Importancia del cultivo de Arroz. El arroz es una gramínea anual, que pertenece al genero Oryza proveniente de la India, donde se reúnen condiciones ambientales adecuadas para su cultivo. En esa región, se puede encontrar una gran cantidad de especies silvestres que se encuentran en las franjas ribereñas, donde anteriormente era recolectado (Luque, 2009). Se cultiva en alrededor de 113 países, siendo alimento para más de la mitad de la población mundial, proporcionando el 27 por ciento de la energía alimentaria y el 20% de las proteínas. Es el segundo cereal más producido en el mundo, y el único el cual se utiliza solamente para consumo humano (FAO, 2004). En 2014, como se muestra en la Figura 1, la producción mundial de maíz fue de 1,037 millones de toneladas, de arroz 741 millones de toneladas, y de trigo 729 millones de toneladas (FAOSTAT, 2017). Según la Dirección de Censo y Estadísticas Agropecuaria DCEA (2011), la producción nacional de arroz de riego ha incrementado en un 39 % debido a un incremento en la superfi cie de siembra, alcanzando 78.606 ha, con una producción de 408.248 tn y una media nacional de 5.194 kg/ha. Mientras que el arroz secano se produce en menor superfi cie, alcanzando 1.657 ha con una producción de 4.961 tn y un rendimiento de 2.994 kg/ha. En todos los departamentos de la Región Oriental se tiene cultivo de arroz aunque sea en pequeña escala principalmente para autoconsumo. El cultivo de este cereal está localizado principalmente en la región Sur del país, en los Departamentos de Misiones, Itapúa y Caazapá y en menor escala en Paraguarí, Cordillera y otros departamentos (Friedman y Weil 2010). Por otra lado se han reportado algunas experiencias de siembra de este cultivo en la región Occidental.
Fisiología de la planta de arroz. La planta de arroz comprende un proceso fisiológico completo, desde la germinación hasta la madurez del grano. Los cambios cuantitativos y cualitativos, están directamente desarrollados con la edad de la planta y en mayor o menor grado con la interacción con el medio ambiente (Zamalloa, 2008). La planta de arroz posee tres fases de crecimiento bien diferenciadas, en las cuales ocurren 10 etapas fisiológicas. _ Fase Vegetativa. Esta fase abarca desde la germinación de la semilla hasta la diferenciación del primordio
fl oral (Fernandez et al, 1985). Es la única etapa en la que su duración es variable, ya que esta determinada por las variedades que se cultiven. En esta etapa se determina el número total de hijos que serán producidos por la planta (Moquete, 2010). _ Fase Reproductiva. Esta fase comienza inmediatamente luego de concluir la fase vegetativa. Se determina por la aparición de los órganos reproductivos en la planta, con una duración promedio de 35 días, siendo de suma importancia completar el suministro total del nitrógeno demandado por la planta en el inicio de esta fase (Moquete, 2010). _ Fase de Maduración. Como menciona Zamalloa (2008), esta fase inicia con la apertura de fl ores y concluye con la madurez del cultivo. La principal etapa de desarrollo que se identifi ca en esta fase es el desarrollo y llenado de granos, fase la cual dura alrededor de 30 días en la mayoría de cultivares.
Componentes de Rendimiento del Arroz. Dentro de los componentes de rendimiento que se toman en cuenta para estimar y alcanzar una buena producción se encuentra el número de panículas/m2, número de espiguillas/panícula, % de granos llenos y el peso del grano, los cuales dependen de la época de siembra, variedad, manejo del cultivo y de la fertilización, nitrogenada principalmente, aunque no es la única determinante (Moquete, 2010). Algunos de los parámetros, para alcanzar una alta producción, de los componentes de rendimiento que se utilizan son: _ 250 a 300 panículas/m2 _ 100 a 120 espiguillas/panícula _ % de granos vanos no mayor a 20 _ Peso de grano de 25 a 30 g/1,000 granos.
Fertilización en el cultivo de arroz. La fertilización es uno de los factores determinantes para un buen desarrollo de cultivo y alcanzar rendimientos aceptables. Al igual que en los demás cultivos, es indispensable realizar análisis previos de fertilidad de los suelos a cultivar para dosifi car las cantidades de fertilizante adecuadas en los momentos de mayor demanda de las etapas fisiológicas de la planta.
Nutrientes de mayor importancia para obtener un alto rendimiento. Dentro de los más importantes se mencionan el Nitrógeno, Fósforo y Potasio como macro nutrimentos, y como fertilizaciones rutinarias el Zinc y Azufre como micro nutrimentos (Moquete, 2010).
Importancia del fósforo en los cultivos. La respuesta de los cultivos a aplicaciones de fósforo está afectada por la interacción de una gran cantidad de factores, tanto de manejo de cultivo como de la interación con otros nutrientes, características del suelo, fase de desarrollo del cultivo, clima, variedad y el método de aplicación seleccionado. En general, las respuestas son consistentes, y aun mayores cuando se cuenta con una baja disponibilidad en el suelo de este nutrimento (Dibb, Fixen & Murphy, 1990).
Fisiología del fósforo en el cultivo de arroz. El fósforo es uno de los elementos más importantes en el desarrollo y el metabolismo de las plantas. Las formas inorgánicas regulan una gran cantidad de actividad enzimática y rutas metabólicas relacionadas al proceso de transporte. Además, su defi ciencia afecta varios aspectos de la fotosíntesis, ya que se ha demostrado mediante varios estudios que reduce de manera signifi cativa la capacidad de fi jación de CO2 de las plantas (Xu, Weng & Yang, 2007). El fósforo es uno de los reguladores de la fotosíntesis, principalmente de la actividad del ciclo de Calvin, en particular, es responsable de la cantidad y la actividad de la Rubisco y la regeneración de la Ribulosa 1-5 bifosfato (Rao & Terry, 1989). En efecto, la fotosíntesis es el sumidero mas importante para la absorción de energía en las hojas, por lo que este sistema se puede ver expuesto a una exceso de energía lumínica, como consecuencia a una baja fi jación de CO2 inducida por la defi ciencia de fósforo (Jacob & Lawlor, 1991). Li, et al. (2004), ha demostrado bajo diversas investigaciones, que un insufi ciente aporte de fósforo a las plantas, induce fotoinhibición, además de daños en el fotosistema II. Xu, Weng & Yang (2007), demostraron que plantas de arroz sometidas a defi ciencia de fósforo, en el día 32 la taza de producción de O2- y la actividad de la superóxido dismutasa, se incrementó en 74.4 y 63.7%, en comparación a las plantas con el suministro adecuado del nutrimento. La baja cantidad de pigmentos fotosintéticos, y la débil capacidad de fotosíntesis inducida por la defi ciencia de fósforo en las plantas de arroz, resulta en la acumulación de un exceso de fotones de energía por debajo de alta irradiación, lo cual a su vez incrementa la concentración de especies reactivas de oxígeno (ROS) como subproductos de la fotosíntesis, incluyendo peróxido de hidrógeno H2O2, radicales hidroxílo OH, superóxido O2- y oxígeno singulete 1O2.
Factores que Influyen en la disponibilidad y absorción del fósforo. Además del complejo sistema del suelo, la reducción de los sistemas de labranza de cultivo para la reducción de la erosión, provee retos para la agricultura debido a la compactación de los mismos y otras características a las cuales esta modifica de manera directa. La disponibilidad y la absorción del fósforo es una de las más afectadas por esta tendencia de labranza, lo que nos lleva a hacer énfasis en los métodos de aplicación y la importancia de ofrecerle al cultivo las cantidades adecuadas de fósforo.
Baja temperatura del suelo. Un gran número de investigaciones indica que uno de los factores que se ven afectados de manera directa es la temperatura del suelo, ya que esta se reduce hasta en 5 °C con el uso de labranza mínima o labranza cero (Dibb, Fixen & Murphy, 1990). Bajas temperaturas afectan de manera directa la mineralización de fósforo orgánico, debido a la baja actividad microbiana, además de reducir la solubilidad molar de compuestos de fósforo inorgánico (Dibb, Fixen & Murphy, 1990). Nielsen et al (1961), demostró que al elevar la temperatura de 5 grados centígrados a 27, incrementó 400% el desarrollo de plantas de maíz y en 275% la absorción de fósforo, adicionalmente el crecimiento de las raíces de vio benefi ciado en un 7,600% al alcanzar el máximo de desarrollo del cultivo. Una de las principales causas determinadas de estos efectos de la temperatura en la absorción del fósforo, es que las bajas temperaturas aumentan la viscosidad de la solución del suelo reduciendo la taza de difusión, disminuyendo la cantidad de fósforo presente en la superfi cie de las raíces para su absorción (Barber, 1980). Barber (1980), también notó en sus investigaciones, que por cada grado centígrado que se aumente en la temperatura, se incrementa de 1 a 2% la cantidad de fósforo disponible en la solución del suelo.
Compactación del suelo. Está muy bien reconocido que la alta densidad aparente y la compactación del suelo, reducen la taza de difusión de fósforo, además de reducir la cantidad de oxígeno presente en el suelo la cual afecta la respiración de las raíces y la absorción de fósforo (Dibb, Fixen & Murphy, 1990). Por esta razón, es sumamente importante prestar atención a la reincorporación de los residuos de cultivos al suelo para favorecer a reducir la compactación.
Factores químicos del suelo. Las características químicas del suelo forman las bases para la relación de la fertilización fosforada y la disponibilidad del nutrimento en los suelos. La disponibilidad de fósforo se ve afectada por la composición mineral, contenido de materia orgánica, pH del suelo, la capacidad de fi jación de los suelos del nutrimento y la interacción con otros nutrientes (Dibb, Fixen & Murphy, 1990). El pH del suelo posee un rol determinante en la disponibilidad del fósforo, ya que afecta la cantidad y la manera en que es fi jado al suelo. El rango óptimo para su disponibilidad se encuentra entre 6 y 7, y se ve reducida al alejarse de cualquiera de los dos valores. La disponibilidad del nutrimento varia de acuerdo a la capacidad buff er del suelo; algunos suelos ácidos, absorben una gran cantidad fósforo, con un pequeño incremento en su disponibilidad. Por otro lado, pH's alcalinos contienen una gran cantidad de calcio libre (carbonatos), volviendo indisponible el fósforo para el uso de las plantas (Dibb, Fixen & Murphy, 1990). A diferencia de suelos de tierras altas con un bajo porcentaje de humedad, suelos con pH ligeramente ácidos e inundados, el fósforo se vuelve disponible debido a la relación con el hierro, las especies de hidróxido y la capacidad de óxido-reducción que se potencializa en estos complejos del suelo (Friesen & Blair, 1982). La reducción de la disponibilidad del nutrimento, debido a las formas de fi jación, son la razón por la cuál se realiza un énfasis en la búsqueda de métodos de aplicación adecuados, los cuales mejoren la disponibilidad y la respuesta de los cultivos.
Alternativas de aplicación del fósforo. El fósforo es el factor principal del medioambiente que controla el crecimiento y el rendimiento de los cultivos, ya que generalmente se encuentra en sus formas no disponibles en muchas regiones alrededor del mundo. Los complejos sistemas que existen en el suelo, implican un reto para la agricultura en la implementación de métodos de aplicación del fósforo mas efi cientes. Dibb, Fixen & Murphy (1990), mencionan que la aplicación de fertilizantes fosfóricos al suelo como fertilizaciones base y/o rutinarias, son mas efi cientes en elevar los niveles de fósforo disponible en suelos los cuales poseen una disponibilidad media-alta del nutrimento, no así en los suelos con defi ciencias de fósforo.
Aplicaciones foliares de fósforo. Las aplicaciones foliares surgen como una alternativa efi ciente y de bajo costo ante la complejidad del sistema de los suelos, para la corrección de defi ciencias así como suplementar las fertilizaciones de rutina en el cultivo. El fósforo por ser un elemento móvil dentro de la planta, facilita su aplicación vía foliar siempre y cuando se utilice un pH adecuado de la solución a utilizar, sufractantes y penetrantes recomendados por proveedores de productos de uso agrícola.
Otras consideraciones. El fósforo estimula el crecimiento radical, lo que favorece la absorción de agua y nutrimentos y aumenta la resistencia al acame, promueve una fl oración y cosecha temprana, beneficia el llamiento, incrementando la resistencia de la planta a condiciones adversas y favorece el llenado de grano. A diferencia de otros cultivos de frutos, los granos de arroz solamente traslocan menos del 12% del potasio absorbido por la planta hacia los granos, mientras que el 85% del fósforo absorbido es traslocado hacia los granos, siendo un factor determinante para el rendimiento del cultivo. Las aplicaciones de fósforo vía foliar, se deben de realizar entre los 60 y 80 días después de germinado, ya que es el período de mayor demanda del cultivo. Durante la fase de desarrollo reproductivo (aparición de órganos reproductivos), se demanda una gran cantidad de energía química la cual es transformada por los pigmentos fotosintéticos a ATP por medio del transporte de electrones, proceso en el cual el fósforo es el sustrato prioritario para su síntesis. Por esta razón las aplicaciones foliares como complemento a las aplicaciones de rutina, se concentran en esta fase del desarrollo para suministrar al cultivo el fósforo que esta demanda en la dosis, tiempo y forma necesaria. Además, con estas aplicaciones, se reducirán daños irreversibles en el sistema fotosintético de las plantas de arroz, reduciendo la concentración de radicales libres como subproducto de la fotosíntesis y un correcto funcionamiento del metabolismo de la planta y la actividad enzimática regulada por el fósforo.
Recomendaciones. Los requerimientos de fósforo en las plantas de arroz podrían suplirse con las siguientes recomendaciones: _ P2O5 40% y Mo 1%. Esta formulación aporta grandes cantidades de este elemento, complementando los requerimientos en la etapa de llenado de granos, reduciendo el porcentaje de granos vanos y mejorando la calidad de la cosecha. Además, el Molibdeno al 1%, favorecería el incremento de la efi ciencia del uso del Nitrógeno dentro de la planta y la absorción del mismo, estimulando la enzima nitrógeno reductasa. Su aplicación se recomienda a razón de 1 l/ ha, a partir de los 60 días después de la germinación. _ 6-18-6. Con 18 % de fósforo, esta formulación complementaria las necesidades de este elemento en las etapas de fl oración y llenado de grano, otorgándole a la planta la energía necesaria para obtener un mayor porcentaje de llenado de granos y la corrección de defi ciencias. Aporta un 6% de Nitrógeno y Potasio. Se recomienda realizar al menos una aplicación a los 60 días después de la germinación a razón de 2 l/ha.