Zea mays

07.05.2025 | 13:34 (UTC -3)

El maiz (Zea mays), uno de los cultivos agrícolas más importantes a nivel mundial, pertenece a la familia Poaceae y destaca por su versatilidad, valor nutricional y aplicaciones industriales.

Con una producción mundial de alrededor de 1,2 millones de toneladas en 2024 (FAO), el maíz es esencial para la seguridad alimentaria, sirviendo como alimento humano, alimento animal y materia prima para industrias como el etanol y el petróleo.

Adaptable a climas tropicales y templados, en altitudes de 0 a 3.800 metros, es un cultivo estratégico para los países en desarrollo.

Taxonomía y morfología

Zea mays Es una planta herbácea anual con tallo erecto (1,5–3 m), hojas alternas lanceoladas y un sistema radical compuesto por raíces primarias y adventicias. La inflorescencia masculina (borla), situada en el ápice, produce polen anemófilo, mientras que la inflorescencia femenina (mazorca) se forma en las axilas de las hojas, con estigmas filiformes que capturan el polen.

Los granos varían en composición y color, lo que influye en sus usos:

Maíz harinoso (Zea mays amylaceus): endospermo harinoso, ideal para harinas.

Maíz duro (Zea mays indurata): endospermo vítreo, utilizado en piensos y etanol.

Maíz dulce (Zea mays saccharata): alto contenido en azúcar, para consumo en fresco.

Los granos morados tienen antocianinas con una capacidad antioxidante de 300–500 µmol Trolox/g (Silva et al., 2023).

Biología

Zea mays Es una gramínea anual alta, de tallo único y sólido, que alcanza hasta 3 metros de altura. Sus hojas son lineales, dispuestas alternadamente, y el sistema radicular, predominantemente superficial, está compuesto por raíces primarias, seminales y adventicias, que aseguran la absorción de nutrientes y agua. Como planta C4, utiliza la vía Hatch-Slack para la fijación de carbono, lo que proporciona una alta eficiencia fotosintética en climas cálidos y secos.

El maíz es monoico, con flores masculinas (borla) en el ápice del tallo y flores femeninas (mazorca) en las axilas de las hojas. La borla produce hasta 10 millones de granos de polen por planta, liberados de forma continua durante aproximadamente una semana, con un diámetro de 94–103 µm y una viabilidad de hasta 2 horas, que puede extenderse en condiciones de alta humedad (Agencia Canadiense de Inspección de Alimentos).

La polinización es predominantemente anemófila, con una tasa de autopolinización de aproximadamente el 5%, influenciada por el tamaño de la borla y las condiciones ambientales. La dispersión del polen se produce hasta 30 metros, pero puede alcanzar cientos de metros con vientos horizontales.

Las mazorcas, protegidas por brácteas (pajas), contienen de 4 a 30 filas de óvulos, cada una con el potencial de desarrollar de 300 a 1.000 granos, dependiendo del cultivar y las condiciones ambientales. Los estigmas crecen hasta 30,5 cm y emergen desde la base hasta el ápice en 3 a 5 días, con tricomas que ayudan a capturar el polen. La sincronía entre la liberación del polen y la aparición de los estigmas es crucial para una alta producción de granos, pero factores estresantes como la sequía pueden aumentar el intervalo entre la antesis y la aparición de los estigmas, reduciendo la productividad.

La embriogénesis ocurre en tres fases:

Proembrión: se forman de 12 a 24 células dentro de las 100 horas posteriores a la fertilización; la célula basal forma el suspensor y la célula apical genera de 9 a 18 células densas.

Formación del eje embrionario: los meristemos y el eje embrionario se desarrollan hasta los ~13 días, con el embrión coleoptilar a los 14-15 días.

Maduración: acumulación de productos de reserva, y el embrión alcanza ~50 mg de peso fresco en 30-40 días.

El fruto es una cariópside, compuesta por embrión, endospermo (80%) y pared del fruto. El llenado del grano dura ~8 semanas, pasando por etapas como ampolla (10-14 días después de la fertilización), lechosa, pastosa y madurez fisiológica (55-65 días después de la emergencia de la semilla), marcada por la formación de la capa negra.

El maíz puede hibridarse con los teosintes (Zea mays ssp. mexicana y parviglumis), formando híbridos fértiles, pero esto es irrelevante en regiones sin teosintes, como Brasil. Cruces experimentales con Tripsacum ou Coix lacrimógeno son posibles en condiciones controladas, pero dan lugar a híbridos estériles o requieren el rescate de embriones.

El crecimiento del maíz se divide en etapas vegetativas y reproductivas, descritas por la escala BBCH:

Germinación (BBCH 00–09): comienza con la absorción de agua (~30% del peso de la semilla), con la aparición de la radícula y el coleoptilo. Requiere temperaturas del suelo ≥15°C; Por debajo de 10°C, el crecimiento se inhibe.

Desarrollo de las hojas (BBCH 10–19): Las hojas emergen secuencialmente, con un total de 18 a 22 hojas. El punto de crecimiento permanece bajo tierra hasta la etapa de 5 hojas, tolerando heladas de hasta -3°C.

Elongación del tallo (BBCH 30–39): crecimiento rápido del tallo y formación de raíces nodales. Alta demanda de nitrógeno y agua; El estrés hídrico durante ≥4 días reduce la productividad.

Emergencia de la inflorescencia (BBCH 50–59): emerge la panoja y se desarrollan los brotes de mazorca. Las raíces alcanzan unos 1,8 m de profundidad.

Floración (BBCH 60–69): liberación de polen y aparición de estigmas. El estrés hídrico puede reducir los rendimientos hasta en un 50%; Las temperaturas >32°C inhiben el polen.

Desarrollo del fruto (BBCH 70–79): los granos pasan por etapas de ampolla, leche y masa, requiriendo entre un 70 y un 80 % de humedad del suelo. Temperaturas ideales de 20–22°C.

Maduración (BBCH 80–89): los granos alcanzan la madurez fisiológica (50–55 días para los híbridos tempranos), con un contenido de humedad de 30–38% y formación de la capa negra.

Senescencia (BBCH 90–99): la planta se seca y produce ~1,5 t de paja por tonelada de grano.

Fisiología del maíz

Fotosíntesis: Como planta C4, el maíz utiliza la vía Hatch-Slack, fijando el CO2 en oxalacetato en las células del mesófilo antes de transferirlo a las células de la vaina del haz para el ciclo de Calvin. Esto proporciona una alta eficiencia del agua y tolerancia a altas temperaturas.

Relaciones hídricas: Alta demanda de agua, especialmente en las etapas vegetativa y de floración. El sistema de raíces poco profundas hace que el maíz sea sensible a la sequía, particularmente durante la aparición de los brotes, lo que puede comprometer la formación del grano.

Absorción de nutrientes: requiere altos niveles de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). El NO es esencial para el desarrollo de las hojas y la fotosíntesis, mientras que el P favorece el crecimiento de las raíces. Los micronutrientes como el zinc y el hierro son cruciales para las funciones enzimáticas.

Respuesta de temperatura: Crecimiento óptimo entre 18–32°C. Temperaturas >35°C provocan estrés térmico, reduciendo la viabilidad del polen y el llenado del grano. Las heladas dañan las plántulas, por lo que es necesario replantarlas si el punto de crecimiento se ve afectado.

Requisitos de luz: Planta de pleno sol, que requiere de 6 a 8 horas de luz solar directa al día. Tolerancia a la sombra limitada, con productividad reducida en condiciones de poca luz.

Respuesta al estrés ambiental

Seco: Reduce el crecimiento, retrasa el desarrollo y disminuye los rendimientos, especialmente durante la floración y el llenado de granos.

Estrés por calor: Las temperaturas >35°C inhiben la producción de polen y reducen la formación de granos, acortando el período de llenado.

Deficiencia de nitrógeno: Provoca clorosis, retraso en el crecimiento y menor productividad, afectando la eficiencia fotosintética.

Plagas y enfermedades: susceptible a insectos y patógenos, que impactan los procesos fisiológicos y el rendimiento.

Sanidad vegetal

El maíz se enfrenta a enfermedades como:

Roya tropical (Puccinia polisora): lesiones amarillentas en las hojas.

Mancha blanca (Pantoea ananatis): manchas blancas en las hojas.

Podredumbre del tallo (Fusarium spp.): podredumbre del tallo.

Virus de la raya: clorosis y necrosis.

En cuanto a plagas se pueden mencionar las siguientes:

Barrenador de la caña de azúcar (Diatraea saccharalis): daña el tallo, reduce los componentes del rendimiento y puede causar la muerte de la planta. Manejo: Maíz Bt, tratamiento de semillas, control de huevos y larvas pequeñas con insecticidas.

Barrenador del cuello (Elasmopalpus lignosellus): reduce la productividad hasta en un 70%, provoca "corazón muerto". Manejo: tratamiento de semillas con insecticidas sistémicos, aumentar el riego para reducir la población.

Chicharrita del maíz (Dabulus maidis): transmite retraso del crecimiento, reduce la absorción de nutrientes. Manejo: rotación de cultivos, eliminar maíz voluntario, semillas tratadas, evitar siembra tardía

Gusano cogollero del maíz (Helicoverpa zea): se alimenta de granos, reduce la productividad, predisponiendo a los patógenos. Manejo: Maíz Bt, cebos tóxicos, liberación de tricograma spp.

gusano cogollero (Spodoptera frugiperda): reduce la productividad en >50%, ataca hojas, cartuchos, puede seccionar plantas. Manejo: Maíz Bt, tratamiento de semillas con insecticidas sistémicos, aplicación selectiva post-emergencia.

Gusano de trigo (Pseudaletia sequax): consume hojas, afecta la fotosíntesis, tolerante a Bt >0,8 cm. Manejo: desecación de cobertura 3 semanas antes, insecticidas pre-siembra, piretroides.

Oruga del Viejo Mundo (Helicoverpa armígera): ataca hojas, estigmas y granos, de forma similar a H. zea. Manejo: Maíz Bt, tratamiento de semillas, liberación de tricograma spp.

Oxiuros (Agrotis ipsilon): corta las plántulas en la base, reduce la población de plantas, provoca "corazón muerto". Manejo: tratamiento de semillas, aplicación de insecticidas granulares en la siembra, cebos tóxicos.

Oxiuros (Diabrotica especiosa): reduce el sistema radicular, provoca “cuello de cisne”, afecta el rendimiento. Manejo: aplicación de insecticidas granulares durante la siembra, pulverizaciones al suelo, control biológico insuficiente.

Chinche apestosa marrón (héroes euchisto): provoca hojas deformadas, reduce la productividad, afecta el crecimiento. Manejo: control en soja, tratamiento de semillas, insecticidas pre y postemergentes.

Chinches (Dicelops furcatus, Dichelops melacanto): dañan el meristemo, provocan hojas deformadas y reducen la productividad. Manejo: control en soja para evitar migración, tratamiento de semillas, insecticidas pre y post emergencia.

Pulgón del maíz (Rhopalosiphum maidis): causa fumagina, reduce la fotosíntesis, transmite el virus del mosaico. Manejo: tratamiento de semillas con insecticidas sistémicos, controlar si >50% de plantas tienen >100 pulgones.

Algunas de las malezas que causan problemas a los cultivos: