se ha mencionado anteriormente son tolerantes a las

imidazolinonas, como el caso del Arroz CL, (arroz RH), lo cual permite controlar el arroz rojo (o

arroz maleza) en forma selectiva; sin embargo, en Venezuela, existen evidencias científicas, (Ortiz

A. y López 212), (Ortiz A. et al., 2017), entre otros, que avalan la presencia de biotipos mutantes

resistentes a herbicida, en las poblaciones de paja rugosa, paja americana y pelo de indio, que

comparten el mismo nicho ecológico en el cultivo de arroz. La resistencia, demostrada de aquellos

ingredientes activos que son inhibidores de la ALS, entre los cuales incluyen los herbicidas del

grupo químico de las Imidazolinonas, identificados por la HRAC (grupo B) y la WSSA (grupo 2),

se ubican entre los herbicidas de más alto riesgo para inducir resistencia, (Gráfico 39). El Glifosato

había sido considerado de baja probabilidad a inducir el desarrollo de resistencia en las malezas,

aunque se ha presentado resistencia cuyo primer caso fue presentado por Pratley et al., (1996) en

Australia; Papa et al., (2016) señalan, que por ser un producto de amplio espectro de acción, de

baja residualidad, y elevada eficacia ha sido usado extensamente, en diferentes ámbitos, tanto en

área no cultivadas, como en numerosos cultivos en pre siembra bajo el sistema de siembra

conservasionista, con posibilidades de uso en posemergencia en cultivares RR de algodón, arroz,

maíz y soya. Este uso masivo, frecuente y hasta indiscriminado, ha determinado el elevado número

de casos de biotipos resistentes al Glifosato, por lo cual concluyen que en el 2007 eran solo 13

especies de malezas resistentes y en un lapso de ocho años se incrementó en 41%. En Venezuela en

el cultivo de arroz, se señalan dos biotipos de paja americana resistentes al Glifosato (Ortiz y López

2012).

Existen riesgos agroecológicos asociados con el uso de variedades de arroz resistentes a herbicidas,

motivados por diseminación del gen de resistencia por la vía del flujo de genes. Davaus y Zamora

citados por Ortiz A. (2005), encontraron en Venezuela hibridación natural entre una variedad de

arroz (cultivado) y el arroz rojo sin arista, a una tasa que osciló entre 0,25 y 3,75 %. Valverde B.

2007, documenta estudios de flujos de genes que pueden darse en ambos sentidos entre cultivares

de arroz y especies maleza alrededor del mundo; señala que el arroz es predominantemente

autopolinizado y cleistógamo, pero ocurre polinización cruzada en tasas bajas menores de 1%.

Estas evidencias, unidas a los comprobados y documentados estudios en diversas zonas del mundo,

sobre el flujo de genes entre cultivares de arroz RH y sus congéneres arvenses, implican que los

cultivos RH podrían convertirse en una maleza agrícola y así dificultar aún más su manejo, lo cual

conduciría al fracaso de esta tecnología. Como práctica del manejo de la resistencia de malezas a

los herbicidas, es recomendable no sembrar cultivares de arroz RH por más de dos campañas

consecutivas en el mismo lote.

Ante la situación de la evolución de poblaciones de mutantes resistentes a herbicidas, El Comité de

Acción contra Resistencia a Herbicidas (HRAC), recomienda la rotación y mezclas de herbicidas,

para lo cual ha preparado una clasificación de herbicidas de acuerdo con el mecanismo de acción.

Cuando se planifica un programa de control de malezas, se debe escoger productos de diferentes

grupos de mecanismos de acción para controlar la misma especie, bien sea, en sucesivas

aplicaciones o en mezclas herbicidas.

La guía general para la rotación de grupos químicos:

1. Evitar el uso continuo de un herbicida o herbicidas con un mecanismo de acción común, en el

mismo campo, a menos que sea integrado con otras prácticas de control de malezas.

2. Limitar el número de aplicaciones de un herbicida o herbicidas con el mismo mecanismo de

acción por ciclo de cultivo.

3. Donde sea posible, usar mezclas o tratamientos consecutivos de herbicidas con diferentes

mecanismos de acción, que sean eficaces contra la maleza problema.

Page 147: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

140

4. Usar herbicidas no selectivos para controlar emergencias tempranas de malezas (antes de la

emergencia del cultivo) y/o escapes de malezas.

6.8.5. Manejo de la Resistencia de Malezas a Herbicidas

La resistencia de malezas a herbicidas es un fenómeno natural, que continuamente está

evolucionando en esencia, por la presión de selección que ejercen los herbicidas. Es muy importante

retrasar la aparición de biotipos resistentes, lo cual hace necesario conocer las características

bioecológicas y agronómicas, que favorecen el surgimiento de las poblaciones mutantes que

evolucionan resistencia.

Para diseñar estrategias de manejo que retrasen, solventen o eviten la aparición de biotipos

resistentes, se deben entender los factores bioecológicos y agronómicos que promueven la

evolución de la resistencia y el sistema agrícola en particular. Por ello, el Comité de Acción de

Resistencia a Herbicidas (HRAC) (Cuadro 13), provee una lista de factores del sistema de

producción para chequear los mayores factores de riesgo, mediante el cual se puede determinar el

grado de posibilidad de la especie de maleza a evolucionar resistencia, pero a la vez, se trasmite la

idea de reducir y diversificar la presión de selección impuesta sobre las poblaciones de malezas.

De acuerdo a la experiencia disponible sobre la problemática de resistencia de malezas a herbicidas,

se puede manejar mediante el empleo de métodos y/o tecnologías disponibles en el manejo

integrado de malezas debidamente planificado, que incluyan medidas preventivas, prácticas

culturales entre ellas incluida la rotación de cultivos y de herbicidas, con diferentes mecanismos de

acción, con la posibilidad de recurrir al uso convencional de herbicidas, aplicación de antídotos,

siembra de cultivares resistentes a herbicidas, bien sea con labranza convencional o labranza

conservacionista.

Debemos aludir que ningún ingrediente activo de herbicida, está exento de inducir resistencia, por

lo que regularmente se debe revisar o monitorear los campos de siembra para evaluar la aplicación

de herbicidas, y la variación en abundancia relativa de las especies de malezas. Las

recomendaciones técnicas deben estar dirigidas a minimizar los riesgos, así como también a discutir

y analizar los casos sospechosos con especialistas. La situación se agrava, porque durante los

últimos 30 años ningún nuevo mecanismo de acción ha sido introducido en el mercado, siendo

pocos los ingredientes activos comercializados, por lo tanto, la mayoría de los nuevos productos

son formulados sobre la base de mezclas de ingredientes activos ya existentes.

Las investigaciones permiten sugerir que, las premezclas de herbicidas de dos o más ingredientes

activos, con dos o más sitios de acción, pueden proveer un amplio espectro de control de malezas y

reducir la presión de selección a ciertos herbicidas.

Se estima que habrá disponibilidad de semillas de cultivares resistentes a múltiples herbicidas en

muy corto tiempo. Será necesario cuidar estos nuevos productos para asegurar su efectividad y

evitar lo sucedido con el uso desmedido de Glifosato.

Un buen ejemplo de la utilización de diferentes prácticas culturales, para un manejo adecuado de las

malezas, es el utilizado en una finca de una localidad agrícola cercana a San Antonio Texas

(Rodríguez, P. J. 2019, no publicado), de suelos con buen drenaje superficial, buena retención de

humedad y alta incidencia de radiación solar. A salidas de la época de invierno, se efectúa la

preparación mecánica de suelos, los cuales han permanecido por 5 meses en barbecho (Sep-Ene),

mediante un pase de rastra liviana, construcción de surcos con charruga y siembra sobre el lomo de

los surcos (Foto 92) aprovechando la humedad residual acumulada en el período de descanso. Los

cultivares de maíz son de porte bajo, genéticamente modificados, resistentes a herbicidas y a la

acción de insectos defoliadores. La siembra se realiza en arreglo espacial de 70 centímetros entre

Page 148: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

141

hileras y 6 semillas por metro (Foto 93), lográndose a los 45 días cobertura foliar cercana a 90 %,

muy favorable para el agobio de las malezas emergentes y el aprovechamiento de la energía solar.

Por ser una zona de clima semiárido (<800 mm/año) aplican riego complementario (Foto 94),

mediante tuberías con salidas con el fin de controlar el caudal aplicado por surcos y así garantizar

el buen desarrollo tanto vegetativo como de la mazorca (Foto 95). Después de la cosecha se

incorporan los restos de cosecha (Foto 96), y en el siguiente ciclo de siembra se hace rotación con

algodón (Foto 97).

Cuadro 13. Determinación de riesgo a desarrollar resistencia por una especie de maleza en

estudio, mediante la evaluación del sistema de cultivo.

Opción de manejo Riesgo de resistencia

Bajo Moderado Alto

Mezcla de herbicidas en

el sistema de cultivo.

Control de malezas en el

Sistema de cultivo.

Empleo de herbicidas

con el mismo Modo de

acción.

Sistema de Cultivo.

Estado de resistencia al

Modo de acción

empleado.

Infestación de malezas.

Control en los últimos

tres años.

Dos o más modos de

acción.

Cultural*, mecánico y

químico.

Una vez

Rotación completa.

Desconocido

Baja.

Bueno.

Dos modos de acción.

Cultural y Químico.

Más de una vez.

Rotación limitada.

Limitado.

Moderada.

En descenso.

Un modo de

acción.

Químico

exclusivamente.

Muchas veces.

Monocultivo.

Común.

Alta.

Pobre

Fuente: HRAC Guideline to the Management of Herbicide Resistance

Page 149: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

142

MANEJO INTEGRADO DE MALEZAS EN ROTACIÓN MAIZ-ALGODÓN.

BAJO RIEGO EN SAN ANTONIO, TEXAS, USA

Foto 92. Siembra en hileras sobre el camellón a 0,70 m y 6 plantas/m

Foto 93. Plantas de porte bajo, genéticamente modificadas tolerantes a herbicida. Obsérvese el

excelente control de maleza sin daños por insectos defoliadores. A los 45 días 90 % de

cobertura.

Foto 94. Aplicación de riego complementario por surcos con tuberías con salidas

Foto 95. Altos rendimientos al momento de la cosecha en campos libre de malezas

Foto 96. Incorporación de restos de cosecha con rastra liviana.

Foto 97. Rotación interanual de los campos de maíz con algodón.

93

Ep

94

Ep

96

Ep

95

Ep

97

Ep

92

de

Page 150: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

143

7

Calidad industrial del arroz

a calidad del grano de arroz se puede medir de diversas formas, tanto por su apariencia,

tamaño, forma, transparencia, y rendimiento de grano entero, así como por el aspecto

culinario. Esto último se refiere a la forma en que puede ser preparado el grano y a su

apariencia en el plato después de la cocción lo cual depende de hábitos culturales (suelto o pastoso).

La amilosa es el componente de almidón del arroz responsable de su textura después de la cocción.

Para nuestro mercado se están seleccionando las variedades no glutinosas con alto contenido de

amilosa, son arroces sueltos y secos al cocinarse y los granos se endurecen al enfriarse. La calidad

también se puede referir a lo que se denomina calidad nutricional, es decir su contenido de proteína

y vitaminas entre otras cosas. La calidad es apreciada en forma diferente en cada país, dependiendo

de preferencias locales.

En Venezuela, la calidad del grano es un factor que ha cobrado bastante importancia en los últimos

años, principalmente en los parámetros relacionados con los sistemas de recepción y liquidación de

arroz paddy, es decir, calidad de molinería que permita obtener en el molino un porcentaje alto en

granos enteros, cristalinos, con baja presencia de impurezas (material inerte), centro blanco y granos

yesosos (zonas opacas en el endospermo), pulidos uniformemente (color y brillo) para obtener

finalmente una apariencia deseada, que se pueda vender a buen precio. Por lo tanto, una buena

variedad debe satisfacer estos requisitos, para que sea aceptada por el agricultor, molinero y

finalmente por el consumidor. Se han dado varios casos en dónde las variedades han sido

descartadas en Venezuela, por agricultores y molineros por presentar bajo rendimiento de molino:

Araure 2, PN1 y Fonaiap1. Esto significó pérdida de tiempo, recursos económicos, tecnológicos y

dudas o falta de credibilidad en los programas de mejoramiento.

Es importante el fortalecimiento de los laboratorios de calidad de arroz de los programas de

mejoramiento, para la selección de líneas experimentales con fines de obtención de nuevos

cultivares, utilizando los análisis de laboratorio sobre calidad molinera y culinaria, como

herramienta básica de selección. En este sentido, la Fundacion Danac, utiliza con notable éxito, los

análisis de calidad de semilla, para la selección de sus líneas experimentales.

En los programas de mejoramiento, las principales consideraciones en calidad de grano son:

1. Eficiencia de molinería (rendimiento de granos enteros, es un criterio importante para medir la

calidad molinera y depende de las características varietales, prácticas de manejo, y procesos de

secado y molienda).

2. Forma y apariencia (dimensiones de longitud: largo y ancho del grano antes y después de la

cocción, granos yesosos y centro blanco).

3. Características culinarias (contenido de amilosa del endosperma, temperatura de gelatinización,

textura, así como análisis sensoriales con personas, que permiten evaluar parámetros asociados

con la preferencia del consumidor como apariencia, aroma, sabor y textura del arroz cocido).

4. Calidad nutricional (contenido de proteínas, aceites y nutrimentos)

L

Page 151: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

144

7.1. Factores que afectan la calidad molinera del arroz

Diversos factores durante la producción de arroz puede afectar la calidad molinera. Las

características del grano son controladas vía genética y están influenciadas por el ambiente donde se

desarrolla el cultivo, el manejo agronómico y el proceso de cosecha (Pandey et al., 2014). La

composición y las propiedades del grano del arroz, dependen de la interacción genotipo-ambiente,

por lo que el comportamiento de los arroces difiere a través de distintos ambientes durante la

siembra, manejo agronómico y del tipo de procesamiento a que se someta. Enfermedades tales

como piricularia, pudrición de la vaina, daños de insectos (chinches), déficit hídrico, pueden causar

reducción de la calidad de molino.

7.1.1. Factores ambientales durante el ciclo vegetativo del cultivo

Una rápida readsorción de agua de parte de los granos con bajo contenido de humedad, cuando hay

exposición a lluvias o ambientes de alta humedad relativa (> 85%) ocasiona que los granos secos se

expandan en la superficie, pero como se requiere tiempo para que la humedad migre hacia adentro,

entonces el centro del grano no puede expandirse inmediatamente y se crean diferencias de

tensiones internas que finalmente resulta en formación de fisuras. La propensión del grano a

formar fisuras por adsorción de humedad ambiental (precipitación y alta humedad relativa) se

incrementa a medida que disminuye su contenido de humedad. Un ejemplo de esta relación se

observa en el Gráfico 38, (Siebenmorgen, T. 2016).

El déficit hídrico también incide en la presencia de centro blanco dado que el contenido de humedad

del grano no está distribuido de manera uniforme entre la región apical y basal del grano y entre las

zonas central y periférica. El agua penetra al endospermo desde el área cercana al embrión, y

avanza hacia la parte media y apical a través de la región periférica del endospermo hasta alcanzar

la región central. La región ventral es más rápidamente afectada que la dorsal. Al ocurrir déficit de

agua en alguna de estas partes, se ven rápidamente perjudicadas unas más que otras, lo cual influye

en el llenado del grano (el más alto gradiente es hacia la región ventral) (Juliano and Bechtel, 1985).

Otro factor ambiental que puede impactar la calidad del arroz, es la temperatura durante el

desarrollo del grano. El incremento en la temperatura del aire después de la floración aumenta

altamente el contenido de yeso y reduce el rendimiento de granos enteros en muchos cultivares.

Temperaturas altas durante la maduración aceleran el desarrollo del grano y la maduración, pero

reducen su peso final, dado que los granos son más blandos en la parte de los lados dorsal y basal,

lo cual indica acumulación retardada de carbohidratos en esas partes, lo que ocasiona llenado

insuficiente de las células dejando espacios llenos de aire en el endospermo que provocan la

opacidad (Matsuo et al., 1997), particularmente en algunas variedades de arroz muy susceptibles al

impacto de las altas temperaturas (variedad Cimarrón), mientras que otras son un tanto resistentes.

Del Rosario et al., (1968) han mostrado que la opacidad es debido a un empaquetamiento sin apretar

de los gránulos de almidón en esas zonas opacas del endospermo. Estudios posteriores (Evers y

Juliano 1976) confirman que en las regiones opacas los gránulos de almidón son un tanto esféricos

y empaquetados sin apretar. León y Carreres, 2002, consideran que las zonas opacas del grano que

pierden su cristalinidad, es por un mal empaquetamiento de los componentes celulares del

endospermo (como gránulos de almidón y proteína). Esto hace que el grano sea más frágil y se

rompa con más facilidad en el molino, en comparación con el grano cristalino cuyos gránulos de

almidón son poliédricos con empaquetamiento apretado.

Martínez et al., (2002) señalan que el centro blanco es un carácter multigénico con intervención

ambiental, el cual afecta parcialmente su expresión de tal manera que los granos de una misma

panícula pueden diferir en opacidad. La aparición de granos yesosos está asociado a heterogeneidad

en el cultivo en cuanto a la madurez, alta humedad de cosecha, temperaturas extremas durante la

Page 152: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

145

madurez (Livore, 2004), lo cual se magnifica si también al mismo tiempo, hay baja radiación que

implica menor producción de fotoasimilados para la síntesis de almidón (Kondo et al., 2007).

Algunas variedades como Bluebonnet 50, no presenta centro blanco aún cultivada en diferentes

ambientes, mientras que en la variedad Cimarrón es muy inestable y presenta endospermo cristalino

en pocos ambientes y la variedad IR8 presenta centro blanco en todos los ambientes. Torres et al.,

2002 en Colombia encontraron variedades estables de buena calidad tales como Oryzica Caribe 8,

Colombia 1, CR 1821, IR 22, Oryzica 1 y Palmar.

Asimismo, el medio ambiente modifica parcialmente el contenido de amilosa, el cual es el

componente de almidón del arroz relacionado con la textura después de la cocción. Las

temperaturas altas durante la maduración del grano disminuyen el nivel de amilosa, de tal manera

que el contenido de una variedad puede variar tanto como el 6 % de un período de siembra a otro

en ambientes diferentes. (Jennings et al., 1985).

En Venezuela el mejoramiento genético del arroz se encuentra actualmente en una situación

desfavorable, al presentar varios años de rezago en relación a otros países de la región, en cuanto al

manejo de recursos genéticos, dado que se están utilizando materiales con una base genética muy

estrecha (Acevedo et al., 2007), y desafortunadamente no han continuado recibiendo regularmente

el germoplasma proporcionado por el Fondo Latinoamericano de Arroz de Riego (FLAR), con base

genética más amplia y características agronómicas de interés (tipo de plantas más productivas,

tolerancia a plagas y enfermedades, mejor calidad industrial y tolerancia al calor) lo cual impide

obtener mejor ganancia por selección. El último vivero recibido corresponde al 2015, lo cual

implica que puede tener consecuencias sobre la variabilidad genética en las variedades comerciales

que se hacen más vulnerables, y por ende, ocasiona que los problemas bióticos y abióticos sean más

difíciles de resolver.

El calentamiento global va a continuar, por lo tanto, al no haber disponibilidad de variedades

comerciales tolerantes al calor, es imperativo hacer cambios en el manejo del cultivo del arroz a

fin de mitigar el efecto del incremento de la temperatura. Deben ocurrir cambios en germoplasma,

fechas de siembra más tempranas, labranza, establecimiento de cultivo, riego intermitente, control

biológico de plagas y biofertilización, para hacer frente en mejores condiciones al cambio climático

e incrementar la eficiencia en el uso de los recursos.

En el ciclo de siembra que va de noviembre a mayo, ocurren incrementos de temperatura con

valores máximos entre mediados de abril y mayo, cuando la mayoría de los arroces ya han pasado la

fase reproductiva y llenado de grano, por lo que posiblemente las altas temperaturas por

calentamiento global no sea crítico en este momento para la producción y buena calidad del arroz

obtenida por los productores que siembran hasta mediados de diciembre. No obstante si tales

temperaturas ocurren entre marzo y abril (años Niño), entonces el efecto negativo sobre la

productividad y calidad del arroz puede ocurrir, dado que las plantas estarían expuestas al calor

durante las fases sensibles (reproductivo y llenado del grano), por lo que es necesario en esos casos

cuando se anuncian eventos de calentamiento global, disponer de cultivares tolerantes a las altas

temperaturas. Se requiere contar con germoplasma con más tolerancia a las altas temperaturas

nocturnas, lo cual será esencial en el desarrollo de nuevas variedades para un ambiente cada día

más cálido.

7.1.2. Factores que afectan el rendimiento industrial de arroz durante la cosecha

El grano pulido o blanco total está constituido por los granos enteros (granos o fracciones de grano

que representen tres cuartas partes o más de su longitud original), y los granos partidos. El

rendimiento de arroz pulido o blanco total y el rendimiento de grano entero, representan el peso de

grano pulido y el peso de grano entero con respecto al grano paddy inicial, respectivamente.

Page 153: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

146

La oportunidad en que se haga la cosecha es

realmente importante para obtener el mejor

rendimiento de molino. El rendimiento de grano

entero varía de acuerdo al contenido de humedad

al cual el arroz es cosechado (Gráfico 43). En

Venezuela, si el arroz es cosechado con humedad

de grano entre 20 y 24% se obtienen los mejores

rendimientos industriales.

Cuando el arroz está madurando, los granos en

una panícula, presentan distintos contenidos de

humedad, dónde algunos tienen valores por

encima o por debajo de la humedad óptima de

cosecha. Esta condición puede dar origen a

reducción de calidad de molino dado que estos

granos son de estructura débil y pueden partirse

durante la molienda. En tal sentido, es

recomendable cosechar el arroz en el estado de óptimo contenido de humedad.

Alvaro Castillo (Ediagro LTD) realizó la caracterización (características físicas, molinería y

cocción) de las variedades de arroz F 50, Cimarrón, Sativa, Z 15, Fonaiap 1, Palmar, PN 1 y Orizica

3, para el período comprendido entre el año 2002 y primer trimestre de 2003.

Las muestras provinieron de lotes comerciales recibidos en tres molinos en el estado Portuguesa

(Iancarina, Corina y Asoportuguesa) y en un molino en Calabozo (Corina). En total se analizaron

1.630 muestras de las cuales 1.492 correspondieron a la zona de Portuguesa y 138 se recolectaron

en Calabozo, y se determinaron las variaciones estacionales de calidad que ocurren en las muestras

de arroz de estas zonas de producción.

En los Cuadros 14, 15 y 16 se presentan los resultados de los Índices de Grano Entero, Grano

Yesoso y Centro Blanco. En primer lugar se observa que las variedades F 50 y Cimarrón presentan

los valores más altos de grano entero, mientras que Fonaiap 1 y PN1 (Cuadro 14) dieron menor

rendimiento de grano entero. Cabe destacar que estas dos variedades fueron rechazadas por su

característica de presentar bajo rendimiento de grano entero. Se observan, además, amplias

variaciones estacionales de los índices de grano entero, encontrándose los mejores resultados

durante el período de diciembre a marzo, lo cual coincide con la época en la que el período

reproductivo y el llenado del grano han ocurrido en los meses de menor temperatura y baja

humedad relativa.

Los arroces cosechados en los siguientes meses con temperaturas más altas, tienden a presentar

menor rendimiento de grano entero en todas las variedades evaluadas, ya que estas temperaturas

descompensan la relación de la acumulación de los productos fotosintéticos en el grano y la

duración del período de llenado el cual se reduce. Este efecto de las temperaturas altas es más

perjudicial a partir del mes de mayo cuando comienzan las lluvias y disminuye la radiación solar.

En estas condiciones la planta dispone de menos fotoasimilados para llenar los sumideros y se

afecta el peso de los granos. Además se agrega otro factor que impacta la calidad de molino, que

ocurre en aquellos arroces cosechados con bajo contenido de humedad, dónde los granos secos de

arroz son higroscópicos y tienden a adsorber agua ambiental, lo cual produce fisuras que van a

incrementar el porcentaje de granos partidos.

Gráfico 43. Relación entre el porcentaje de granos enteros

cosechados a <14 % y > 22 % de humedad.

Keiser, Arkansas.

Rendimiento

< 14 % H >22 % H

Fuente: Siebenmorgen et al,, 2016

Gra

nos

(%)

Gra

nos

ente

ros

(%)

Humedad del grano a cosecha (%)

Page 154: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

147

Cuadro 14. Variaciones estacionales del índice de grano entero con reposo de 24 horas. Zona de

Acarigua.

Mes F 50 Cimarrón Sativa Z 15 Fonaiap 1 PN 1 Orizica 3

Marzo 02 62.6% 60.6% 60.7% - - - -

Abril 54.9% 54.2% 53.1% 50.0% - - 61.5%

Mayo 50.2% 49.1% 48.3% 47.6% 45.9% 48.3% 47.8%

Junio 49.6% 50.3% 49.0% 48.5% 47.5% 47.5% 49.4%

Julio 48.6% 49.6% 48.9% 48.8% 41.5% 48.6% -

Agosto 52.6% 50.3% 50.0% 49.6% 45.8% 49.0% -

Septiembre. 49.7% 49.5% 49.7% 50.0% 42.0% 49.0% 50.6%

Octubre 53.6% 50.8% 48.4% 47.0% 38.7% 44.4% 51.3%

Noviembre. 53.9% 48.7% 48.1% 47.1% 41.7% 37.1% 56.4%

Diciembre. 52.6% 49.1% 48.3% 47.5% 39.1% 42.1% -

Enero 03 50.5% 51.8% - 49.0% 45.6% 47.1% 51.4%

Febrero 52.0% 51.7% 50.2% 50.2% 41.2% 50.5% 47.1%

Marzo 53.1% 56.4% 55.9% 52.4% 39.0% - -

Abril 52.1% 53.4% 46.7% 48.3% 33.1% - -

Promedio 52.6% 51.8% 50.6% 48.9% 41.8% 46.4% 51.9%

Fuente: Alvaro Castillo. 2009

En los cuadros 15 y 16 se presentan los resultados de la evaluación de los índices de grano yesoso y

centro blanco. La variedad Orizica 3 presenta los menores índices de grano yesoso y centro blanco,

mientras que las cifras más altas corresponden a las variedades F 50, Cimarrón y Fonaiap 1 las

cuales muestran más susceptibilidad a los cambios estacionales. Económicamente los granos

yesosos o con centro blanco no son deseables dado que tienden a partirse durante la molienda,

debido a que las áreas opacas del endospermo son más débiles que las áreas translúcidas. El

principal factor ambiental que influye en la opacidad es la temperatura después de la floración, dado

que las altas temperaturas incrementan el centro blanco, mientras que las bajas lo disminuyen.

Cuadro 15. Variaciones estacionales del índice de grano yesado. Zona Acarigua

Mes F 50 Cimarrón Sativa Z 15 Fonaiap 1 PN 1 Oricica 3

Marzo 02 4.28 6.83 7.60 - - - -

Abril 6.13 6.11 4.12 5.38 - - 7.10

Mayo 7.96 7.41 6.33 7.00 7.64 5.70 7.55

Junio 8.39 7.61 7.00 7.73 7.88 7.00 7.80

Julio 7.05 8.18 6.51 7.39 5.12 7.55 -

Agosto 6.65 8.09 7.40 7.09 7.28 6.70 -

Septiem. 5.27 5.90 2.95 3.48 4.82 6.98 2.41

Octubre 9.37 8.55 3.62 4.50 5.58 8.51 2.67

Noviemb. 4.88 5.39 2.07 2.72 4.50 2.93 3.89

Diciemb. 7.24 9.08 4.87 4.90 7.94 4.32 -

Enero 03 8.60 8.69 - 5.85 8.48 6.58 3.26

Febrero 7.34 5.27 6.04 6.07 6.86 7.56 3.22

Marzo 11.98 8.75 6.42 8.12 12.79 - -

Abril 11.80 9.74 6.97 9.61 12.20 - -

Promedio 7.64 7.54 5.53 6.14 7.59 6.38 4.74

Fuente: Alvaro Castillo. 2009

Page 155: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

148

Cuadro 16. Variaciones estacionales del índice de centro blanco. Zona Acarigua

F 50 Cimarrón Sativa Z 15 Fonaiap 1 PN 1 Orizica 3

Marzo 02 3.43 1.97 2.46 - - - -

Abril 3.99 5.35 2.55 2.20 - - 3.83

Mayo 9.13 9.04 8.13 8.53 9.42 7.88 9.90

Junio 9.50 8.67 8.50 9.33 8.95 8.30 8.52

Julio 8.47 9.52 7.36 8.50 9.46 8.60 -

Agosto 9.79 11.28 8.65 8.12 10.55 8.00 -

Septiem. 5.82 4.09 3.75 3.63 4.93 4.64 2.96

Octubre 8.95 6.17 4.77 5.46 3.65 3.62 3.83

Noviemb. 5.74 6.04 2.54 2.48 2.61 1.21 5.40

Diciemb. 7.76 8.00 5.32 5.90 5.65 4.88 -

Enero 03 8.79 7.67 - 5.90 8.40 6.19 4.78

Febrero 7.20 7.67 6.54 6.79 5.93 7.68 3.72

Marzo 8.24 9.18 7.44 9.09 7.08 - -

Abril 9.75 10.69 6.63 9.02 12.80 - -

Fuente: Alvaro Castillo. 2009

7.2. Control de Pérdidas en Cosecha de Arroz.

Las pérdidas en la cosecha de arroz en Venezuela son importantes, encontrándose en algunos casos

valores que superan los 800 kg/ha con variaciones entre equipos. Pozzolo et al., (2006) reportan

que las pérdidas de arroz durante la cosecha en Argentina, en promedio superan los 180 Kg/ha con

variaciones de más del 50 % entre equipos. En la actualidad, se estima que las pérdidas totales no

deben superar el 2% del rendimiento potencial del cultivo, es decir que, por ejemplo, para un

rendimiento de 7000 Kg/ha se aceptan pérdidas de 140 Kg/ha.

El productor debe evaluar las pérdidas de cosecha, lo cual le permitirá no solo tener la certeza de

estar dentro de los límites que caracterizan un buen trabajo, sino también identificar las fuentes de

dichas pérdidas para emprender las acciones tendientes a sus soluciones posibles. En tal sentido es

importante asegurarse que el equipo no esté botando arroz en exceso ya que puede convertirse en un

problema de reducción económica de la producción. Se recomienda una adecuada regulación de la

combinada de acuerdo a la situación de cada lote, y corregir errores para lograr una cosecha

eficiente.

Adicionalmente a la calibración debe verificarse permanentemente el remanente de arroz que deja

la combinada, ya que además de la pérdida económica se incrementa la germinación de arroz

espontáneo, durante la adecuación del lote en la siguiente campaña.

La División de Alimentos Polar y la Universidad Lisandro Alvarado (UCLA) en el año 2009,

realizaron un trabajo sobre caracterización y control de pérdidas de granos de arroz durante la

cosecha, usando 8 combinadas convencionales de diferentes marcas y modelos, en 8 campos de

varios productores de arroz del Sistema de Riego Río Guárico (SRRG), lográndose identificar los

problemas de pérdidas de grano que ocurren durante la cosecha mecanizada (Cuadro 16).

Dichas pérdidas pueden ser ocasionadas en los diferentes componentes de la cosechadora:

1. En el sistema de corte: mala regulación del molinete

2. En el sistema de trilla: velocidad del cilindro, alimentación excesiva cuando la máquina avanza

demasiado rápido, altura de corte, separación cilindro-cóncavo

Page 156: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

149

3. En el sistema de separación (saca pajas): orificios de los saca pajas tapados, velocidad de los

saca pajas, sobre carga de material

4. En el sistema de limpieza: velocidad insuficiente del ventilador, sobrecarga del material

cosechado, zarandas muy abiertas, zarandón muy cerrado.

En los cuadros 17 y 18 se presentan los problemasb más comunes atribuibles a la incorrecta

regulación de la cosechadora y sus posibles soluciones a fin de disminuir los niveles de pérdidas de

granos.

Existen máquinas como la CASE III 2388 AXIAL FLOW que cuentan con sensores que indican la

cantidad de granos que se están perdiendo. Estos sensores son amplificadores del sonido que

producen los granos cuando impactan sobre el panel y son colocados de manera que puedan medir

discriminadamente las pérdidas de cola, zaranda y zarandón. El sonido es procesado y registrado en

un display en el tablero de la cabina.

Page 157: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

150

Cuadro 17. Problemas mas comunes durante la cosecha, sus causas y soluciones posibles

PROBLEMAS EN EL SISTEMA DE CORTE

PROBLEMAS (S) CAUSA (S) POSIBLE (S) SOLUCIÓN (ES)

• Grano cae al suelo • Excesiva velocidad

molinete

• Molinete adelantado

• Molinete muy bajo

• Cultivo muy seco

• Reducir velocidad del molinete

(índice molinete 1.25 a 1.75)

• Retrasar molinte

• Subir molinete

• Cosechar con la humedad

correcta

• Pérdida del material cortado

al frente de la barra de corte

• Baja velocidad del

molinete

• Molinete muy alto

• Aumentar la velocidad del

molinete (índice del molinete

1.25 a 1.75)

• Bajar el molinete

• Acción cortadora irregular

(Tallos mal cortados)

• Cuchillas y/o guardas

defectuosas

• Excesiva tolerancia entre

cuchilla y guarda

• Recorrido insuficiente de

las cuchillas en las guardas.

• Cambiar piezas dañadas o

gastadas

• Reducir la tolerancia entre

cuchilla y guarda

• Verificar que el recorido de las

cuchillas vaya dentro de la

guardas

• Material cortado se enreda y

gira con el molinete

• Velocidad alta del molinete

• Acción muy agresiva de

los ganchos del molinete

• El molinete está trabajando

muy alto

• Reducir velocidad del molinete

• Disminuir la inclinación de los

ganchos del molinete

Subir el molinete

PROBLEMAS EN EL SISTEMA TRILLA (CILINDRO-CÓNCAVO)

• Granos sin trillar en las

Panículas (Panículas con

granos)

• Porcentaje de humedad

muy alto.

• Baja velocidad del cilindro

• Mucha separación cilindro-

cóncavo

• Poca alimentación del

sistema de trilla

• Cosecha a humedad correcta

• Aumentar velocidad del

cilindro

• Reducir velocidad cilindro-

cóncavo

• Aumentar la velocidad de la

máquina o bajar el cabezal para

aumentar el flujo de material

• Granos partidos en el tanque • Alta velocidad del cilindro

• Poca separación cilindro-

cóncavo

• Cóncavo obstruído

• Presencia de mucho grano

limpio en el material de

trilla

• Reducir velocidad del cilindro

• Aumentar separación cilindro-

cóncavo

• Limpiar cóncavo

• Aumentar abertura del

zarandón

Fuente: División de Alimentos Empresas Polar – Universidad Lisandro Alvarado. 2009. Evaluación

pérdida de granos en cosecha mecanizada de arroz en el Sistema de Riego Río Guárico.

Page 158: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

151

Cuadro 18. Problemas mas comunes durante la cosecha, sus causas y soluciones posibles

PROBLEMAS EN EL SISTEMA DE SEPARACIÓN SACAPAJAS

PROBLEMAS (S) CAUSA (S) POSIBLE (S) SOLUCIÓN (ES)

• El grano suelto sale por los

sacapajas

• Cóncavo tapado con paja

• Orificios de los sacapajas

tapados

• Sobrecarga de material

• Velocidad insuficiente de los

sacapajas

• Limpiar cóncavo

• Limpiar orificios

• Reducir velocidad de avance de

la máquina o subir altura de corte

(según sea el caso)

• Ajustar o tensar correas.

PROBLEMAS EN EL SISTEMA DE LIMPIEZA ZARANDÓN, ZARANDA Y VENTILADOR

• Impurezas en el tanque de

granos

• Insuficiente corriente de

aire del ventilador

• Zarandas muy abiertas o de

orificios muy grandes

• Sobretrilla (trituración) de

paja en el cilindro-cóncavo

• Maquina sobrecargada con

material cosechado

• Aumentar la velocidad del

ventilador

• Disminuir aberturas de las

zarandas o cambiar por una de

orificios más pequeños

• Reducir la velocidad del

cilindro y/o aumentar la

separacion cilindro-cóncavo

• Reducir velocidad de avance o

subir altura de corte.

• Pérdidas de granos por el

sistema de limpieza

• El grano es volado por alta

velocidad del ventilador

• Zarandón muy cerrado

• Zarandón tapado

• Trilla excesiva (sobrecarga

con material muy picado)

• Máquina sobrecargada con

material cosechado

• Zarandón sobrecargado y

el grano sale con el

material.

• Reducir la velocidad del

ventilador

• Aumentar abertura del

zarandón

• Limpiar zarandón

• Reducir velocidad del cilindro

y/o aumentar cilindro-cóncavo

• Reducir velocidad de avance o

subir altura de corte

• Aumentar corriente de aire.

Abrir persianas del zarandón

Fuente: División de Alimentos Empresas Polar–Universidad Lisandro Alvarado. 2009. Evaluación

pérdida de granos en cosecha mecanizada de arroz en el Sistema de Riego Río Guárico.

Page 159: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

152

8 Áreas Arroceras con

nuevos diseños de Campo

n Venezuela, en el período comprendido entre enero del 2005 a abril del 2016, se adaptaron

4.804 hectáreas para la siembra en rotación del arroz con el maíz, o bien con otros cultivos

(sorgo, soya, girasol, ajonjolí, caña de azúcar, hortalizas).

La mayor área desarrollada correspondió al Estado Portuguesa

(Gráfico 41) por ser la zona arrocera más importante del país,

dónde se adecuaron con los nuevos diseños de campo, 2.991

hectáreas (62,3%) y en menor proporción Barinas 891.17 ha

(18.5 %), Cojedes 539.04 ha (11,2 %), Apure 245,19 (5,1 %) y

Guárico 79,63 ha (1,7 %) y Lara con 58 ha (1,2 %).

Los campos nivelados con los nuevos diseños de campo en el

estado Portuguesa (municipios Ospino, Esteller y Turen), y en el

Estado Cojedes, se realizaron en fincas arroceras de varios años

de establecidas en el negocio del arroz, con agricultores de larga

experiencia en el manejo de este cultivo.

La zona de Calabozo en el Estado Guárico, segunda zona

productora de arroz del país, a pesar de tener la mayor tradición

en la siembra de arroz de riego, algunos agricultores no

aceptaron la recomendación de rotar el arroz con maíz, debido al

temor de afectar al cultivo de la rotación, con las aplicaciones de

productos químicos utilizados en la protección vegetal del arroz

Por el contrario, en Barinas, las adecuaciones de los terrenos se

realizaron con agricultores sin ninguna experiencia en el cultivo

de arroz, sin embargo, lograron nivelar mayor área que en el

Estado Cojedes. Las siembras se establecieron en el Distrito

Pedraza, región muy rica en aguas subterráneas y con afluentes

que mantienen caudales elevados durante la temporada de

estiaje, entre ellos el río La acequia. Además la disponibilidad de

suelos aptos para el establecimiento de la rotación del arroz con

otros cultivos, la convierten en una zona de alto potencial para la explotación del arroz, tal como se

puede apreciar en este lote en la finca Las Marías (Foto 98).

El pionero de esta actividad en el Municipio Pedraza, fue el agricultor Reinaldo (Pillo) Vega de la

finca Las Marías, quien en una visita a Portuguesa, pudo ver siembras de arroz con los nuevos

diseños de campo. En el periodo 2013 al 2015, niveló 250 hectáreas aptas para la rotación arroz-

maíz, alcanzando notable éxito regando con aguas del río La Acequia. Por ser nativo de la zona,

logró que otros agricultores se incorporaran a esta actividad.

E

Foto 98. Lote arroz finca Las Marías, Pedraza. Barinas.

0 1000 2000 3000

Portuguesa

Barinas

Cojedes

Apure

Guarico

Lara

2991.6 891,17

539,04

245,19

79,63

58

Gráfico 44. Fincas niveladas con doble propósito en Venezuela.

Hectáreas

Page 160: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

153

9

Actividades de Capacitación y

Divulgación

9.1. Capacitación

uando un campo de arroz es sometido a un proceso de reingeniería, se introducen cambios

radicales al sistema, los cuales son desconocidos por parte de los usuarios, y por lo tanto, se

requiere capacitar al personal que participa en todas las fases del proyecto: Dueños de

fincas, gerentes de campo, operadores de maquinaria agrícola, operadores de equipo de nivelación,

regadores, etc. Las actividades de capacitación desarrolladas fueron las siguientes:

9.1.1. Selección del equipo de nivelación

De acuerdo al tamaño del área a intervenir, se selecciona el

número de tractores con adecuada potencia para el tamaño

de pala de nivelación y del número de tractores e

implementos requeridos para apoyar al movimiento de tierra.

9.1.2. Discusión del anteproyecto

Una vez obtenida la propuesta del diseño de campo a

implementar, el proyectista tiene que discutirlo con el

propietario o en su defecto con el encargado de la finca.

Constituye una actividad importante porque es la

oportunidad de recibir información sobre los problemas de

campo a resolver en los lotes a nivelar (foFto 99).

9.1.3. Entrenamiento de operadores de maquinaria.

Los operadores de maquinaria, tanto de los equipos de

nivelación como de preparación de tierras, deben estar

perfectamente enterados de la información suministrada

por el proyectista (Foto 100). La mayor responsabilidad

corresponde al operador, quien tiene que introducir en el

emisor laser las pendientes de los dos planos de nivelación a

los paños que se van a nivelar (Foto 101), y es quien

estaciona la pala niveladora en el sitio seleccionado en el

plano con la profundidad de corte para ese sitio, a fin de

iniciar el movimiento de tierra.

C Foto 99. Discusión del diseño de campo

con los propietarios y con el proveedor de equipos de nivelación.

Foto 100. Discusión de la data elaborada

por el proyectista con los operadores

del equipo de nivelación.

Page 161: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

154

El operador de la maquinaria agrícola cuya

función es facilitar el movimiento de tierra con

el uso de bigrome o subsolador, debe ponerse de

acuerdo con el operador del equipo de

nivelación, quien le indicará el área donde se

requiere mover el terreno para facilitar la

penetración de la pala niveladora.

9.1.4. Entrenamiento de los regadores

Por lo general en las fincas arroceras niveladas

sin pendiente, disponen de personal entrenado

en el manejo del riego. Cuando se introducen

cambios con los nuevos diseños de campo, el

proyectista está en la obligación de indicarle a

los regadores y al personal de la finca, los

cambios introducidos al sistema en la red de

canales, el uso de taipas o bien en el punto de salida de las aguas de escorrentía. Un buen ejemplo

de esto lo constituye el menor distanciamiento entre los muros cuando se construyen con la

taipeadora. Por ello, cuando los regadores observan que se han duplicado y hasta triplicado el

número de muros, piensan que tienen que realizar mayor esfuerzo al acondicionamiento del campo

para el riego, dada la cantidad de pases a construir, cuando en realidad es todo lo contrario, puesto

que no se requiere colocar pases cubiertos de plástico, sino que se pueden construir con zanjadora.

9.2. Divulgación de información

Las experiencias adquiridas durante los años de ejecución del proyecto, fueron compartidas con

agricultores de las diferentes regiones arroceras del país, mediante días de campo, charlas en

Asociaciones de agricultores y empresas molineras de arroz (Foto 102).

En este sentido, es de destacar los días de

campo auspiciados por Fundación Danac en

Turen y Calabozo, denominados “La

innovación se cultiva” y en charlas dictadas en

Chivacoa (Yaracuy), Calabozo y Valle La

Pascua (Guárico), así como el financiamiento

del proyecto de adecuación de tierras de 2

lotes demostrativos en fincas de agricultores

(Portuguesa y Guárico). También fue

importante el apoyo de Asoportuguesa, al

auspiciar días de campo en fincas de

agricultores de Portuguesa y en sus cursos de

producción de maíz realizados anualmente en

su sede de Acarigua, para difundir los

avances en los programas de adecuación de

tierras. Nuestro agradecimiento a

FUNDARROZ, al permitirnos sus

instalaciones para charlas sobre las mejoras introducidas en los campos arroceros y la oportunidad

que nos brindaron para analizar la factibilidad de la rotación arroz-soya.

Foto 102 Día de campo en Majaguas con la participación de agricultores de Aragua, Cojedes, Portuguesa y Guárico. Majaguas 2013.

Foto 101. Operador introduciendo data del paño para iniciar la nivelación.

Page 162: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

155

9.3. Financiamiento de los proyectos

El financiamiento de los proyectos se inició directamente con el aporte de los agricultores de los

Estados Portuguesa, Cojedes y Barinas. En el 2006 la Asociación de Productores Independientes

(PAI), financió 700 hectáreas para agricultores de los municipios Turén y Santa Rosalía. En el

2013, Asoportuguesa y Anca iniciaron el programa de financiamiento a sus asociados en los

municipios: Turén, Santa Rosalía, San Rafael de Onoto, Esteller y Ospino, vigentes hasta el 2016.

Esperamos que con el transcurrir de los años, los departamentos de investigación de estas

organizaciones, evalúen las mejoras operacionales en los lotes adecuados y el incremento de los

rendimientos obtenidas en estos campos, y con ello, promover la divulgación de los logros

alcanzados. De esta forma será posible continuar transformando los campos arroceros, en terrenos

que puedan ser utilizados en la rotación del arroz con otros cultivos y mejorar la salubridad de

nuestros suelos, la disminución de los costos de producción y por ende los ingresos de los

agricultores.

Page 163: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

156

10

Asistencia Técnica

a Asistencia Técnica a los agricultores de las zonas productoras de arroz de Venezuela, es

suministrada por asociaciones de productores, casas comerciales de insumos agrícolas,

profesionales en libre ejercicio de la profesión y organismos del Estado dedicados a la

investigación y divulgación agrícola. Estas organizaciones cuentan con personal técnico

especializado (Ingenieros agrónomos y Técnicos agrícolas). También algunas casas especializadas

en el área de irrigación, han apoyado a los agricultores en la elaboración y desarrollo de proyectos

de riego, particularmente en riego por aspersión, y en años recientes, a la adecuación de campos con

tecnología láser para resolver los problemas inherentes al drenaje y al riego por gravedad (surcos e

inundación).

En términos generales, el servicio técnico prestado por estas organizaciones, ha estado orientado

fundamentalmente al manejo del crédito y recomendaciones sobre el manejo agronómico (control

de plagas y enfermedades, abonamiento, introducción de nuevas variedades, etc). El proceso

consiste en visitas de los técnicos, a los lotes de siembra en fincas de agricultores adscritos a la

organización, donde hacen un diagnóstico sobre el estado en que se encuentra el cultivo y dejan las

recomendaciones para corregir los problemas detectados, entregadas normalmente a los encargados

de las fincas y no directamente al productor. No siempre se logra con este procedimiento que estas

recomendaciones se ejecuten oportunamente. A cada técnico le entregan un grupo determinado de

fincas, en un determinado sector, donde tienen que recorrer grandes distancias y por lo tanto, menor

tiempo disponible para realizar la inspección de los campos. Visto de esta manera, los técnicos

sustituyen a los encargados y/o propietarios en la inspección de campos. Es de esperar que después

de varios años recibiendo este servicio, los encargados de las fincas debieran estar capacitados en

realizar el diagnóstico de los campos y proceder a resolverlos. En caso que aparezcan nuevos

problemas (presencia de nuevas plagas o de enfermedades) solicitar el apoyo del departamento

técnico de los organismos que lo suministran.

Los Nuevos Enfoques de la Asistencia Técnica.

La situación actual de la agricultura en Venezuela, requiere de grandes esfuerzos para su

recuperación económica y amerita que las organizaciones dedicadas a la asistencia técnica adopten

nuevos enfoques para su ejecución, que contribuyan a que los avances tecnológicos estén al alcance

de los agricultores. No puede ser productiva una finca donde deficiencias en manejo agronómico

del cultivo y en la toma de decisiones añade ineficiencia al sistema. Es necesario gerenciar la

tecnología a fin de tener un mayor conocimiento del sistema productivo para poder ser

competitivos, lo cual incluye innovación tecnológica de las empresas productoras de arroz.

.1. Es conveniente una mayor participación de los dueños de finca en la toma de decisiones en su

manejo. Es notable la diferencia entre fincas atendidas directamente por los propietarios y

aquellas donde estos la visitan esporádicamente, delegando esta responsabilidad en el

encargado. Los subsidios en combustibles y lubricantes, el costo de la electricidad e insumos

agrícolas, permitieron una buena rentabilidad en muchos de los predios, sin tener alta eficiencia

L

Page 164: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

157

en su operatividad. En los tiempos por venir, es de esperar que los costos de producción se

eleven considerablemente y por tanto, también se va a requerir mayor eficiencia en el manejo de

las fincas.

.2. Los técnicos agrícolas deben actuar como agentes de cambio, que pongan también atención a

otros problemas distintos al manejo agronómico (plagas, enfermedades, nutrientes, etc), tales

como el mantenimiento de drenajes, el manejo del riego, la adecuación de campos que

promuevan la rotación de cultivos y la implementación del uso de camellones bajos (taipas) que

permiten mayor población de plantas/ha y mayor número de hijos/planta y con ello, el

incremento de la producción.

3. Las Asociaciones de Productores, por lo general, no cuentan con personal técnico capacitado en

resolver problemas de mal drenaje y/o manejo del riego. Sería conveniente que sus técnicos

recibieran entrenamiento en el manejo del riego en campos arroceros con nuevos diseños de

campo con pendiente.

4. La falta de insumos y combustible y otros problemas inherentes al mantenimiento de las fincas,

han determinado en los últimos años, un deterioro progresivo de los campos de cultivo (azolves

en canales de drenaje, desnivel en paños de riego, deterioro de vías internas, etc). Para la

recuperación de muchos de los predios el uso de drones surge como una alternativa para

realizar diagnósticos integrales en los lotes, que permitan priorizar los problemas en las finca.

Para ello, las asociaciones de productores, particularmente aquellas que han sido exitosas en la

prestación de servicios para sus asociados (transporte, recepción de cosechas, aspersiones aéreas,

venta de equipos agrícola), deberían analizar la posibilidad de este servicio. Se requiere

conformar un equipo constituido por: piloto de drones, experto en fotointerpretación de

fotomosaicos tomados con cámaras espectrales, topógrafo e Ingeniero agrónomo. También es

posible, que se apoyen en empresas de servicios especializadas en realizar estos diagnósticos,

como las que han surgido en otros países latinoamericanos (Panamá, Colombia) entre otros. Con

estos fotomosaicos se logran planos topográficos con curvas a nivel, área de los lotes de

siembra, información de la salubridad y deficiencias hídricas de los cultivos, que permite

derivar recomendaciones y priorizar soluciones.

5. Los entes que prestan asistencia técnica, particularmente en el Estado Portuguesa, tienen que

concientizarse, que uno de los problemas más limitantes para la producción agrícola de esta

región del país, son los problemas de mal drenaje, acarreados por las crecidas del río

Portuguesa y sus afluentes, así como el pobre mantenimiento de los drenajes, tanto de la red

construida por el estado como a nivel de las fincas, dando origen a cuantiosas pérdidas de la

producción por inundación, particularmente en maíz y en menor proporción en el arroz. No es

recomendable realizar inversiones de adecuación de campos con pendiente, en sectores por

debajo de los 100 m.s.n.m. (zonas totalmente inundable) o cercanas a esta, por la dificultad de

extraer los excedentes de lluvia. En épocas recientes, hemos visto como se han aportado recursos

financieros en la adecuación de campos con tecnología láser para la siembra de maíz, en las

zonas bajas del Estado Portuguesa, donde han ocurrido pérdidas importantes del área cultivada,

al no funcionar adecuadamente la red de drenaje de la zona.

6. Algunos productores de arroz tienen la creencia, que tirantes altos de agua en los drenajes al final

de los lotes (por falta de mantenimiento), les ayuda al control de malezas, porque consideran que

el arroz es una planta acuática. Los técnicos de campo deben contribuir a eliminar esta creencia.

Hay que destacar que después de la siembra es necesario drenar el lote para la germinación y con

ello obtener un buen establecimiento del cultivo, con plántulas cortas y fuertes a fin de generar

un adecuado número de tallos vigorosos, que posteriormente sean portadores de panículas

grandes y fuertes. La plántula de arroz es capaz de desarrollar raíces más rápidamente, si el suelo

Page 165: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

158

está aireado, dado que es difícil el desarrollo de las plantas de arroz bajo condiciones de

deficiencia de oxígeno y por lo tanto, es necesario suministrar oxígeno para promover el

desarrollo del sistema radical. El 50 % del éxito del cultivo depende de un buen establecimiento.

Otro de los paradigmas, es creer que cuando se levanta el tirante del agua en el dren colector, la

nivelación de los campos con pendiente les ayudará a la salida rápida de las aguas,

desconociendo que al elevarse el agua en el colector, se levanta el tirante en los canales

secundarios, de tal manera que no es la pendiente del terreno la que determina la salida de agua,

sino es la pendiente hidráulica quien la determina (desnivel de la superficie del agua en un canal)

7. En campos arroceros nivelados con pendiente, es recomendable promover actividades de

investigación en aspectos relacionados con: rotación arroz- maíz, la incorporación de residuos de

cosecha, la utilización de camellones bajos (taipas), la utilización de fertilizantes y plaguicidas

biológicos, la utilización de la mínima labranza, la aplicación de riego intermitente, a objeto de

promocionar una agricultura dentro del marco de los conceptos de manejo sustentable.

8. Aquellas Asociaciones que han incluido en sus programas el apoyo financiero para la adecuación

de campos arroceros con pendiente (nuevos diseños de campo), es recomendable que el

departamento técnico evalúe el impacto que estos han tenido sobre la productividad en las

fincas.

Page 166: Experiencias de Reingeniería en la producción de arroz en ...

159

11. Bibliografía

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