Influencia de la luz, el agua y el viento sobre el cultivo de arroz

1. Introducción

2. Radiación solar

3. Precipitación y humedad del suelo

4. Acción del viento

1. Introducción

La FAO hace referencia a que los factores climáticos, como son la temperatura, la precipitación, la humedad del suelo, la radiación solar y el viento, tienen una influencia directa sobre el rendimiento del arroz, ya que afectan al crecimiento de la planta y a los procesos fisiológicos relacionados con la formación del grano. Por esto, es conveniente conocer dicha relación para gestionar, de la mejor forma posible, las condiciones del cultivo. Los efectos de la temperatura sobre las plantas de arroz se han abordado de forma exclusiva en otro artículo. En este presente se tratarán los efectos que producen la radiación solar, el agua y el viento.

2. Radiación solar

La fotosíntesis es un proceso vital en el que la energía solar es convertida en energía química por las plantas y almacenada en forma de carbohidratos. Por tanto, si el nivel de radiación solar es bajo, la tasa de fotosíntesis del cultivo también será baja, interviniendo los siguientes factores (Tsunoda, 1972; Tsunoda et al., 1968):

• Incidencia de la radiación solar (cantidad y ángulo).

• Relación con el área foliar (tasa / unidad de área).

• Índice del área foliar.

• Orientación de las hojas.

Por otra parte, las necesidades de luz solar del arroz van a diferir en función de la fase en la que se encuentre el cultivo, afectando del siguiente modo cuando se produce una disminución de la radiación solar (Buelvas, 2021; Vargas, s/f):

– Durante la fase vegetativa. Va a influir de forma muy ligera sobre el rendimiento final.

– Durante la fase reproductiva. Va a causar una notable disminución en el número de granos al verse afectada la floración.

– Durante el período entre el llenado del grano y su maduración. Se reducirá drásticamente el rendimiento de la planta al disminuir el porcentaje de granos llenos.

Por tanto, el nivel adecuado de luz solar es importante para el rendimiento final del cultivo. Estudios realizados por Yoshida (1981), demuestran que el valor promedio de radiación solar diaria presenta una correlación muy alta con la cantidad de macollas que van a producir inflorescencias (Ferreira y Mountauban, 1998). Igualmente, Benacchio y Avilán (1991) afirman que la mayoría de variedades cultivadas en el trópico son fotoperiódicamente sensibles.

Este comportamiento puede observarse en la figura 1, en la que se muestra la relación existente entre el rendimiento del cultivo de arroz y la radiación solar recibida, siendo más determinante durante la fase reproductiva de la planta; también, aunque menos, en la fase de maduración, y con poco efecto durante la fase vegetativa.

El hecho de que la radiación solar influya de manera notable en el número de granos llenos de la panícula lleva a la conclusión de que la traslocación de los carbohidratos al grano de arroz ocurre principalmente durante el día. Bonner y Galston (1952), encontraron que la traslocación de carbohidratos desde la hoja hacia otros tejidos es inducida por el proceso fotosintético, pudiendo afirmar entonces que la radiación solar es requerida para la asimilación del carbono, pero también para la traslocación al grano de los carbohidratos (Vargas, s/f).

En la figura 2 se puede observar que el porcentaje de granos llenos aumenta con la intensidad de la radiación solar, alcanzando el 80 % de éstos con un valor de 300 cal cm^-2 día^-1, que puede incrementarse más, aunque de forma más suave con niveles de ración superiores. Asimismo, cuando existe una baja intensidad de luz, el porcentaje de llenado de granos puede incrementarse significativamente cuando lo haga la luz solar. En cambio, con niveles de radiación más elevados, el número de granos llenos no se verá incrementado cuando aumente la luz solar de la forma en que lo hizo en el caso anterior.

3. Precipitación y humedad del suelo

El agua es indispensable en las plantaciones de arroz, siendo un cultivo con una gran demanda del recurso hídrico (Liu, 2013). Según González et al. (2010), la demanda anual estimada del cultivo es de 4,185 mm, de los cuales solamente 962 mm son consumidos de forma efectiva. No obstante, las necesidades hídricas van a variar en función de la climatología propia de cada región, además de otros factores.

Aproximadamente, la mitad de la superficie cultivable de arroz en el mundo no dispone de agua suficiente para mantener las condiciones de inundación, apareciendo condiciones de estrés hídrico en las etapas críticas, lo que va a originar una reducción del rendimiento (Bernier et al., 2008). Para Winkel et al. (2013), no solamente la falta de agua reduce el potencial productivo, sino también va a influir la época y la duración de la sequía, provocando cambios fisiológicos, fisicoquímicos y microbiológicos en la interacción suelo-planta-agua.

De este modo, numerosas regiones productoras de arroz sufren estrés, tanto por exceso como por escasez de agua, debido a lluvias irregulares o a fallos en el riego. Según Vargas (s/f), la principal razón para inundar un cultivo de arroz es que la mayoría de las variedades crecen mejor y rinden más, cumpliendo dicha inundación tres funciones esenciales:

• Modificación de las características físicas de la planta.

• Transformación de las características y del estado nutricional de los suelos.

• Control de las malezas, restringiendo su crecimiento.

El arroz puede cultivarse bajo sistemas de riego, donde la cantidad y la frecuencia de agua aportada son importantes, aunque también hay que tener presentes las pérdidas, que suelen ser por la transpiración de las plantas, por la evaporación de la superficie y por la percolación del suelo, que son son las más variables (Garcés y Medina, 2018).

Por el contrario, en condiciones de secano, la precipitación se erige como uno de los factores que más importancia tiene porque está sujeto a las condiciones climáticas de la zona, a la cantidad de agua que caiga y, lo más importante, a la frecuencia de dichas lluvias (Olmos, 2007; Castilla et al., 2010; González et al., 2019).

Buelvas (2021), considera que es necesaria una precipitación de 200 a 300 mm al mes, bien distribuidos durante el ciclo del cultivo, para obtener un buen rendimiento. Por su parte, Garcés y Medina (2018), estiman unos requerimientos anuales en torno a 700 mm, adecuadamente repartidos en todo el cultivo, siendo necesarios alrededor de 1,000 mm de precipitación al considerarse unas pérdidas aproximadas del 30 %.

Como sucede con la temperatura, el periodo más crítico por la necesidad de agua, son los 10 días previos a la floración, ya que la carencia de este recurso conlleva a una gran esterilidad de las flores, mermando la producción final (Bebacchio y Avilán, 1991). En este sentido, Toriyama y Heu (1982), destacan que, además del aumento de la temperatura, la disminución de la precipitación está considerada como un factor crítico sobre la producción de arroz, especialmente durante su etapa reproductiva.

Sin embargo, una precipitación excesiva o furiosa también acarrea problemas en las plantaciones arroceras, provocando, por ejemplo, el vuelque o tumbado de las plantas, ya que las hojas largas y cargadas de humedad son pesadas y hacen volcar a la planta (Kung, 1971).

El contenido de humedad del suelo es otro aspecto determinante en el desarrollo del arroz, siendo esencial para mantener una correcta gestión de los nutrientes, de las malezas y de las enfermedades. Las necesidades de agua para el cultivo del arroz en suelos arenosos son tres veces superiores que en suelos arcillosos (Buelvas, 2021).

Para Vargas (s/f), dos son los factores que determinan, en gran medida, la productividad del terreno donde se siembra arroz: las condiciones del suelo y el agua disponible, siendo más importante la segunda en los sistemas de cultivo por inundación, en los que las plantas se mantienen sumergidas (parcialmente o en su totalidad), por lo que las propiedades del suelo suponen una menor importancia que la disponibilidad de agua.

No obstante, la textura del suelo tiene un papel importante en el manejo del agua de riego y la fertilización. Si ésta es fina, el pequeño tamaño de los poros del suelo permitirá un movimiento lento del agua, mientras que, si la textura del suelo es más gruesa, el suministro (abundante) de agua y fertilizantes va a aumentar las pérdidas de ambos recursos a través del lavado y la percolación.

Por último, dicho autor señala que los tipos de suelos en los que puede desarrollarse el arroz son tan variados como el rango de climas a los que se expone, variando su textura de arenosa a arcillosa, su pH entre 3 y 10, su contenido de materia orgánica, su concentración de sales o su disponibilidad de nutrientes, entre otros, pudiendo darse casos desde una enorme deficiencia hasta un exceso descomunal.

A este respecto, el cultivo del arroz tolera bien los suelos con rango de pH 4.0 – 8.4, siendo óptimo el comprendido entre 5.0 y 6.5. Además, el arroz se adapta bastante bien a la salinidad, aunque también son mitigados sus efectos por el alto contenido de agua, que provoca lavado de sales en el cultivo. Igualmente, agradece buenos niveles de materia orgánica, así como disponibilidad de nutrientes.

4. Acción del viento

El último componente climático a tratar es el viento, el cual desempeña un papel sustancial en la planta de arroz, tanto de forma favorable como desfavorable. Ambas repercusiones se ven a continuación, según Vargas (s/f):

– Vientos suaves. Cuando sopla con poca intensidad, el rendimiento del cultivo se ve favorecido como consecuencia de la ligera turbulencia que se crea en medio de la comunidad de plantas. Durante la década de 1970, estudios de investigadores japoneses mostraron 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).

– Vientos fuertes. Los fenómenos con características de vendaval son perjudiciales por fomentar el vuelque de las plantas. A su vez, los vientos que resultan secos y calientes causan efectos de laceración, desecación y deshidratación en las hojas, que es fatal en los cultivos de secano. Del mismo modo, han provocado daños en los granos y, en numerosas ocasiones, han hecho abortar flores.

En definitiva, tanto el viento como la lluvia o la radiación solar pueden incrementar la productividad de los cultivos de arroz si actúan de manera favorable. En caso contrario, pueden causar pérdidas cuantiosas en las plantaciones, principalmente, en la fase reproductiva del cultivo.