Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.)

INTRODUCCION
El maíz (Zea mays) es una planta que se cultiva en un amplio rango de condiciones climáticas alrededor del mundo (Maiti et al., 1996) y ocupa la tercera posición entre los cereales más cultivados mundialmente detrás del arroz (Oryza sativa L.) y el trigo (Triticum aestivum L.) [Kage et al., 2013] (Foto 1).

El silicio (Si) es el segundo más abundante elemento en la corteza terrestre sin embargo, muchos científicos discrepan acerca del rol bioactivo de este elemento en las plantas ya que en la mayoría de los suelos, su contenido es bajo (Epstein, 1994, 1999, 2000, 2001, 2005, 2009; Korndörfer and Lepsch, 2001; Epstein and Bloom, 2005; Quero Gutiérrez, 2009). El silicio, hasta hace varios años se le consideraba como ‘elemento no inerte’ del suelo y por lo tanto ‘no esencial’ para el desarrollo y crecimiento de las plantas, aunque se reconocen los beneficios de su uso y aplicación en la agricultura (Silva, 1971; Exley, 1998), méxime cuando las plantas se exponen a estreses bióticos y abióticos (Savant et al., 1997; Ma, 2004; Hayat et al., 2010).

En la actualidad, el Si es considerado un ‘elemento mineral casi-esencial’, especialmente para las plantas Gramineas (Poaceae) como: arroz, maíz, sorgo (Sorghum bicolor Moench.), trigo, cebada (Hordeum vulgare L.), bambú (Guadua aculeata Rupr.), caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) [Lewin and Reimann, 1969; Takahashi et al., 1990; Currie and Perry, 2007].

Aplicaciones de fertilizantes edáficos mantienen la fertilidad de los suelos y la productividad de los cultivos (Ren et al., 2002), ya que los mismos suplen los requerimientos nutricionales con los cuales expresan su máximo potencial de crecimiento y producción (Xing and Zhang, 1998). En maíz se reporta que la adición de Si hidrosoluble incrementa la eficiencia en el uso del agua al reducir la transpiración a través de las hojas, regulando la apertura y cierre de los estomas, así como disminuyendo la tasa del flujo de agua a través del xilema de la planta (Gharineh and Karmollachaab, 2013), mejora la arquitectura y el área foliar, al igual que retrasa la senescencia de las hojas (Gao et al., 2004; Zou et al., 2007).

El Si hidrosoluble es absorbido por las plantas en forma de ácido ortosilícico (H₄SiO₄) durante su desarrollo vegetativo y su contenido en las plantas varía de 0.1% hasta 10% (Epstein, 1999). A pesar de no ser un elemento esencial para el desarrollo vegetativo de las plantas, para el cultivo del maíz, la deficiencia de Si causa un desbalance de los nutrientes del suelo que puede provocar el pobre desarrollo de las plantas (Savant et al., 1999). La aplicación foliar de Quick-Sol® (36% Si) incentiva la absorción de micronutrientes los cuales son requeridos en pequeñas cantidades por las plantas (Silva, 1971).

Quick-Sol® es un producto que contiene Si hidrosoluble, el cual es elaborado y vendido en los Estados Unidos de Norteamérica, en países de Centro y Sudamérica, así como en otros países del mundo. Elaborado químicamente, Quick-Sol® esta formulado para mejorar los niveles de fertilidad de suelo y simultáneamente, facilitar la absorción de nutrientes a través del sistema radicular de las plantas debido a su constitución de producto anfótero y a la promoción del intercambio de las cargas eléctricas de los elementos en el suelo, los que enriquecen la solución del mismo e incrementan la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y con ello la fertilidad del suelo (Beyond International, 2015). Es por ello que la interacción química-iónica del Si soluble permite una mejor movilidad de los minerales, nutrientes, carbohidratos, metabolitos secundarios y proteínas (acuaporinas) a través de las células y tejidos de las plantas, los cuales promueven los procesos metabólicos y con ello inducen a que las plantas tengan un mayor crecimiento, mayor producción de biomasa, mayor productividad y rendimiento (Quero Gutiérrez, 2009).

Simultáneamente, Quick-Sol® incrementa la actividad enzimática y microbial, estimulando el desarrollo de la flora microbiana del suelo la cual tiende a incrementar la fijación y asimilación del nitrógeno (N₂) a través de las bacterias nitrificantes del suelo [Micorrizas, Nitrobacter, Bradyrhizobium, Rhizobium, Azospirillum, Algas cianófitas (microalgas)] y otros. Estos microorganismos tienen un papel importante en la disolución del silicio ya que coadyuvan a su movilización en conjunto con otros minerales a través del sistema radicular de las plantas, dados los procesos de descomposición de la materia orgánica del suelo por parte de la flora microbiana (Quero, 2009). Aplicaciones de Quick-Sol promueven el desarrollo del sistema radicular de las plantas el cual se observa a través del mayor desarrollo, tamaño y diámetro de raíces (Beyond International, 2015).

Formulado a base de silicio, el Quick-Sol® es hidrosoluble, el cual contiene: Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, Zn, Sodio (Na), ácido fúlvico y húmico. Las características y bondades del uso de Quick-Sol® son:

Biodegradable
Estimulante microbial
Rompe tensión superficial, siendo un excelente surfactante
No ácido, no caustico, no inflamable y no tóxico.
Soluble en agua
Nutriente vegetal
Certificación orgánico
No carcinógeno

Entre otros efectos benéficos del Quick-Sol® (Si hidrosoluble), la resistencia de las plantas a los factores bióticos radica en: 1) el incremento de la resistencia a los ataques de hongos fitopatógenos debido a la formación de la doble capa de Si en la pared celular de las hojas, 2) la formación de compuestos polímeros complejos de Si en las paredes celulares de los tejidos de las plantas que incrementan las defensas del sistema inmunológico de las mismas, y 3) el incremento de los compuestos fenólicos y fitoalexinas que incrementan la actividad de la quitinasa, peroxidasa y polifenoles oxidasa en respuesta a la infección por organismos fitopatógenos (Takahashi, 1996; Datnoff et al., 2001; Ma, 2004). Adicionalmente, el Quick-Sol® incentiva las defensas de las plantas contra los ataques de plagas y enfermedades, incrementa los mecanismos de defensa contra los efectos tóxicos de los metales pesados, salinidad de los suelos, estrés hídrico (sequía o aniego), altas y bajas temperaturas debido al cambio climático, deficiencia de minerales esenciales, alta incidencia de los rayos solares ultravioleta (Rayos UV), etc. (Datnoff et al., 2001; Ma et al., 2001; Ma, 2004).

El objetivo del presente estudio fue el de evaluar el efecto de la aplicación foliar del producto (36% Si) en un cultivo de maíz para producción de semilla.

MATERIALES Y METODOS
En la región del occidente del país, en el departamento de León, Nicaragua, se realizó un estudio de campo donde se aplicó Quick-Sol® (Na2SiO3) 36% p/v de Sihidrosoluble, a un cultivo de maíz var. NB-6, para la producción de semilla durante la época de siembra de primera (Junio-Octubre, 2015).

El estudio de campo se llevó a cabo en un lote de 0.5 ha, en una plantación de maíz para producción de semilla (Junio 2015). El objetivo fue el de evaluar la aplicación foliar de 1 lt•ha^-1 del producto en maíz bajo condiciones de riego y manejo agronómico que tiene contemplado la empresa SEMSA (Semilla Mejorada, S.A, León, Nicaragua). Complementariamente, se realizó una aplicación foliar de los productos siguientes: Crop Plus, Cyto Nutri Boro, Cyto Nutri Zinc y BioElicitor Cobre (productos de la línea Cytozyme). Estos productos fueron aplicados foliarmente 7 dias después de la aplicación de Quick-Sol a dosis de 500, 350, 350, y 350 ml/mz, respectivamente.

Se escogieron 12 surcos lineales por bloque (4 bloques) para un total de 48 surcos lineales y un área experimental de 0.25 ha. El suelo es de tipo franco-arcillolimoso. La aplicación de Quick-Sol® fue realizada a plantas de maíz en desarrollo a 22 días después de la emergencia (DDE). El testigo fue un área de maíz sin aplicación del producto con una área de 0.25 ha.

Se evaluaron las siguientes variables: Altura de planta y de mazorca (cm), longitud y ancho de hojas (cm), días a floración, clorofila (SPAD), longitud y diámetro de mazorca (mm), peso de mazorca (g), número de hileras y granos por mazorca, peso total de granos (g), rendimiento (kg/ha), porcentaje de humedad (%) y, diámetro (mm) y peso de raquis (g).

Las mediciones de clorofila se realizaron a los 22, 30 y 42 DDE (Julio 29, Agosto 6 y Agosto 18), para la variable clorofila, respectivamente. Un total de cuarenta y ocho (48) observaciones fueron colectadas por bloques de 12 surcos en un área de 0.25 ha. Las restantes variables fueron medidas a los 66 DDE y los datos de rendimientos fueron medidos a los 113 DDE.

El diseño experimental utilizado fue el de Bloques Completamente al Azar (BCA) con cuatro repeticiones y el análisis estadístico fue realizado usando SAS 9.4 (SAS Institute, Cary, NC), utilizando el procedimiento PROC GLM para el ANDEVA de doble entrada, PROC t-Test para la separación de medias y Tuckey, p ≤ 0.05, PROC MEAN STDERR para las medias, PROC REG para las líneas de regresión.

RESULTADOS Y DISCUSION

Altura de Planta
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® con 220.29 cm. superior al tratamiento control (197.06 cm), en un 12%. Las líneas de regresión confirman que el tratamiento con el producto es superior al tratamiento control. Adicionalmente se infiere, que dados los valores bajísimos de los coeficientes de regresión para el tratamiento Quick-Sol® (r²=0.001) y el control (r²=0.005), existe una gran heterogeneidad en las alturas de plantas y que otros factores, además del efecto de la aplicación foliar de Quick Sol®, pudieron influenciar las diferencias estadísticas para la variable altura de planta (Foto 2).

Longitud de Hoja
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo superior el tratamiento Quick-Sol® con 102.85 cm. al tratamiento control (98.50 cm), en un 4.4%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo para el tratamiento con el producto y negativo para el control dados los valores de los coeficientes de regresión de 0.24 y 0.003, para el Quick Sol® y el Control, respectivamente.

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 2

Ancho de Hoja
Significativas diferencias estadísticas fueron determinadas entre el tratamiento Quick-Sol® con 10.60 cm y el tratamiento Control con 9.92 cm. El tratamiento Quick Sol® fue superior al Control en un 7%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo para el tratamiento Quick-Sol® y negativo para el control. Los valores de los coeficientes de regresión fueron de 0.07 y 0.02 para el tratamiento Quick Sol® y para el Control, respectivamente (Foto 3).

Floración
No se determinaron diferencias significativas entre los tratamientos Quick-Sol® y Control. Sin embargo, en cuanto al tipo de floración: diferencias significativas (p≤0.05) fueron determinadas en cuanto al tiempo de emisión de la floración, siendo mayor para la flor femenina con 54.65 DDE y menor para la flor masculina con 52.54 DDE.

Clorofila (SPAD)
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® (48.32) superior al tratamiento control (41.70), en un 16%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo de los valores de la variable dependiente (clorofila), para ambos tratamientos, siendo superiores los valores para el tratamiento Quick-Sol®.

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 3

Altura de Mazorca
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® con 130.19 cm. superior al tratamiento control (114.71 cm), en un 13.5%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo para el valor de la variable dependiente para el tratamiento Quick-Sol, y negativo para la variable dependiente en el tratamiento Control, lo cual queda demostrado al considerar los coeficientes de regresión de 0.004 (Quick-Sol®) y 0.0001 (Control), respectivamente; esto indica que hubo una mayor heterogeneidad en las alturas de mazorcas para el tratamiento control que para el tratamiento Quick-Sol®.

Longitud de mazorca
Diferencias significativas fueron determinadas entre el tratamiento Quick-Sol® y el Control, siendo las mazorcas tratadas con Quick-Sol® las que tuvieron mayor longitud con 16.17 cm que las del Control con 13.74 cm. El tratamiento Quick-Sol® fue superior al control en un 17.7%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo de los valores de la variable dependiente (altura de mazorca), mientras que para el control fueron negativos (Fotos 4 y 5).

Diámetro de Mazorca
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, donde el Quick-Sol® fue superior (4.54 mm) con respecto al control (4.18 mm). El tratamiento Quick-Sol® fue superior en un 8.6% al tratamiento control, lo que demuestra que hubo una cantidad de mazorcas significativamente de mayor tamaño cuando recibieron la aplicación de Quick-Sol® comparadas con las mazorcas del tratamiento control, siendo más homogéneas, al comparar los coeficientes de regresión delas mazorcas tratadas con Quick-Sol (r²=0.05) que las no tratadas (control) con un r²=0.22 (Foto 4 y 5).

Peso de Mazorca
Se determinaron diferencias significativas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® con 138.77 gramos promedio por mazorca, superior en un 29.4% al tratamiento control con 107.25 gramos. Las líneas de regresión lineal indican que existe una tendencia positiva para ambos tratamientos, sin embargo, comparando los valores de los coeficientes de regresión (r² ), se puede observar que el valor del tratamiento control fue de 0.28, lo cual indica que existe una mayor variabilidad del control con respecto al tratamiento Quick-Sol® con 0.02. De los resultados se puede inferir que otros factores, tal es el caso del manejo del cultivo y el peso de raquis, pudieron haber influenciado el peso de mazorca (Foto 5).

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 4

Número de Hileras por Mazorca
Se determinaron diferencias significativas entre el número de hileras por mazorca, siendo el tratamiento Quick-Sol® con un promedio de 15.08 hileras, superior en un 6.4% al tratamiento control con 14.17 hileras. Las líneas de regresión indican que los valores de Quick-Sol® tienden a disminuir, mientras que los del control tienden a aumentar, sin embargo, comparando los valores del coeficiente de regresión (r2 ), se puede observar que el valor del tratamiento control fue de 0.03, lo cual indica que existe una mayor variabilidad del tratamiento control con respecto al tratamiento QuickSol® con 0.07.

Número de Granos por Mazorca
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® superior al tratamiento Control con un 23.1%, con promedios de 490.25 y 398.27 granos por mazorca para el Quick-Sol® y Control, respectivamente. Las líneas de regresión indican un incremento positivo de los valores de la variable dependiente para el tratamiento Quick-Sol®, mientras que para el Control tienden a disminuir. Adicionalmente y considerando los coeficientes de regresión de 0.002 (Quick-Sol®) y 0.04 (Control), se demuestra la mayor heterogeneidad en las alturas de plantas para el tratamiento control. Como conclusión, de las líneas de regresión lineal se pudo observar que el efecto del tratamiento Quick-Sol® incrementó el número de granos por mazorca.

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 5

Peso Total de Granos por Mazorca
Se determinaron diferencias significativas en el peso total de granos por mazorca, siendo el tratamiento Quick-Sol® con un peso promedio de 110.81 gramos, superior en un 33.6% al tratamiento control con 82.94 gramos. Las líneas de regresión indican que los valores de Quick-Sol® y el Control tienden a disminuir, sin embargo comparando los valores del coeficiente de regresión (r² ), se puede observar que el valor del tratamiento control fue de 0.02, lo cual indica que existe una mayor variabilidad del tratamiento control con respecto al tratamiento Quick-Sol® con 0.0002.

Humedad de Grano
No significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, sin embargo, el tratamiento Quick-Sol® tuvo el menor porcentaje de humedad con 14.20%, comparado al tratamiento control con 14.76%. Las líneas de regresión indican un incremento positivo de los valores de la variable dependiente para el tratamiento QuickSol®, mientras que para el Control tienden a disminuir. Adicionalmente y considerando los coeficientes de regresión de 0.47 (Quick-Sol®) y 0.003 (Control), se demuestra la mayor heterogeneidad en la humedad de granos para el tratamiento control.

Peso de Raquis de Mazorca
Significativas diferencias fueron determinadas entre los tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® con 24.85 gramos superior en un 38.5% al tratamiento control con 17.94 gramos. Las líneas de regresión tienden a disminuir con respecto a los valores de la variable dependiente: peso de raquis de mazorca; sin embargo, el tratamiento Quick-Sol® fue superior al Control, con lo cual se infiere que el Quick-Sol® incrementó peso de raquis de mazorca.

Diámetro de Raquis
Significativas diferencias estadísticas fueron determinadas entre tratamientos, siendo el tratamiento Quick-Sol® con un diámetro promedio de 29.38 mm superior al del tratamiento control (25.67 mm) en un 14.5%. Las líneas de regresión indican un incremento negativo de los valores de la variable dependiente (diámetro de raquis), siendo superior los valores del tratamiento Quick-Sol® comparados a los del Control, lo cual indica que hubo una mayor variabilidad en el Control, lo cual se puede demostrar con los valores de los coeficientes de regresión, el cual se observa que para el QuickSol® fue de 0.0002 y para el control fue de 0.002.

Rendimiento
Significativas diferencias fueron determinadas entre los promedios de los tratamientos, donde el Quick-Sol® fue superior (6766.21 kg•ha-1 ) con respecto al control (5064.16 kg•ha^-1 ). El tratamiento Quick-Sol® fue superior en un 33.6% al tratamiento control, lo que demuestra que una cantidad significativamente mayor de grano fue obtenida de las plantas de maíz tratadas con Quick-Sol® comparado al tratamiento control, y considerando los coeficientes de regresión, se infiere que hubo una mayor homogeneidad de los datos del tratamiento Quick-Sol® (0.0002) comparado con el tratamiento control, el cual tuvo la mayor variabilidad con un r² = 0.02.

CONCLUSION FINAL

En general, el efecto de la aplicación de Quick-Sol® con un contenido de 36% Si hidrosoluble asimilable, en plantas de maíz de la variedad NB-6, incrementó significativamente las variables de crecimiento y los componentes de rendimiento. La aplicación foliar de 1 lt•ha^-1 de Quick-Sol® incrementó significativamente los valores de las variables: altura de planta y de mazorca, longitud y ancho de hojas, clorofila (SPAD), longitud, diámetro y peso de mazorca, diámetro y peso de raquis, el número de hileras y de granos por mazorca, así como el rendimiento en kilogramos por hectárea (Cuadro 1). %. Los resultados de este estudio confirma los efectos benéficos de la aplicación de Quick-Sol sobre el cultivo de maíz reportados por diferentes investigadores (Xing and Zhang, 1998; Ren et al., 2002; Gao et al., 2004, OwinoGerroh and Gascho, 2004; Zou et al.,2007; Kaya et al., 2009). Esto confirma que la aplicación de Quick-Sol® tiene efectos benéficos sobre el cultivo de maíz al promover las variables de crecimiento y los componentes de rendimiento de grano de maíz.

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 6

Efecto de la aplicación foliar de Quick-Sol® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.) - Image 7

Biodegradable
Estimulante microbial
Rompe tensión superficial, siendo un excelente surfactante
No ácido, no caustico, no inflamable y no tóxico.
Soluble en agua
Nutriente vegetal
Certificación orgánico
No carcinógeno

El objetivo del presente estudio fue el de evaluar el efecto de la aplicación foliar del producto (36% Si) en un cultivo de maíz para producción de semilla.

RESULTADOS Y DISCUSION

CONCLUSION FINAL