Cómo afecta la temperatura al cultivo de arroz 

 

1. Introducción

2. Valores críticos de temperatura

3. Consecuencias del entorno térmico

4. Daños en el cultivo debido a la temperatura

  

1. Introducción

 

La temperatura es el factor climático más determinante para el crecimiento y el rendimiento del arroz, siendo la fase más crítica la etapa de floración. Por ello, es conveniente conocer en qué rango de valores puede sustentarse el cultivo y cuáles pueden resultar dañinos para las plantas, afectando así al normal desarrollo de las funciones vitales de las mismas, así como a la producción y a la calidad de los granos. 

 

2. Valores críticos de temperatura

 

Como suele suceder con el resto de plantas, la temperatura afecta al crecimiento de la planta de arroz. De hecho, está considerada el factor climático más determinante, aunque existen diferencias de comportamiento entre las distintas variedades cultivadas (Roel, 1997). 

 

En este sentido, los profesionales de la mejora genética vegetal desarrollan variedades comerciales con el objetivo de adaptarse moderadamente bien a las diferentes condiciones térmicas, así como a dar respuesta a plagas y enfermedades (Vargas, s/f).  

 

El cultivo de arroz va a estar expuesto, en distintos momentos de su desarrollo, a diferentes rangos de temperaturas, de los cuales, algunos serán óptimos para su rendimiento y otros no, tanto por bajas como por altas temperaturas, llegando a valores tan adversos que van a resultar críticos para las plantas.  

 

En lo que respecta a las bajas temperaturas, algunos aspectos de interés pueden ser (Satake, 1969; Buelvas, 2021; Vargas, s/f): 

 

• En plántulas de arroz puede suponer una detención de su crecimiento, al retardase sus procesos metabólicos, siendo un proceso reversible si la temperatura ambiental vuelve pronto a ser favorable. 

 

• Las hojas formadas durante la exposición al frío suelen mostrar una elongación. 

 

• Plantas más desarrolladas pueden sufrir un daño irreversible, con colapso de sus funciones, en ocasiones, incluso la muerte.  

 

• El sistema radicular se ve incapacitado para absorber los nutrientes en un suelo demasiado frío. 

 

• La floración es la fase más sensible a las bajas temperaturas, afectando a la diferenciación de las células reproductivas. 

 

• Temperaturas entre 15 º y 19 º C en el periodo previo a la floración (7 – 14 días antes) pueden ocasionar esterilidad en las plantas por afectar al polen. 

 

Por el contrario, unas temperaturas elevadas pueden concurrir en situaciones adversas como (Moriya y Nara, 1971; Sato et al., 1973; Kusanagi y Washio, 1973; Nakayama, 1974; Fernández, 2013; Garcés y Medina, 2018): 

 

• Las plantas se vuelven más susceptibles al ataque de plagas y enfermedades. 

 

• La fotosíntesis se ve afectada (a partir de 32 º C), incluso detenida (al alcanzar los 40 º C), encontrándose en una situación de shock térmico. 

 

• La floración del cultivo es uno de los momentos más susceptibles. Se ha determinado que el incremento de un grado centígrado en dicha fase en el intervalo 30 º – 40 ° C puede reducir la fertilidad y la formación de los granos en un 10 % (Fernández, 2013). 

 

• La duración de la fase de maduración del grano se ve acortada si se suman bajos niveles de radiación solar, repercutiendo en un bajo rendimiento.  

 

• Alto porcentaje de esterilidad, así como granos parcialmente llenos, según estudios donde las plantas de arroz fueron expuestas durante la floración a una temperatura promedio de 31.5 º C (máxima de 36 º C).  

 

Las altas y bajas temperaturas pueden ser toleradas por el cultivo en cierto modo, dependiendo de otros factores como, por ejemplo, el tiempo de exposición a las mismas. Sin embargo, los valores extremos de temperatura van a provocar unas condiciones críticas, las cuales van a afectar severamente el desarrollo de su ciclo biológico.   

 

Según el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (2009), las temperaturas que pueden resultar críticas para la planta de arroz suelen situarse por debajo de 20 º C y por encima de 32 º C, variando en función del estado fisiológico de la planta, aunque también de la variedad de arroz cultivada, la duración de la temperatura o el contraste entre temperaturas diurnas y nocturnas, entre otros.  

 

Tanto el tiempo de exposición a temperaturas extremas como la diferencia de los valores diurnos y nocturnos son factores cruciales para que las plantas sufran daños en su rendimiento (Garcés y Medina, 2018). Así, unas temperaturas algo inferiores a 12 º C no causan esterilidad a las plantas si el tiempo de exposición a éstas no supera los 2 días, pero si se prolonga por 6 días o más, sí provocará daños por esterilidad, pudiendo afectar hasta el 100 % del cultivo (Satake, 1969). 

 

Del mismo modo, la esterilidad se atribuye, generalmente, al efecto de las bajas temperaturas nocturnas, ya que las diurnas pueden contrarrestar el efecto de la noche (Buelvas, 2021). Un estudio reveló que plantas de arroz expuestas a una temperatura constante de 14 º C, tanto de día como de noche, durante 9 días sufrieron una esterilidad de sus granos del 41 %. Sin embargo, cuando las plantas pasaron de los 14 º C de la noche a 26 º C de día, dicha esterilidad se redujo a un 12 % (Matsushima, 1976).  

 

Los valores de temperatura que se consideran críticos, así como los óptimos, se exponen en la tabla 1, para cada una de las distintas fases del cultivo de arroz. 

 

Fase del cultivo	Temperatura crítica (º C)		T. óptima (º C)
	Mínima	Máxima
Germinación	10	45	20 – 35
Emergencia y plántulas	12 – 13	35	25 – 30
Enraizamiento	16	35	25 – 28
Elongación de las hojas	7 – 12	45	31
Macollamiento	9 – 16	33
Inicio de la panícula	15
Diferenciación de la panícula	15 – 20	38	25 – 31
Floración	22	35	30 – 33
Maduración	12 – 18	30	20 – 25

 

Tabla 1. Temperaturas críticas y óptimas según fases del cultivo de arroz.  

Fuente: Vargas, s/f (Tomado de Yoshida, 1977). 

 

3. Consecuencias del entorno térmico

 

La temperatura que está en contacto con las plantas de arroz, tanto la del agua como la del aire, va a determinar de una manera directa su nivel de crecimiento, así como su rendimiento final, especialmente si se cultiva en condiciones de inundación y bajo láminas de agua de diferente espesor (Vargas, s/f).  

 

Según Tsunoda y Matsushima (1962), la intensidad del efecto térmico depende de la posición de los puntos de crecimiento de la planta respecto a la superficie del agua. Así, desde el inicio del desarrollo hasta el comienzo de la panícula, las yemas responsables de las hojas, las macollas y la propia panícula permanecen bajo el agua, recibiendo la influencia de la temperatura de ésta. 

 

Más adelante, a medida que la panícula se va desarrollando y supera el nivel del agua, la influencia en el crecimiento y en la madurez de la panícula de la temperatura hídrica disminuye, comenzando a depender paulatinamente de la temperatura del aire (Tsunoda y Matsushima, 1962; Matsushima et al., 1964). Por tanto, como indican estos autores, las fases iniciales estarán influenciadas por la temperatura del agua, mientras que, en estados más avanzados del desarrollo, lo hará en función de la temperatura del aire. 

 

Para Nishiyama et al. (1969), la temperatura del agua es mayor que la del aire en la mayoría de los casos. De manera que, conforme aumenta la profundidad de la lámina de agua, el crecimiento de la panícula depende más de la temperatura del aire. Si la temperatura aérea desciende por debajo de su nivel crítico, se puede proteger la planta frente a la esterilidad aumentando la profundidad del agua hasta unos 15 – 20 cm. 

 

Otro factor importante sobre el que influye la temperatura es la disponibilidad del fertilizante nitrogenado, que va a marcar la producción del cultivo. Este parámetro suele estar determinado por el número de granos por unidad de superficie en la mayoría de los casos. En este sentido, Yoshida (1978) señala que existe una relación directa entre el número de granos por m2 y la cantidad de nitrógeno absorbida por la planta en el momento de la floración, aumentando el primero a medida que se incrementa la cantidad del segundo. 

 

Sin embargo, en la fase reproductiva del cultivo un exceso de nitrógeno puede acarrear efectos indeseados. De este modo, experimentos realizados por Sasaki et al. (1973) han demostraron que el N puede modificar el porcentaje de esterilidad que causan las bajas temperaturas cuando las células reproductivas se hallan en la etapa de división celular. Este efecto es escaso con valores térmicos próximos a los críticos, pero más evidente con valores moderados (en torno a 16 º C), aumentando la esterilidad si se incrementa el N aplicado. 

 

A este respecto, los efectos negativos de una alta dosis de N aplicada durante la fase reproductiva, cuando la temperatura es baja, pueden contrarrestarse con un aumento del nivel del fósforo aplicado, según estudios reportados por Sasaki y Wada (1975). 

 

Finalmente, un trabajo de Murata (1976) refleja el efecto de la temperatura sobre el peso de 1000 granos de arroz en la etapa de maduración de la planta, 21 días después de la floración (fig. 1).

4. Daños en el cultivo debido a la temperatura

Diferentes estudios realizados en plantaciones de arroz (Shibata et al., 1970; Sasaki y Wada, 1973; Yoshida, 1978) revelan distintos daños sufridos por las plantas frente a condiciones críticas de temperatura, tanto altas como bajas. Entre los daños por altas temperaturas destacan los siguientes:

• Si la exposición a temperaturas superiores 35 º C, en la antesis del arroz, supera la hora de duración, puede ocurrir un alto porcentaje de esterilidad.

• Durante la fase vegetativa pueden observarse síntomas como la punta blanca de la hoja, las bandas cloróticas, una reducción del macollamiento o una disminución de la altura de las plantas.

• En la fase reproductiva puede apreciarse la panícula blanca, una reducción del número de granos, así como una mayor esterilidad.

• En la etapa de maduración se reduce el número de granos llenos por cada panícula.

En cuanto a los efectos causados por bajas temperaturas, los daños por frío se han reportado en numerosos países, ocurriendo no sólo en las zonas templadas, sino también en el trópico y en el subtrópico, durante las noches de la época seca o de verano. Entre los principales daños observados se pueden citar:

• No germinación de las semillas y retraso de la emergencia de las plántulas.

• Enanismo de las plantas, esterilidad apical y amarillamiento de las hojas.

• Retardo de la fase de floración y emergencia parcial de la panícula.

• Elevado número de granos vanos y maduración poco uniforme.

En relación a lo expuesto anteriormente, ha quedado claro que la floración, y también las fases posteriores a ésta, son las más sensibles a las temperaturas adversas, tanto por frío como por calor, causando daños importantes en las plantaciones arroceras.