Alta densidad de siembra en la producción de maíz con irrigación por goteo subsuperficial

ALTA DENSIDAD DE SIEMBRA EN LA PRODUCCIÓN DE MAÍZ CON IRRIGACIÓN POR GOTEO SUBSUPERFICIAL PRODUCTION OF MAIZE USING HIGH DENSITY SOWING AND SUBSURFACE DRIP IRRIGATION Aurelio Guevara-Escobar1, Gabriela Barcenas-Huante1, Francisco R. Salazar-Martínez2, Enrique González-Sosa1 y Humberto Suzán-Azpiri1 1

Universidad Autónoma de Querétaro. Centro Universitario s/n. Cerro de las Campanas. 76010. Querétaro, Santiago de Querétaro. 2Monsanto México. Mariano Otero 2347. 44550. Guadalajara, Jalisco.

RESUMEN

ABSTRACT

El maíz es el principal grano en la dieta mexicana y también es el cultivo irrigado más importante. Sin embargo, la escasez de agua es grave en México y la seguridad alimentaria no puede mantenerse sin irrigación. Para ayudar a resolver este problema, se examinó el efecto de la densidad de siembra de maíz en un sistema de riego subsuperficial. Se determinó que el rendimiento de forraje y grano del híbrido Tigre no fue diferente (p>0.05) entre los tratamientos (T): T1) líneas a 0.75 m y 90 000 semillas ha−1; T2) líneas a 0.75 m y 133 000 semillas ha−1; T3) líneas alternadas 0.4-1.1 m y 133 000 semillas ha−1. El promedio de materia seca del forraje fue 23.6 Mg ha−1 y 14.6 Mg ha−1 para grano. Aunque el índice de área foliar no fue diferente entre tratamientos después del jiloteo, el número de mazorcas por planta−1 para T1 (1.1) fue mayor que en los otros dos tratamientos (0.9; p≤0.05). El porcentaje de mazorca en el forraje fue mayor para T1 y T3 (60 y 63%) en comparación con T2 (53%; p≤0.05). T1 fue adecuado para la producción de maíz con labranza mínima y riego subsuperficial.

Maize is the main staple food in the Mexican diet and is also the most important irrigated crop. However, water shortage is very serious in México, and food security cannot be maintained without irrigation. To address this problem, the effect of maize density sowing was evaluated using a subsurface drip irrigation system. There were no differences in forage and grain yield of the hybrid Tigre (p>0.05), among treatments (T): T1) 0.75 m row spacing and 90 000 seeds ha−1;; T2) 0.75 row spacing and 133 000 seeds ha−1; T3) 0.4-1.1 m alternate row spacing and 133 000 seeds ha−1. Mean forage dry matter was 23.6 Mg ha−1 and grain yield was 14.6 Mg ha−1. Although leaf area index was not different among treatments after silking, the number of ears per plant was higher for T1 (1.1) compared to T2 and T3 treatments (0.9; p≤0.05). Forage ear percentage was higher for treatments T1 and T3 (60 and 63%) with respect to T2 (53%; p≤0.05). Treatment T1 was suitable for maize production using minimum tillage and subsurface drip irrigation.

Palabras clave: Lolium multiflorum, Zea mays L., indice de área foliar, riego por goteo.

Key words: Lolium multiflorum, Zea mays L., leaf area index, drip irrigation.

INTRODUCCIÓN

INTRODUCTION

a escasez de agua en México es seria, particularmente en el Altiplano, donde 80% del agua se destina a riego agrícola con eficiencias menores a 40% (CEC, 1999). La baja eficiencia se debe, en parte, a las deformaciones económicas para el uso del agua en este sector. Aspectos destacados son: la ausencia de pagos de derechos por uso del agua o descargas contaminantes, altos subsidios en la energía eléctrica para la extracción del agua, y el sector genera sólo 3% del producto interno bruto. Por tanto, es importante desarrollar e implementar técnicas de irrigación más eficientes e investigar formas de acrecentar el rendimiento de los cultivos.

he scarcity of water in México is serious, particularly in the High Plateau, where 80% of the water is destined for agricultural irrigation, with efficiencies below 40% (CEC, 1999). The low efficiency is due in part to the economic deformations for water usage in this sector. Important aspects are: the lack of payments for the use of water or contaminating discharges, high subsidies in electrical energy for the extraction of water, while the sector generates only 3% of the gross national product. Therefore, it is important to develop and implement more efficient irrigation techniques and to investigate ways of increasing crop yield. Maize (Zea mays) grain is basic in the Mexican diet, it is the principal crop in irrigation and represents 63% of the agricultural production (CEC, 1999). However,

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Recibido: Julio, 2004. Aprobado: Febrero, 2005. Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 39: 431-439. 2005.

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El grano de maíz (Zea mays) es básico en la dieta del mexicano, es el principal cultivo en irrigación y representa 63% de la producción agrícola (CEC, 1999). Sin embargo, desde la década de 1970, la autosuficiencia se perdió y ahora se depende de la importación del grano. Aumentar el rendimiento de grano por hectárea se reconoce como mejor alternativa de solución, en lugar de incrementar el área cultivable. En México el rendimiento de grano de maíz aumentó de 2.7 Mg ha−1, en 1980, a 4.6 Mg ha−1, en 2001, en condiciones de riego (CEC, 1999); mientras que el promedio nacional en EE.UU. aumentó de 1.3 Mg ha−1, en 1930, a 8.7 Mg ha−1, en 1994 (Troyer, 1999). La selección e hibridación de líneas del maíz ha permitido elevar el potencial productivo y la calidad de los materiales (IBPGR, 1991), pero las prácticas de cultivo han logrado más de 25 Mg ha−1 como récord de producción (Dobermann et al., 2003). Disminuir la distancia entre surcos o aumentar la densidad de plantas permiten aumentar el rendimiento de forraje verde o grano de maíz (Barbieri et al., 2000; Cox y Cherney, 2001; Pedersen y Lauer, 2002). Sin embargo, el rendimiento no se incrementa con estas estrategias (Cox y Cherney, 2002; Pedersen y Lauer, 2003). En parte, esto se explica porque los híbridos precoces rinden menos que los de ciclo completo cuando se reduce la distancia entre surcos (Farnham, 2001; Widdicombe y Thelen, 2002). También se incrementa el rendimiento de grano al ampliar el efecto de borde y así disminuye la competencia por luz (Lesoing y Francis, 1999; Reta et al., 2003). Tecnologías como la presurización y aspersión aumentan la eficiencia en el riego. Se ha investigado y mejorado la tecnología de riego por goteo, de gran importancia en las zonas semiáridas, ya que reduce la evaporación del suelo desnudo, el escurrimiento superficial y la percolación profunda (Mahbub et al., 2002). En particular, el riego subsuperficial por goteo (RSG) ha demostrado en zonas semiáridas ser una tecnología adecuada para la producción de maíz (Lamm et al., 1995). La operación adecuada de los sistemas RSG reduce en 25% las pérdidas de agua, en comparación con el riego tradicional, y al mismo tiempo mantiene rendimientos de 14 Mg ha−1 (Lamm y Trooien, 2003). Aunque la eficiencia de riego y consumo de agua por los cultivos es importante, ésta es poco significativa si no se acompaña por un alto rendimiento (Sinclair y Muchow, 2001). Evaluar el efecto de distancia entre surcos sobre rendimiento de los cultivos resulta difícil en un sistema RSG, ya que, por lo regular, las líneas de riego se establecen en forma equidistante entre los surcos. Además, la rentabilidad del RSG es sensible a la vida útil de la instalación (Lamm y Trooien, 2003). Una opción es sembrar en forma perpendicular a las líneas del RSG. Al respecto, no se ha observado efecto de la orientación del sistema de riego sobre el rendimiento de maíz sembrado a 0.76 m y

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since the 1970’s, self sufficiency has been lost, and now there is a dependence on the importation of the grain. Increasing grain yield per hectare is recognized as a better alternative solution, rather than increasing the cultivatable area. In México, the maize grain yield increased from 2.7 Mg ha−1, in 1980, to 4.6 Mg ha−1, in 2001, under irrigation conditions (CEC, 1999); whereas the national average in the United States increased from 1.3 Mg ha−1, in 1930, to 8.7 Mg ha−1, in 1994 (Troyer, 1999). The selection and hybridization of maize lines has made it possible to raise the productive potential and quality of the materials (IBPGR, 1991), but cultivation practices have allowed a production record of over 25 Mg ha−1 (Dobermann et al., 2003). Reducing row spacing or increasing plant density makes it possible to increase the yield of green forage or maize grain (Barbieri et al., 2000; Cox and Cherney, 2001; Pederson and Lauer, 2002). However, yield does not increase with these strategies (Cox and Cherney, 2002; Pederson and Lauer, 2003). In part, this is because the early maturing hybrids yield less than late maturing hybrids when row spacing is reduced (Farnham, 2001; Widdicombe and Thelen, 2002). Grain yield is also increased by widening the border effect, thus reducing the competition for light (Lesoing and Francis, 1999; Reta et al., 2003). Technologies such as pressurization and sprinkling increase efficiency in irrigation. The technology of drip irrigation has been investigated and improved, and is of great importance in the semi-arid zones, because it reduces the evaporation of the bare soil, surface runoff and deep percolation (Mahbub et al., 2002). In particular, subsurface drip irrigation (SDI) has been shown to be an adequate technology for maize production in semi-arid zones (Lamm et al., 1995). The adequate operation of the SDI systems reduces water loss by 25%, compared to traditional irrigation, while it maintains yields of 14 Mg ha−1 (Lamm and Trooien, 2003). Although the efficiency of irrigation and water consumption of the crops is important, it is insignificant unless it is accompanied by high yield (Sinclair and Muchow, 2001). It is difficult to evaluate the effect of row spacing on crop yield in an SDI system, given that, ordinarily, the irrigation lines are established in an equidistant form among the rows. Furthermore, the rentability of the SDI is susceptible to the useful life of the installation (Lamm and Trooien, 2003). One option is to sow perpendicular to the SDI lines. To this respect, no effect has been observed of the orientation of the irrigation system on the yield of maize sown at 0.76 m and with the irrigation lines spaced at 1.5, 2.0 or 3.0 m (Lamm et al., 1997). Due to the fact that crop density also influences the relationships of competition, the objective of the present study was to evaluate the effect of plant density on the

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las líneas de riego espaciadas a 1.5, 2.0 o 3.0 m (Lamm et al., 1997). Debido a que la densidad de siembra también influye en las relaciones de competencia, el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la densidad de plantas sobre el rendimiento de forraje y grano de maíz regado con un sistema de RSG con líneas transversales a las líneas de siembra. Como hipótesis se planteó que una mayor densidad de plantas aumenta el rendimiento de forraje verde para ensilar y el rendimiento de grano de maíz.

MATERIALES Y MÉTODOS El experimento se realizó durante la temporada primavera-verano de 2003, en el municipio de El Marqués, Querétaro (20° 37’ 21’’ N y 100° 13’ 56’’ O, con una altitud de 1913 m). El suelo es arcilloso y se clasifica como Vertisol pélico (Fluvisol eútrico, FAO, 1998). El clima es semiárido con lluvias en verano (BSw), con 500 mm de precipitación anual promedio y temperatura media mensual de 22 °C. Los cultivos anteriores al estudiado fueron maíz (Zea mays), en primavera-verano, y ballico (Lolium multiflorum), en otoño-invierno. La parcela experimental de 6 ha tuvo subirrigación por goteo a 0.3 m de profundidad y las líneas se instalaron de norte a sur, a 1 m de espaciamiento y con goteros a cada 0.4 m, con gasto de 250 L h−1 100 m−1 a 56 kg cm2 (Figura 1). Las líneas de goteo tienen conexión en ambas cabeceras para homogeneizar la presión y reducir las fallas por obstrucciones. El riego y la fertilización se controlaron por dosificación computarizada, y el sistema se alimenta de pozos profundos. El esquema de fertilización se determinó con base en el análisis de la concentración de clorofila en muestras foliares del cultivo obtenidas semanalmente. La fertilización por hectárea fue 200 kg N, 120 kg P, 140 kg K, 30 kg Ca y 10 kg Mg. El diseño experimental fue de bloques completos con un arreglo factorial de tres tratamientos (T): T1) siembra en líneas espaciadas a 0.75 m y densidad de 9×104 semillas ha−1; T2) siembra en líneas espaciadas a 0.75 m y densidad de 1.3×104 semillas ha−1; T3) siembra en líneas alternadamente espaciadas a 0.4 y 1.1 m y densidad de 1.3×104 semillas ha −1. El nivel de siembra a 9×104 semillas ha−1 y líneas alternadas no se incluyó porque el cierre del dosel sería muy tardío y no fue apreciado como viable por los productores. El cultivo invernal de ballico terminó con el último corte, el 10 de marzo, y la aplicación (3 L ha−1) de glifosfato (Faena, Monsanto). No se aplicó cultivo mecanizado. La parcela se sembró con el híbrido Tigre (Monsanto, México), el 20 de abril de 2003 y se regó ese mismo día. Se utilizó una sembradora de precisión Dobladense de vacío (Manuel Doblado, México) para siembra en líneas por labranza mínima, con orientación este a oeste y en forma transversal a las líneas de riego. Para T1 y T2 se hizo una escarda 39 d después de la siembra (dds). A 50 dds se asperjó (1 L ha−1) diazinon (Dazinon Dragon 25E, Dragon) y a 99 dds se aplicó (1 L ha−1) metamedofos (Tamaron, Bayer) para controlar la araña roja (Tetranychus urticae). Durante el desarrollo del cultivo existió daño ligero por gusano cogollero (Spodoptera frugiperda).

yield of maize grain and forage irrigated with an SDI system with lines transversal to the crop rows. As a hypothesis, it was postulated that greater plant density increases the yield of green forage for ensilage and of maize grain.

MATERIALS AND METHODS The experiment was carried out during the spring-summer cycle of 2003, in the municipality of El Marqués, Querétaro (20° 37’ 21” N and 100° 13’ 56” W, at an altitude of 1913 m). The soil is clay and is classified as pellic Vertisol (eutric Fluvisol, FAO, 1998). The climate is semi-arid with rains in summer (BSw), with 500 mm average annual precipitation and 22 °C mean monthly temperature. The crops prior to that under study were maize (Zea mays), in the spring-summer cycle, and rye grass (Lolium multiflorum), in the fall-winter cycle. The 6 ha experimental plot had subsurface drip irrigation at a depth of 0.3 m, and the lines were installed from north to south, spaced at 1 m and with emitters every 0.4 m, with an output of 250 L h−1 100 m−1 at 56 kg cm2 (Figure 1). The drip lines were connected at both heads to homogenize the pressure and to reduce the failures from obstructions. The irrigation and fertilization were controlled by computerized dosage, and the system was fed from deep wells. The fertilization scheme was determined based on the analysis of the chlorophyl concentration in leaf samples of the crop obtained weekly. The fertilization per hectare was 200 kg N, 120 kg P, 140 kg K, 30 kg Ca and 10 kg Mg. The experimental design was complete blocks with a factorial arrangement of three treatments (T): T1) sowing in rows spaced at 0.75 m and density of 9×104 seeds ha−1; T2) sowing in rows spaced at 0.75 m and density of 1.3×104 seeds ha−1; T3) sowing in rows alternately spaced at 0.4 and 1.1 m and density of 1.3×104 seeds ha−1. The sowing level at 9×104 seeds ha−1 and alternate rows was not included because the close of the canopy would be very late and it was not considered viable by the growers. The winter crop of rye grass ended with the last harvest, March 10, and the application (3 L ha−1) of glyphosphate (Faena, Monsanto). Mechanized tillage was not applied. The plot was sown with the hybrid Tigre (Monsanto, México), on April 20 of 2003, and was irrigated the same day. A precision Dobladense vacuum sower (Manuel Doblado, México) was used to sow in rows of minimum tillage, with east to west orientation, transversal to the irrigation lines. For T1 and T2, a weeding was carried out 39 d after sowing (das). At 50 das, diazinon (Dazinon Dragon 25E, Dragon) was sprayed (1 L ha−1), and at 99 das, metamedofos (Tamaron, Bayer) was applied (1 L ha−1) to control the red spider (Tetranychus urticae). During the development of the crop, there was light damage from the corn borer (Spodoptera frugiperda). At 30 das, the leaf area index (LAI) was measured, as well as the mean angle of inclination of the leaves (MIA) by means of a canopy analyzer (Li-Cor, 1992. Licor Inc., U.S.A.). Each measurement had four repetitions per treatment and consisted of a line of 10 m along the space between crop rows, and four measurements were obtained above and below the canopy; every 2 m the line was changed (Li-Cor,

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN El año 2003 se caracterizó por lluvias de intensidad mayor que lo normal para la región. Durante el periodo de crecimiento se registraron 478 mm de precipitación; en un evento llovieron 104 mm en 5 d y en otro 127 mm en 3 d (Figura 2). El campo se inundó por 4 d a ≈0.5 m, a consecuencia del desbordamiento de una presa aguas arriba durante el segundo episodio de lluvia, aunque no provocó daño a la cosecha. La lámina de riego total fue 275 mm, la cual se distribuyó en 32 aplicaciones de 10 ó 15 mm. Dado que el campo se irrigó únicamente con el sistema RSG, el cultivo presentó problemas en la homogeneidad en la emergencia de la semilla, debido a que el riego inicial fue insuficiente. También la sembradora de mínima labranza dejó semillas en la superficie donde se localizaban macollos fuertes de L. multiflorum. Estos dos factores contribuyeron a que la densidad final de plantas fuera 82, 74 y 71% de la densidad de siembra para T1, T2 y T3. Una menor emergencia y densidad de plantas total es un problema reportado para la mínima labranza (Guy y Oplinger, 1989; Philbrook et al., 1991).

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N

A partir de 30 dds se midió semanalmente el índice de área foliar (IAF) y el ángulo medio de inclinación de las hojas (AMI), con un analizador de dosel (Li-Cor, 1992. Licor Inc., EE.UU.). Cada medición tuvo cuatro repeticiones por tratamiento y consistió en una línea de 10 m a lo largo del espacio entre líneas de cultivo, y se obtuvieron cuatro mediciones sobre y bajo el dosel; cada 2 m se cambió de línea (Li-Cor, 1992). Las mediciones se realizaron al centro del espacio entre líneas de siembra, a 10 cm de altura, a nivel, al amanecer y en dirección opuesta al sol (Li-Cor, 1992). Para T3, la medición del IAF fue entre las líneas espaciadas a 0.4 y además entre las de 1.1 m. En cada ocasión, las mediciones se realizaron en forma aleatoria dentro de las parcelas. El muestreo destructivo se realizó 122 dds en cuatro de las repeticiones de cada tratamiento, en una parcela útil de 5 m de longitud y dos líneas de siembra. Se diseccionó el tallo, las hojas y la mazorca; las hojas se separaron en hojas secas y verdes. Todas las fracciones se pesaron y se obtuvo una muestra por cuarteo. Las muestras se secaron a 60 °C, hasta alcanzar su peso constante para determinar la materia seca (MS). El muestreo de rendimiento de grano en una parcela útil de 5 m de longitud y dos líneas de anchura, en las ocho repeticiones de cada tratamiento se efectuó 163 dds. Se midió el número de plantas y el número de mazorcas. La MS del grano se determinó por secado a 60 °C, hasta alcanzar un peso constante. El rendimiento de grano se ajustó a 86% de MS. El peso del grano por mazorca se determinó dividiendo el peso del grano en la muestra entre el número de mazorcas correspondiente. De cada muestra, se tomó una alícuota por cuarteo para el peso de 1000 granos y determinar la densidad del grano (peso de 1 L de grano de maíz multiplicado por 1000). Para establecer la diferencia entre los tratamientos, se utilizó un análisis de varianza y la prueba de Tukey (p≤0.05) mediante el procedimiento GLM (SAS Institute, 1997).

T1 T3 T1 T2 T3 T3 T2 T1 T1 T3 T2 T2

T2 T1 T1 T3 T2 T3 T1 T3 T3 T2 T2 T1

Figura 1. Ubicación de los tratamientos en la parcela con riego subsuperficial por goteo (RSG). Figure 1. Location of the treatments in the plot with subsurface drip irrigation (SDI).

1992). The measurements were taken from the center of the space between crop rows, at 10 cm height, on the same level, at dawn and in the opposite direction of the sun (Li-Cor, 1992). For T3, the LAI measurement was between the rows spaced 0.4 and also between those of 1.1 m. On each occasion, the measurements were taken randomly within the plots. The destructive sampling was carried out 122 das in four of the repetitions of each treatment, in a useful plot measuring 5 m in length and with two crop rows. The plant was dissected into stem, leaves and ear; the leaves were separated into dry and green leaves. All of the fractions were weighed, and a sample was obtained by quartering. The samples were dried at 60 °C, until constant weight was obtained to determine the dry matter (DM). The sampling of grain yield in a useful plot measuring 5 m in length with a width of two rows, in the eight repetitions of each treatment, was carried out at 163 das. The number of plants and the number of ears were recorded. The DM of the grain was determined by drying at 60 °C, until a constant weight was reached. The grain yield was adjusted to 86% of DM. The grain weight per ear was determined by dividing the grain weight in the sample by the corresponding number of ears. From each sample, an aliquot was taken by quartering for the weight of 1000 grains and to determine the grain density (weight of 1 L of maize grain multiplied by 1000). To establish the difference among the treatments, a variance analysis and the Tukey test (p≤0.05) were used through the GLM procedure (SAS Institute, 1997).

RESULTS AND DISCUSSION The year 2003 was characterized by rains of greater intensity than normal for the region. During the growth

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mm d

−1

80 60 40 20 0 0

20

40

80 100 120 60 Días después de la siembra

140

160

Figura 2. Precipitación (barras) y riegos por goteo subsuperficial (círculos) durante la temporada de crecimiento del híbrido Tigre. Figure 2. Precipitation (bars) and subsurface drip irrigations (circles) during the growth period of the hybrid Tigre.

El IAF fue mayor entre las líneas espaciadas a 0.4 m en T3, en comparación con T1 y las líneas espaciadas a 1.1 m de T3 (p≤0.05; Figura 3). Con excepción de los muestreos realizados 67, 92 y 110 dds, el IAF entre las líneas espaciadas a 0.4 m (T3) fue diferente a T2 (p≤0.05). El IAF siempre fue similar entre T1 y T3 entre líneas a 1.1 m. Al día 110 de siembra el IAF no fue diferente: 4.8, 5.3, 5.7 y 4.7 para T1, T2 y el T3 entre sus líneas a 0.4 m y 1.1 m. Al promediar las dos mediciones, a 0.4 y 1.1 m de T3, el IAF no fue diferente al del T2, pero distinto a T1 (p≤0.05). A 79 dds ocurrió 50% de jiloteo y coincidió con la fase de meseta en el valor de IAF que se estableció a partir de ese día (Figura 3). El patrón de desarrollo del IAF para los tres tratamientos estudiados fue similar al descrito por Fournier y Andrieu (1998). Las hojas de maíz del T3 en las líneas espaciadas a 0.4 m presentaron una posición más erguida, en comparación con las hojas de maíz en T1 y T2, lo cual fue representado por el valor de AMI (p≤0.05; Figura 4). Sin embargo, las hojas de maíz en las líneas espaciadas a 1.1 m de T3 fueron más horizontales que las de T1, únicamente durante las mediciones de 37 a 58 dds y a 100 dds. Asimismo, la orientación de las hojas en las líneas espaciadas a 1.1 m del T3 tuvieron la misma orientación que las del T2, con excepción de las mediciones a 37 y 58 dds. Junto con el IAF, el AMI indicó que el mayor espacio disponible en las entrelíneas a 1.1 m fue rápidamente colonizado debido a la modificación de la arquitectura de las hojas y no por un mayor crecimiento de hojas (Cuadro 1). Dado que esto ocurrió antes de 79 dds, posiblemente las hojas de la parte baja del dosel no contribuyeron a la asimilación de energía disponible para los procesos reproductivos. El resultado sugirió que la plasticidad de la planta se manifiesta en proporción al espacio

period, 478 mm of precipitation were recorded; in one event, 104 mm fell in 5 d, and in another, 127 mm in 3 d (Figure 2). The field was flooded for 4 d at ≈0.5 m, as a result of the overflow of a dam upstream during the second rain episode, although it did not damage the crop. The total irrigation was 275 mm, which was distributed in 32 applications of 10 or 15 mm. Given that the field was irrigated only with the SDI system, the crop presented problems in the homogeneity in the emergence of the seed, due to the fact that the initial irrigation was insufficient. Also, the minimum tillage sower left seeds on the surface where there were strong tillers of L. multiflorum. These two factors contributed to the fact that the final density of the plants was 82, 74 and 71% of the crop density for T1, T2 and T3. A lower emergence and total plant density is a problem reported for minimum tillage (Guy and Oplinger, 1989; Philbrook et al., 1991). The LAI was greater among the rows spaced at 0.4 m in T3, compared with T1 and the rows spaced at 1.1 m of T3 (p≤0.05; Figure 3). With the exception of the samplings carried out 67, 92 and 110 das, the LAI among the rows spaced at 0.4 m (T3) was different from T2 (p≤0.05). The LAI was always similar between T1 and T3 among rows at 1.1 m. At day 110 the LAI was not different: 4.8, 5.3, 5.7 and 4.7 for T1, T2 and T3 among the rows at 0.4 m and 1.1 m. When the two measurements of T3 were averaged, 0.4 and 1.1 m, the LAI was not different from that of T2, but different from T1 (p≤0.05). At 79 das, 50% of the silking occurred and coincided with the plateau phase in the LAI value that was established starting this day (Figure 3). The development pattern of the LAI for the three treatments studied was similar to that described by Fournier and Andrieu (1998). 7 6 Índice de área foliar

100

5 4 3 2 −1

T1: 90 000 semillas ha y lineas a 0.75 m T2: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 0.75 m T3: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 0.40 m T3: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 1.10 m

1 0 20

40

80 60 Días después de la siembra

100

120

Figura 3. Índice de área foliar (IAF) del híbrido Tigre. Las líneas de barra indican el error estándar de la media. Figure 3. Leaf area index (LAI) of the hybrid Tigre. The bar lines indicate the mean standard error.

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Cuadro 1. Partición de la materia seca por disección del híbrido Tigre en tres esquemas de siembra en el día de siembra 123, al punto de cosecha para forraje. Table 1. Partition of the dry matter by dissection of the hybrid Tigre in three crop plans on crop day 123, at harvest point for forage.

Ángulo medio de inclinación (*)

80

60

Materia seca (Mg ha−1)†

40

Hoja T1: 90 000 semillas ha−1 y lineas a 0.75 m T2: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 0.75 m T3: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 0.40 m T4: 133 000 semillas ha−1 y lineas a 1.10 m

20

0 20

40

80 60 Días después de la siembra

100

120

Figura 4. Ángulo medio de inclinación de las hojas (AMI) del híbrido Tigre. Las líneas de barra indican el error estándar de la media. Figure 4. Mean inclination angle of the leaves (MIA) of the hybrid Tigre. The bar lines indicate the mean standard error.

libre (Maddonni et al., 2002), no obstante que la producción de germoplasma comercial busque maíz de hojas erectas como adecuadas para el desempeño con alta densidad de siembra (IBPGR, 1991). En el riego subsuperficial transversal a las líneas de siembra no existió ventaja al sembrar a mayor densidad o con un espaciamiento de líneas diferente. En la cosecha del forraje no hubo diferencia entre los tratamientos para ninguno de los componentes vegetales analizados (Cuadro 1). Sin embargo, la proporción hoja verde: hoja seca fue 0.72, 0.70 y 0.75 para T1, T2 y T3. La proporción de mazorca: forraje total fue 0.60, 0.53 y 0.63 para T1, T2 y T3; sólo fueron diferentes T2 y T3 (p≤0.05). Este resultado es importante porque la proporción de mazorca se correlaciona positivamente con la calidad nutritiva de la planta (Graybill et al., 1991). El rendimiento de forraje promedio entre los tratamientos (24 Mg MS ha−1) fue comparable con el citado en la literatura para siembra de alta densidad. El rendimiento de forraje con densidades de 60 000 a 88 000 plantas ha−1 y 168 kg N ha−1 fue mayor (Widdicombe y Telen, 2002). Cox y Cherney (2001) reportan mayor rendimiento a 0.38 m (22 Mg ha−1) que a 0.76 m con densidades de 80 000 a 116 000 plantas ha−1 y fertilización de 200 a 250 kg N ha−1. La lámina por riego y la precipitación hasta 122 dds fue 498 mm, de tal manera que el consumo de agua calculado para la producción de forraje fue 4.5, 4.7 y 4.9 m3 kg−1 MS para T1, T2 y T3. De acuerdo con el plan de fertilización, la cantidad de fertilizante aplicado por hectárea fue 189 kg N, 75.6 kg P, 66 kg K, 19 kg Ca y 2.86 kg Mg; el rendimiento por unidad de N aplicado fue 18.5, 125.4 y 130.7 kg MS kg−1 N, para T1, T2 y T3.

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VOLUMEN 39, NÚMERO 4

Mazorca

Tallo

Total

3.5 a 4.4 a 3.7 a

13.4 a 12.4 a 16.0 a

5.5 a 6.8 a 5.1 a

22.4 a 23.7 a 24.7 a

0.33

1.49

0.71

1.88

Seca

Verde

Total

T1¶ T2 T3

0.9 a 1.2 a 1.0 a

2.6 a 3.2 a 2.6 a

Error estándar

0.11

0.27

†

Medias con diferente literal en un columna son diferentes (p≤0.05). T1 = 90 000 semillas ha−1 y líneas a 0.75 m; T2 = 133 000 semillas ha−1 y líneas a 0.75 m; T3=133 000 semillas ha−1 y líneas alternadas a 0.4 y 1.1 m. ¶

The maize leaves of T3 in the rows spaced at 0.4 m presented a more erect position, compared to the maize leaves in T1 and T2, which was represented by the MIA value (p≤0.05; Figure 4). However, the maize leaves in the rows spaced at 1.1 m of T3 were more horizontal than those of T1, only during the measurements of 37 to 58 das and at 100 das. Furthermore, the orientation of the leaves in the rows spaced at 1.1 m of T3 had the same orientation as those of T2, with the exception of the measurements at 37 and 58 das. Along with the LAI, the MIA indicated that the greater available space between the rows at 1.1 m was rapidly colonized due to the modification of the leaf architecture, and not to a greater leaf growth (Table 1). Given that this took place before 79 das, possibly the leaves of the lower part of the canopy did not contribute to the assimilation of available energy for the reproductive processes. The result suggested that the plasticity of the plant is manifested in proportion to the free space (Maddonni et al., 2002), even though the commercial production of germ plasm pursues maize with erect leaves as adequate for performance with high crop density (IBPGR, 1991). In the subsurface irrigation transversal to the crop rows, there was no advantage to sowing at greater density or with different row spacing. In the harvest of forage, there was no difference among the treatments for any of the plant components analyzed (Table 1). However, the proportion green leaf: dry leaf was 0.72, 0.70 and 0.75 for T1, T2 and T3. The proportion of ear : total forage was 0.60, 0.53 and 0.63 for T1, T2 and T3; only T2 and T3 were different (p≤0.05). This result is important because the proportion of ear was positively correlated with the nutritional quality of the plant (Graybill et al., 1991).

ALTA DENSIDAD DE SIEMBRA EN LA PRODUCCIÓN DE MAÍZ CON IRRIGACIÓN POR GOTEO SUBSUPERFICIAL

Cuadro 2. Desempeño del híbrido Tigre en tres esquemas de siembra en el día de siembra 163, al punto de cosecha para grano†. Table 2. Performance of the hybrid Tigre in three crop plans on crop day 163, at harvest point for grain†.

T1¶ T2 T3 Error estándar † ¶

Grano Mg ha−1

Densidad plantas ha−1

Mazorcas planta−1

Grano g mazorca−1

Densidad Mg m3

Mil granos g

14.8 a1 15.3 a 13.9 a

74167 a 99833 b 95167 b

1.1 a 0.9 b 0.9 b

187.8 a 174.1 ab 167.7 b

1.28 a 1.27 a 1.27 a

350.9 a 334.3 a 336.0 a

0.46

3690

0.03

5.02

0.01

6.5

Medias con diferente literal en una columna son diferentes (p≤0.05). T1=90 000 semillas ha−1 y líneas a 0.75 m; T2=133 000 semillas ha−1 y líneas a 0.75 m; T=133 000 semillas ha−1 y líneas alternadas a 0.4 y 1.1 m.

Al tiempo de cosecha para grano tampoco existió diferencia en el rendimiento de grano de maíz (Cuadro 2). El rendimiento promedio de grano obtenido con los tres tratamientos (14.6 Mg ha−1) es comparable con las 14 Mg ha−1 obtenidas usando riego subsuperficial, surcos de 0.76 m y niveles de N de 168 a 212 kg ha−1 (Caldwell et al., 1994; Lamm et al., 1995). Al evaluar la distancia entre surcos, el mejor resultado reportado por Pedersen y Lauer (2003) fue 12 Mg ha−1 con 196 kg de N ha−1, 86 000 plantas ha−1 y surcos a 0.76 m; el rendimiento fue menor con surcos más estrechos. En otro estudio el mejor resultado al evaluar densidad de siembra fue 10 Mg ha−1, con 175 kg N ha−1, 75 000 plantas ha−1 y surcos de 0.76 m (Pedersen y Lauer, 2002). Barbieri et al. (2000) reportaron 13 Mg ha−1 con surcos espaciados a 0.35 m, 76 000 plantas ha−1 y 120 kg N ha−1, mientras que Reta et al. (2003) obtuvieron 13 Mg ha−1 con una densidad de 112 000 plantas ha−1, 282 kg N ha−1 y surcos de 0.38 m o doble surco espaciado a 1.05 m. La densidad del grano y el peso de mil granos no fueron diferentes entre los tratamientos. Sólo T1 presentó más mazorcas por planta y grano por mazorca (p≤0.05). El menor número de mazorcas y grano producido por mazorca en T2 y T3 se atribuye a la mayor densidad de siembra. La producción de grano está relacionada con el IAF y éste, a su vez, con el abastecimiento de N (Barbieri et al., 2000). El rendimiento de grano por unidad de N aplicado fue 78.3, 80.95 y 73.55 kg kg−1 para T1, T2 y T3. Este resultado es superior al promedio nacional en EE.UU., de 58 kg kg−1, logrado con 150 kg N ha−1 en una aplicación (Dobermann y Cassman, 2002). El mayor rendimiento se explica por la menor pérdida de N por evaporación y drenaje profundo, en comparación con aplicaciones de N superficial (Lamm et al., 2001). Debido a que los tres tratamientos recibieron la misma nutrición, el menor rendimiento por unidad de N aplicado para T3 se atribuyó a mayor competencia intraespecífica en la línea de siembra, en relación con la ubicación de los goteros de riego. Este aspecto necesita mayor investigación. Es

The average forage yield among the treatments (24 Mg DM ha−1) was comparable to that cited in the literature for high density sowing. The yield of forage with densities of 60 000 to 88 000 plants ha −1 and 168 kg N ha−1 was higher (Widdecombe and Telen, 2002). Cox and Cherney (2001) report higher yield at 0.38 m (22 Mg ha−1) than at 0.76 m with densities of 80 000 to 116 000 plants ha−1 and fertilization of 200 to 250 kg N ha−1. The irrigation depth and the precipitation up to 122 das was 498 mm, thus the water consumption calculated for the production of forage was 4.5, 4.7, and 4.9 m3 kg−1 MS for T1, T2, and T3. According to the fertilization plan, the amount of fertilizer applied per hectare was 189 kg N, 75.6 kg P, 66 kg K, 19 kg Ca and 2.86 kg Mg; the yield per unit of N applied was 18.5, 125.4 and 130.7 kg DM kg−1 N, for T1, T2 and T3. Neither was there any difference in the yield of maize grain (Table 2) at the time of grain harvest. The average grain yield obtained with the three treatments (14.6 Mg ha−1) is comparable to the 14 Mg ha−1 obtained using subsurface irrigation lines of 0.76 m and N levels of 168 to 212 kg ha−1 (Caldwell et al., 1994; Lamm et al., 1995). When evaluating the distance between rows, the best result reported by Pedersen and Lauer (2003) was 12 Mg ha−1, 86 000 plants ha−1 and rows at 0.76 m; the yield was lower with narrower rows. In another study the best result when evaluating crop density was 10 Mg ha−1, with 175 kg N ha−1, 75 000 plants ha−1 and rows of 0.76 m (Pedersen and Lauer, 2002). Barbieri et al. (2000) reported 13 Mg ha−1 with rows spaced at 0.35 m, 76 000 plants ha−1 and 120 kg N ha−1 and 120 kg N ha−1, whereas Reta et al. (2003) obtained 13 Mg ha−1 with a density of 112 000 plants ha−1, 282 kg N ha−1 and rows of 0.38 m or double rows spaced at 1.05 m. Grain density and weight of one thousand grains were not different among the treatments. Only T1 presented more ears per plant and grain per ear (p≤0.05). The smaller number of ears and grain produced per ear in T2 and T3 is attributed to the greater crop density. Grain

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AGROCIENCIA, JULIO-AGOSTO 2005

difícil explicar por qué T3 presentó un mayor peso de la mazorca al punto de cosecha para forraje, aunque finalmente se obtuvo un peso de grano por mazorca inferior, en comparación con T1. Más aún si se considera que el llenado del grano no fue afectado, ya que el peso por mil granos y la densidad del grano fue normal en los tres tratamientos.

CONCLUSIONES T1, con un espacio entre líneas de 0.75 m y una densidad de plantas de 90 000 semillas ha−1, es adecuado para la producción de forraje o grano de maíz con riego superficial por goteo y mínima labranza bajo las condiciones examinadas. No existe un beneficio en aumentar la densidad de siembra a 133 000 semillas ha−1. Tampoco se reduce el efecto de la alta densidad de siembra si las líneas de siembra se alternan a 0.4 y 1.1 m.

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CITADA

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VOLUMEN 39, NÚMERO 4

production is related to the LAI, and this in turn is related to the supply of N (Barbieri et al., 2000). The grain yield per unit of N applied was 78.3, 80.95 and 73.55 kg kg−1 for T1, T2 and T3. This result is higher than the national average in the U.S. of 58 kg kg−1, achieved with 150 kg N ha−1 in one application (Dobermann and Cassman, 2002). The higher yield is explained by the lower loss of N through evaporation and deep drainage, compared to the surface applications of N (Lamm et al., 2001). Due to the fact that the three treatments received the same nutrition, the lower yield per unit of N applied for T3 is attributed to a greater intraspecific competition in the crop row, in relation to the placement of the irrigation droppers. This aspect requires further investigation. It is difficult to explain why T3 presented a greater ear weight at harvest point for forage, although finally a lower grain weight per ear was obtained, compared to T1. It is even more difficult to explain when considering that the grain fill was not affected, given that the weight of one thousand grains and the grain density were normal in the three treatments.

CONCLUSIONS T1, with row spacing of 0.75 m and a plant density of 90 000 seeds ha−1, is adequate for the production of forage or maize grain with subsurface drip irrigation and minimum tillage under the conditions examined. There is no benefit in increasing the crop density to 133 000 seeds ha−1. Neither is the effect of high crop density reduced if the crop rows are alternated to 0.4 and 1.1 m. —End of the English version—




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