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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE AGRONOMÍA CARRERA DE INGENIERIA AGRONÓMICA TESIS DE GRADO EVALUACIÓN DE LA PRODUCCIÓN SEMIMECANIZADA DE DOS VARIEDADES DEL CULTIVO DE ARROZ (Oryza sativa L.) EN LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE SAPECHO - ALTO BENI CYNTHIA CHIPANA VALERO LA PAZ - BOLIVIA 2021 UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE AGRONOMÍA CARRERA DE INGENIERIA AGRONÓMICA EVALUACIÓN DE LA PRODUCCIÓN SEMIMECANIZADA DE DOS VARIEDADES DEL CULTIVO DE ARROZ (Oryza sativa L.) EN LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE SAPECHO - ALTO BENI Tesis de Grado presentado como requisito parcial para optar el Título de Ingeniero Agrónomo CYNTHIA CHIPANA VALERO Asesores: Ing. MSc. Félix Fernando Manzaneda Delgado ...………………………………… Ing. Carlos Eduardo Choque Tarqui ………………………………….. Tribunal examinador: Ing. Celso Ticona Quispe …………………………………... Ing. Luis Humberto Ortuño Rojas …………………………………… Ing. Casto Maldonado Fuentes …………………………………… APROBADO Presidente del tribunal examinador: …………………………………… LA PAZ – BOLIVIA 2021 i DEDICATORIA Dedico este trabajo a Dios padre, quien supo guiarme por el buen camino. A mis padres Andres Chipana Marca y Carmen Valero Cusi a quienes les agradezco infinitamente por todo el sacrificio, esfuerzo, cariño y el apoyo que supieron brindarme en cada etapa de mi vida. A mis hermanos Zacarias y Edwin al igual que a mi cuñada Mauricia Castro de Chipana por su comprensión, apoyo y confianza. A mis sobrinos Nicole y Evan, que siempre serán mi motivación para seguir adelante. ii AGRADECIMIENTOS A la Universidad Mayor de San Andrés y la Facultad de Agronomía por darnos herramientas y capacidades para nuestra formación profesional. A todo el personal técnico y trabajador de la Estación Experimental de Sapecho (Alto - Beni) gestión 2020 por su colaboración y enseñanza. Un agradecimiento especial al Ing. Johnny Ticona Aliaga (Q.D.D.G.) ex director de la Estación Experimental de Sapecho (Alto - Beni) por su orientación y el apoyo brindado en el trascurso del trabajo. A mis asesores: Ing. M.Sc. Fernando Manzaneda Delgado por su colaboración en la ejecución y elaboración del presente trabajo de investigación. Ing. Carlos Eduardo Choque Tarqui por guiarme y aportar sus valiosas sugerencias para la culminación del presente trabajo. Al tribunal revisor al: Ing. Celso Ticona Quispe Ing. Luis Humberto Ortuño Rojas Ing. Casto Maldonado Fuentes Por la revisión y corrección del presente trabajo de investigación. Un agradecimiento especial al Ing. Jaime Mamani Vargas Docente Investigador – área cultivos anuales de la E.E.S. y al Ing. Juan José Vicente Rojas por su colaboración. Por ultimo a todos mis compañeros y amigos de la carrera de Ingeniería Agronómica por demostrar confianza en mí persona; Elizabeth Mayta, Heidy Condori, Evelin Condori, Frida Lopez, Carla Soza, Rodrigo Condori, Limber Avirari, Bismar Pacheco, Oscar Condori y Richard Aliaga. iii CONTENIDO DEDICATORIA ....................................................................................................................................... i AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................................... ii ÍNDICE GENERAL ................................................................................................................................ iii ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................................ vi ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................................................................................... vii ÍNDICE DE ANEXOS .......................................................................................................................... viii RESUMEN .............................................................................................................................................. ix ÍNDICE GENERAL Pág. 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 1 1.1. Justificación ................................................................................................................................ 2 1.2. Objetivos ..................................................................................................................................... 3 1.2.1. Objetivo general .................................................................................................................. 3 1.2.2. Objetivos específicos ......................................................................................................... 3 1.3. Hipótesis ...................................................................................................................................... 3 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ......................................................................................................... 4 2.1. Mecanización agrícola .............................................................................................................. 4 2.1.1. Nivel tecnológico semimecanizado.................................................................................. 4 2.1.2. Efectos de la mecanización sobre el suelo agrícola ..................................................... 5 2.2. Generalidades del cultivo de arroz ......................................................................................... 5 2.2.1. Importancia .......................................................................................................................... 5 2.2.2. Situación mundial ............................................................................................................... 6 2.2.3. Producción nacional de arroz ........................................................................................... 7 2.2.4. Origen ................................................................................................................................... 8 2.2.5. Taxonomía del cultivo ........................................................................................................ 8 2.2.6. Descripción botánica del arroz ......................................................................................... 8 2.2.7. Fisiología del proceso de crecimiento ........................................................................... 10 2.3. Exigencias edafoclimáticas del arroz ................................................................................... 12 2.3.1. Exigencias edáficas ......................................................................................................... 13 iv 2.3.2. Exigencias climáticas ....................................................................................................... 13 2.4. Nutrición y Fertilización ........................................................................................................... 15 2.4.1. Fertilidad del suelo y su importancia ............................................................................. 16 2.5. Control de malezas .................................................................................................................. 17 2.6. Presencia de plagas y enfermedades ..................................................................................17 2.6.1. Insectos plaga del cultivo de arroz ................................................................................ 17 2.6.2. Enfermedades del cultivo de arroz ................................................................................ 19 2.7. Época y densidad de siembra ............................................................................................... 22 2.7.1. Época de siembra............................................................................................................. 22 2.7.2. Densidad de siembra ....................................................................................................... 22 2.8. Variedades evaluadas en el estudio ..................................................................................... 23 2.9. Sistemas de producción del cultivo de arroz ....................................................................... 24 3. LOCALIZACIÓN ............................................................................................................................. 28 3.1. Ubicación geográfica ............................................................................................................... 28 3.2. Características agroecológicas ............................................................................................. 28 3.2.1. Clima .................................................................................................................................. 29 3.2.2. Suelo .................................................................................................................................. 29 4. MATERIALES Y MÉTODO ........................................................................................................... 30 4.1. Materiales .................................................................................................................................. 30 4.1.1. Material vegetal................................................................................................................. 30 4.1.2. Material de campo ............................................................................................................ 30 4.1.3. Material de laboratorio ..................................................................................................... 30 4.1.4. Material de gabinete ......................................................................................................... 30 4.2. Metodología .............................................................................................................................. 31 4.2.1. Análisis de suelo ............................................................................................................... 31 4.2.2. Análisis climático .............................................................................................................. 31 4.2.3. Preparación del terreno ................................................................................................... 31 4.2.4. Medición de la parcela y siembra .................................................................................. 34 4.2.5. Prácticas y labores culturales ......................................................................................... 34 4.2.6. Análisis estadístico ........................................................................................................... 37 4.2.7. Croquis experimental ....................................................................................................... 38 4.2.8. Variables de respuesta .................................................................................................... 39 4.2.9. Análisis económico del sistema de producción ........................................................... 42 v 5. RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................................... 44 5.1. Análisis físico y químico del suelo ......................................................................................... 44 5.2. Variables fenológicas .............................................................................................................. 46 5.2.1 % germinación ................................................................................................................... 46 5.2.2. Días a la emergencia ....................................................................................................... 47 5.2.3. Días a la floración ............................................................................................................. 49 5.2.4. Días a la cosecha ............................................................................................................. 51 5.3. Variables agronómicas ........................................................................................................... 52 5.3.1. Altura de planta ................................................................................................................. 52 5.3.2. Número de panículas por golpe ..................................................................................... 54 5.3.3. Largo de panícula ............................................................................................................. 55 5.4. Variables de rendimiento ........................................................................................................ 57 5.4.1. Número de panículas o espigas por m2........................................................................ 57 5.4.2. Número de granos por panícula o espiga .................................................................... 58 5.4.3. Porcentaje de granos maduros ...................................................................................... 60 5.4.4. Peso de 1000 granos ....................................................................................................... 61 5.4.5. Rendimiento (Tn/ha) ........................................................................................................ 63 5.5. Análisis económico .................................................................................................................. 64 6. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 67 7. RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 68 8. BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 69 vi ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1. Clasificación del arroz de acuerdo al tamaño del grano .................................................. 6 Tabla 2. Taxonomía del cultivo de arroz ............................................................................................ 8 Tabla 3. Etapas del crecimiento de la planta de arroz .................................................................. 12 Tabla 4. Temperaturas criticas mínimas, máximas y óptimas para el crecimiento y el desarrollo del arroz ................................................................................................................................................ 14 Tabla 5. Tecnología aplicada en el sistema manual tradicional .................................................. 25 Tabla 6. Tecnología aplicada en sistema manual/mecanizado ................................................... 25 Tabla 7. Tecnología aplicada en sistema mecanizado ................................................................ 27 Tabla 8. Escala para los días a la cosecha en el cultivo de arroz .............................................. 40 Tabla 9. Escala de clasificación según la altura de planta ........................................................... 40 Tabla 10. Análisis de texturadel suelo de las parcelas experimentales en la Estación Experimental de Sapecho .................................................................................................................. 44 Tabla 11. Análisis químico del suelo de las parcelas experimentales en la Estación Experimental de Sapecho .................................................................................................................. 45 Tabla 12. Medias de días a la emergencia (MAC FL 18).............................................................. 47 Tabla 13. Medias de días a la floración (MAC FL 18) .................................................................. 49 Tabla 14. Medias de altura de olanta (MAC FL 18) ...................................................................... 52 Tabla 15. Medias del número de panículas por golpe (MAC FL 18) ........................................... 54 Tabla 16. Medias del largo de panícula (MAC FL 18) .................................................................. 56 Tabla 17. Medias del número de panículas por m2 (MAC FL 18) ............................................... 57 Tabla 18. Medias del número de granos por panícula (MAC FL 18) .......................................... 59 Tabla 19. Medias del porcentaje de granos maduros (MAC FL 18) ............................................ 60 Tabla 20. Medias del peso de 1000 granos a la madurez (MAC FL 18) .................................... 62 Tabla 21. Medias del rendimiento del cultivo de arroz (MAC FL 18) .......................................... 63 Tabla 22. Análisis económico de la producción de arroz en el suelo A (manejo de suelo bajo chaqueo sin quema) bajo sistema semimecanizado ..................................................................... 65 Tabla 23. Análisis económico de la producción de arroz en el suelo B (manejo de suelo bajo chaqueo con quema) bajo sistema semimecanizado .................................................................... 66 vii ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Tipo de grano de la variedad MAC FL 18 ......................................................................... 7 Figura 2. Tipo de grano de la variedad Estaquilla Blanca .............................................................. 7 Figura 3. Partes vegetativas del arroz ............................................................................................... 9 Figura 4. Estructura y organos de la espiguilla ............................................................................... 10 Figura 5. Fases de desarrollo del crecimiento de arroz ................................................................ 11 Figura 6. Mosca blanca ...................................................................................................................... 19 Figura 7. Quemado del arroz (Piricularia) ....................................................................................... 20 Figura 8. Helminthosporium oryzae .................................................................................................. 21 Figura 9. Manchado de grano ........................................................................................................... 21 Figura 10. Síntomas comunes en las hojas .................................................................................... 21 Figura 11. Ubicación geográfica de la Estación Experimental de Sapecho............................... 28 Figura 12. Limpieza y destoconado con retroexcavadora ............................................................ 32 Figura 13. Labranza de tractor agricola con arado de vertedera ................................................ 33 Figura 14. Labranza de tractor agricola con rastra de disco ........................................................ 33 Figura 15. Siembra del cultivo de arroz con sembradora manual ............................................... 34 Figura 16. Aplicación de fertilizante foliar Algafol 32-10-10 .......................................................... 35 Figura 17. Cosecha del cultivo de arroz .......................................................................................... 36 Figura 18. Secado de los granos de arroz ...................................................................................... 37 Figura 19. Proceso de pelado y pulido del grano de arroz ........................................................... 37 Figura 20. Prueba de germinación en MAC FL 18 ......................................................................... 39 Figura 21. Prueba de germinación en Estaquilla Blanca .............................................................. 39 Figura 22. Largo de panícula ............................................................................................................. 41 Figura 23. Peso de 1000 granos MAC FL 18 ................................................................................. 42 Figura 24. Peso de 1000 granos Estaquilla Blanca ....................................................................... 42 Figura 25. Porcentaje de germinación ............................................................................................. 46 Figura 26. Días a la emergencia en dos tipos de manejo de suelos, bajo el sistema de producción semimecanizado ............................................................................................................. 48 Figura 27. Días a la floración en dos tipos de manejo de suelos, bajo el sistema de producción semimecanizado .................................................................................................................................. 50 Figura 28. Número de días a la cosecha en dos tipos de manejo de suelos ........................... 51 Figura 29. Promedio de altura de planta, en dos tipos de manejo de suelos ............................ 53 viii Figura 32. Promedio del número de panículas por golpe, de las dos variedades de arroz en dos tipos de suelo ................................................................................................................................ 55 Figura 31. Promedio del largo de panícula, en dos tipos de manejo de suelos ........................ 56 Figura 32. Promedio del número de panículas/m2, en dos tipos de manejo de suelos ........... 58 Figura 33. Promedio del número de granos/panícula, en dos tipos de manejo de suelos ...... 59 Figura 34. Promedio del porcentaje de granos maduros, en dos tipos de manejo de suelos 61 Figura 35. Promedio del peso de 1000 granos. ............................................................................. 62 Figura 36. Promedio del rendimiento de arroz paddy, en dos tipos de manejo de suelos. ..... 63 ÍNDICE DE ANEXOS Pág. Anexo 1. Datos de elementos climáticos obtenidos de la Estación Meteorológica de la Estación Experimental de Sapecho .................................................................................................................. 74 Anexo 2. Análisis físico químico del suelo ....................................................................................... 75 Anexo 3. Escala de interpretación del análisis de suelos ............................................................. 77 Anexo 4. Análisis económico ............................................................................................................. 79 Anexo 5. Actividades de trabajo en campo: preparación del terreno .......................................... 83 Anexo 6. Actividades de trabajo en campo: siembra del cultivo .................................................. 85 Anexo 7. Cultivo de arroz fase vegetativa ....................................................................................... 86 Anexo 8. Cultivo de arroz fase reproductiva ................................................................................... 87 Anexo 9. Cultivode arroz fase de madurez .................................................................................... 88 Anexo 10. Actividades de post cosecha .......................................................................................... 89 ix RESUMEN El sistema de producción de arroz que se desarrolla en la región de Alto Beni es el sistema tradicional, donde el agricultor tropieza con innumerables problemas, ocasionando bajos niveles de rendimiento por hectárea, debido a la falta de alternativas que puedan mejorar los aspectos de producción. La introducción de nuevas variedades de arroz y un nuevo sistema de producción garantizan un rendimiento productivo permitiendo que los productores tengan un mayor ingreso económico, el aumento de la producción del cultivo de arroz por hectárea es de vital importancia para el desarrollo económico de la región y del país ya que en los últimos años el incremento nacional se debe más al incremento de la superficie cultivada que a la mejora e incremento de los rendimientos. El presente trabajo tuvo por objetivo evaluar el sistema semimecanizado en la producción de dos variedades de arroz (Oryza sativa L.) Estaquilla Blanca (local) y MAC FL 18 (introducida), en dos tipos de manejo de suelos: suelo A (chaqueo sin quema) y suelo B (chaqueo con quema). El análisis estadístico empleado fue la prueba “T” de Student para muestras independientes ya que permite comparar medias de dos muestras independientes y así determinar si existe o no diferencias entre los promedios de las muestras. De acuerdo a los resultados obtenidos, existen diferencias estadísticas para las variables fenológicas, agronómicas y de rendimiento respecto al tipo de manejo de suelos bajo el sistema semimecanizado, llegando a la conclusión de que la práctica del chaqueo sin quema favoreció al aumento de fertilidad residual del suelo A, de igual manera la implementación de maquinaria en la preparación del suelo garantizó el buen desarrollo del cultivo, el mismo se vio reflejado en los rendimientos a las variedades MAC FL 18 (4,8 Tn/ha de arroz paddy) y Estaquilla Blanca (4,7 Tn/ha de arroz paddy), ya que fueron superiores a los del suelo B. Respecto al análisis económico Beneficio/Costo las variedades desarrolladas en el suelo A presentan un mayor B/C, ya que la variedad MAC FL 18 obtuvo un B/C=1,90 y Estaquilla Blanca un B/C= 1,63 en comparación con las variedades desarrolladas en el suelo B donde prácticamente solo recupero la inversión. Palabras clave: sistema de producción semimecanizado; manejo de suelo x SUMMARY The rice production system that is developed in the Alto Beni region is the traditional system, where the farmer encounters innumerable problems, causing low levels of yield per hectare, due to the lack of alternatives that can improve production aspects. The introduction of new varieties of rice and a new production system guarantee a productive yield allowing producers to have a higher economic income, increasing the production of rice cultivation per hectare is of vital importance for the economic development of the region and of the country since in recent years the national increase is due more to the increase in the cultivated area than to the improvement and increase in yields. The objective of this work was to evaluate the semi-mechanized system in the production of two varieties of rice (Oryza sativa L.) Estaquilla Blanca (local) and MAC FL 18 (introduced), in two types of soil management: soil A (chaqueo without burning) and soil B (chaqueo with burning). The statistical analysis used was the student's “T” test for independent samples, since it allows comparing means of two independent samples and thus determining whether or not there are differences between the averages of the samples. According to the results obtained, there are statistical differences for the phenological, agronomic and yield variables regarding the type of soil management under the semi-mechanized system, reaching the conclusion that the practice of chaqueo without burning favored the increase in residual fertility of the soil A, in the same way the implementation of machinery in the preparation of the soil guaranteed the good development of the crop, it was reflected in the yields of the MAC FL 18 varieties (4.8 Tn/ha of paddy rice) and Estaquilla Blanca (4.7 Tn/ha of paddy rice), since they were higher than those of the soil B. Regarding the economic benefit/cost analysis, the varieties developed in soil A present a higher B/C, since the MAC FL 18 variety obtained a B/C=1.90 and Estaquilla Blanca a B/C=1.63 in comparison with the varieties developed in soil B where I practically only recovered the investment. Keywords: semi-mechanized production system; soil management 1 1. INTRODUCCIÓN El crecimiento acelerado de la población, el avance tecnológico, los gustos y preferencias de las personas se van diversificando demandando así cada vez más bienes y servicios que logren satisfacer sus necesidades. El desarrollo de la tecnología va avanzando rápidamente con el objetivo de aumentar la productividad para satisfacer dicha necesidad (Valencia, 2014). Hoy en día existen varios sistemas de producción del cultivo de arroz, algunos más complejos que otros desde diferentes puntos de vista como tecnológico, económico, etc. Cada sistema es utilizado en dependencia de las condiciones topográficas, edáficas, climáticas y principalmente de costos, la elección debe tomarse con la finalidad de minimizar los daños ambientales y obtener una adecuada producción, para asegurar su competitividad y sostenibilidad frente al cambio climático. El arroz es uno de los cultivos de importancia relevante en Bolivia, ya que hablando de preferencia el 92,4% de los hogares lo prefiere, en comparación con otros alimentos sustitutos del mismo y su consumo per cápita paso de 11,70 kg en 1980 a 30 kg el 2015, llegando a un consumo per cápita actual de 37 kg aproximadamente según el Instituto Nacional de Estadística (INE). En Bolivia el arroz al igual que en otros países es un alimento principal en la dieta de la población, beneficia a numerosas familias, principalmente de los estratos socioeconómicos medios y bajos, generando también beneficios económicos a otro tipo de sectores que intervienen en el proceso tales como peladores, transportistas y comerciantes mayoristas y minoristas. En la región de Alto Beni, la actividad arrocera se caracteriza por su producción de arroz de manera tradicional. Lo cual nos limita el poder utilizar los avances tecnológicos de eficiencia para la alta productividad. La presente investigación evalúa el sistema de producción semimecanizado de dos variedades del cultivo arroz (Oryza sativa L.) Estaquilla Blanca (local) y MAC FL 18 (introducida) en la región, considerando las máquinas, herramientas y actividades de 2 este proceso, su adaptación a las condiciones del lugar y otros factores que inciden en el costo y el rendimiento. 1.1. Justificación El sistema de producción de arroz que se desarrolla en la región de Alto Beni es el sistema tradicional y a secano, donde prácticamente el agricultor tropieza con innumerables problemas en la producción del cultivo, ocasionando bajos niveles de rendimiento por hectárea. Este bajo rendimiento en la zona es atribuido a los métodos de uso de tierra, calidad de semilla, variedad, manejo inadecuado de suelos y a las prácticas de post cosecha, etc. Todo esto ocurre debido a la falta de alternativas que puedan mejorar los aspectos de producción. Una alternativa es la introducción de nuevas variedades de arroz y un nuevo sistema de producción, es así como el presente estudio se propone investigar y evaluar la producción semimecanizada de dos diferentes variedades del cultivo de arroz (Oryzasativa L.). Debido a la incorporación de maquinarias y al crearse un proceso semimecanizado, resulta necesario realizar una evaluación de todo el proceso de aprovechamiento para detectar posibles deficiencias o resultados no deseados que pueda presentar el sistema de producción semimecanizado, con el fin de obtener los mejores rendimientos. 3 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo general Evaluar el sistema semimecanizado en la producción de dos variedades del cultivo de arroz (Oryza sativa L.), en la Estación Experimental de Sapecho - Alto Beni. 1.2.2. Objetivos específicos - Evaluar el comportamiento agronómico de las variedades MAC FL 18 y Estaquilla Blanca. - Comparar los rendimientos de las variedades en estudio, desarrolladas en dos tipos de manejo de suelos. - Realizar el análisis económico de las variedades en estudio. 1.3. Hipótesis Ho: No existen diferencias significativas, entre las variedades de arroz cultivadas en dos tipos de manejo de suelos, bajo el sistema de producción semimecanizado. Ha: Existe diferencias significativas de acuerdo al tipo de manejo de suelos en el cual se desarrollaron las variedades de arroz, bajo el sistema de producción semimecanizado. 4 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1. Mecanización agrícola La mecanización es un proceso mediante el cual se incorpora diferentes clases y tipos de máquinas, equipos y herramientas en el proceso productivo de los cultivos, con el propósito de lograr una mayor eficiencia técnica y económica, que permita al agricultor una mayor producción y productividad de sus predios. Incluye la incorporación de todos aquellos aparatos que se utilizan para el aprovechamiento de las tierras agrícolas, desde las fases de adecuación de los terrenos, siembra, producción, cosecha, poscosecha y transformación de las materias primas, permitiendo en muchos casos la incorporación de nuevas tierras a la producción de alimentos, como la obtención de más de una cosecha al año, lo que ha influenciado enormemente en los cambios socioeconómicos de las regiones (Polanco, 2007). Al pasar los años la agricultura ha ido evolucionando debido a la integración de la tecnología en los procesos de producción. La utilización de máquinas y equipos modernos y eficientes representan un factor importante en la agricultura ya que generan un aumento en el rendimiento (Mendoza & Valdez, 2015). Ulloa (1989) citado en (Mendoza y Valdez, 2015) manifiesta que la mecanización agrícola permite mejorar la eficiencia del trabajo agrícola, para producir más y mejores productos, mediante el empleo de herramientas y/o máquinas (manuales, de tracción animal o motorizada) con el menor tiempo, costo y esfuerzo físico posible. 2.1.1. Nivel tecnológico semimecanizado El nivel tecnológico semimecanizado se caracteriza por la utilización de un cierto grado de mecanización, como la preparación del suelo. En la siembra utilizan sembradora y abonadoras. El control de malezas se realiza con tractor, bombas de espalda o mochila accionadas manualmente o de aspersión a motor. La cosecha se realiza mecánicamente y otras veces se recolecta manual y se desgrana con máquinas trilladoras (De Concepción , 1989). 5 2.1.2. Efectos de la mecanización sobre el suelo agrícola El proceso de producción de los cultivos utiliza diferentes clases y tipos de máquinas, equipos y herramientas, con el propósito de lograr una mayor producción, la manera de cómo y cuándo las usamos hacen una gran diferencia en la calidad de los suelos. Si bien al labrar el suelo mejoramos su estructura, eliminamos malezas, facilitamos el riego, incorporamos residuos de cosechas anteriores, incorporamos fertilizantes y disminuimos plagas y enfermedades (Lesur, 2012). La mala utilización de maquinaria agrícola causa perjuicios en el suelo, como son: la perdida de este por erosión y degradación física que terminan en daño de su estructura produciendo costras en la superficie, capas compactas en su interior que reducen las tasas de infiltración de agua y circulación de gases, afectando directamente el crecimiento de las plantas (Polanco, 2007). Cabildo y Cormago (2013) citado en (Zúñiga, 2018) señala que el suelo es un ecosistema complejo y dinámico, que está sometido a constantes modificaciones incluyendo la manipulación antrópica y cuando se le da un uso irracional adquiere preponderancia, una serie de procesos que conducen a su degradación. La degradación de un suelo se da por la pérdida de fertilidad (propiedades químicas, físicas, biológicas y minerales) causadas por la agricultura, la misma causa la disminución de la producción de alimentos. 2.2. Generalidades del cultivo de arroz 2.2.1. Importancia De todos los cereales existentes o conocidos, el arroz es sin duda alguna, el que ofrece la posibilidad de llenar más rápidamente un déficit de producción agrícola para la alimentación del hombre. Es uno de los alientos más importantes para la nutrición humana, constituyéndose en la base alimenticia para más de tres mil millones de personas en el mundo. Es el segundo cereal más cultivado, ocupando un área aproximada de 158 millones de hectáreas (Viruez & Taboada, 2013). 6 2.2.2. Situación mundial A nivel mundial, la producción de arroz es básicamente para satisfacer las necesidades de los países donde es producido. Aproximadamente sólo el 6% de la producción de arroz se comercializa en los mercados internacionales, puesto que los grandes países productores son a su vez los más grandes consumidores. En Asia se produce, aproximadamente, el 90% de todo el arroz en el mundo, siendo China (29%) y la India (22%) los países mayores productores. Entre ambos obtienen el 51% de la producción mundial del cereal. Los principales exportadores de arroz son Tailandia (36%), Vietnam (21%) y Pakistán (16%). Estados Unidos exporta alrededor de 3.1 millones de toneladas, que equivalen al 12% del total comercializado. En cambio, los mayores importadores son Indonesia (14%), Bangladesh (4%) y Brasil (3%) (Moquete, 2010). El consumo medio mundial de arroz es de 60 kg/persona/año, siendo los países asiáticos los que consumen más, alcanzando promedios entre 100 y 150 kg/persona/año. En América el consumo medio es de 30 kg/persona/año, destacándose, Colombia, Panamá, Costa Rica, Brasil con un consumo superior a 45 kg/persona/año. Bolivia está consumiendo aproximadamente 20 kg/persona/año, la región tropical con algo de 40 kg/persona/año (Viruez & Taboada, 2013). El consumo y comercio del cultivo de arroz está determinado por el tamaño y la apariencia del grano pulido (Figura 1 y 2), que son los parámetros principales por los cuales se comercializa y clasifica en los mercados mundiales, la cual se presenta en la siguiente Tabla 1. Tabla 1. Clasificación del arroz de acuerdo al tamaño del grano Tipo de grano Longitud (mm) Cortos Medianos Largos Extra largos < 5.50 5.51 − 6.60 6.61 − 7.50 > 7.50 Fuente: Viruez & Taboada, (2013). 7 Figura 1. MAC FL 18 grano extra largo y fino Figura 2. Estaquilla Blanca grano largo Probablemente las tres razones que transforman al arroz en uno de los cereales más consumidos en el mundo son: el costo accesible, el valor nutritivo y la posibilidad de combinarlo con una amplia variedad de alimentos (Moquete, 2010). 2.2.3. Producción nacional de arroz Las regiones tropicales de Bolivia que se encuentran alrededor de 400 m s. n. m., son excelentes para el cultivo de arroz. Las principales áreas del cultivo se encuentran en los departamentos de Santa Cruz (provincias Warnes, Cercado, Ñuflo de Chávez, Santiesteban, Sara, Velasco e Ichilo); Beni (Mamoré, Ballivián, Vaca Diez e Iténez); Pando (Tahuamanu); La Paz (Zonasde Alto Beni y Caranavi); Cochabamba (Chapare, Campero, Carrasco y Ayopaya) (Sistema Plurinacional de Certificación de Competancias [SPCC], 2016). Ortiz y Solís (2007), señalan que el arroz se produce en siete de los nueve departamentos del país, pero cuatro tienen el potencial productivo para el cereal y en ellos se concentra el 98% de la producción nacional y de ahí se abastece al mercado interno, por orden de importancia, tenemos a Santa cruz con el 68% de la producción, Beni aporta con el 23%, La Paz y Cochabamba con el 7%. Viruez y Taboada, (2013) señalan que en Bolivia tenemos un área de producción aproximado de 140 a 160 mil hectáreas, Santa Cruz generalmente cultiva por año desde 80 a 120 mil hectáreas y la producción nacional está en torno de 280 a 350 mil toneladas arroz paddy, según la productividad por sistema (chaqueado, secano y riego). 8 Entre el volumen, superficie y proceso productivo del arroz, el incremento de la producción nacional en los últimos 20 años se debe más al incremento de la superficie cultivada que a la mejora e incremento de los rendimientos (Valencia, 2014). 2.2.4. Origen El cultivo de arroz (Oryza sativa L) comenzó hace casi 10.000 años, en el sur de la India, donde hay condiciones favorables para el cultivo y existe una gran cantidad de especies silvestres. Pero el desarrollo del cultivo como tal tuvo lugar en China, desde sus tierras bajas a sus tierras altas, después de china fue introducido a Corea y de allí al Japón y probablemente hubo varias rutas por las cuales se introdujeron a otras partes del mundo (Bernis & Pámies, 2006). 2.2.5. Taxonomía del cultivo Según APG IV, (2016) la taxonomía del cultivo de arroz es la siguiente: Tabla 2. Taxonomía del cultivo de arroz Fuente: APG IV, (2016). 2.2.6. Descripción botánica del arroz Los órganos de la planta de arroz se clasifican en dos grupos: Órganos vegetativos Raíz.- La planta tiene dos tipos de raíces: las seminales o temporales y las adventicias o permanentes. Las primeras sobreviven corto tiempo y son reemplazadas por las Nombre científico: Oryza sativa L. Reino Clado Clado Clado Orden Familia Género Especie Plantae Angiospermas Monocotiledóneas Commelínidos Poales Poaceae Oryza Sativa 9 segundas que brotan de los nudos subterráneos de los tallos jóvenes, y en algunos casos también de nudos aéreos. Las raíces adventicias son fibrosas, con raíces secundarias (Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias [INIAP], 2007). Tallo.- El tallo es erecto y cilíndrico, formado por la alternación de nudos y entre nudos. Normalmente hay de 4-6 entrenudos alargados (Vergara, 1982). En cada nudo se forma una yema y una hoja. Los hijos que son tallos verdosos, se van desarrollando en orden alterno en el tallo principal (González, Rosero, & Arregoces, 1987). Hojas.- Las hojas son de lámina larga, compuestas de dos partes: una lámina y una vaina hendida longitudinalmente que abraza una porción del tallo, rodeando un internudo completo. Cada hoja, en el punto de unión de la lámina con la vaina, presenta una estructura triangular y transparente conocida como lígula y un par de apéndices verduzcos llamados aurículas (Moquete, 2010). Figura 3. Partes vegetativas del arroz. Fuente: Food and Agriculture Organization – FAO, (2006). Órganos reproductivos Flores.- Las flores poseen color verde, dispuestas en espiguillas y cuyo conjunto constituye una panícula. La flor consta de 6 estambres y un pistilo. Los estambres contienen las anteras y éstas a su vez a los granos de polen (Figura 4). En el pistilo se distinguen el ovario, el estilo y el estigma. Según la variedad el estigma presenta 10 diferentes colores, como blanco, amarillo, verde pálido o púrpura. La espiguilla es la unidad de la inflorescencia y encierra una sola flor que lleva la lema y la palea (Moquete, 2010). Figura 4. Estructura y organos de la espiguilla. Fuente: CIAT, (2005). Inflorecencia.- Las inflorescencias o panículas corresponden a prolongaciones de los tallos a partir del último nudo. Las panículas permanecen erectas durante la floración y a medida que los granos van llenando se doblan sobre sus propios ejes, fruto del peso que éstos van adquiriendo. El peso de 1.000 granos de arroz varía según variedad (Moquete, 2010). Grano.- El grano de arroz es el ovario fecundado y maduro, mientras que el grano descascarado (cariópside) con el pericarpio pardo se conoce como arroz integral, cuyo pulimento da origen al arroz blanco. Los granos de arroz difieren tanto en forma como en tamaño; hay ovalados, finos, largos y cortos, variando la preferencia de acuerdo con parámetros étnicos (Moquete, 2010). 2.2.7. Fisiología del proceso de crecimiento El crecimiento de la planta de arroz es un proceso fisiológico continuo que comprende un ciclo completo desde la germinación hasta la maduración del grano (INIAP, 2007). El mismo puede variar mucho en función de la variedad, temperatura del suelo, del aire y del agua, disponibilidad de la radiación solar, condiciones hídricas y nutricionales, época de siembra, región del cultivo y estación del desarrollo (Viruez & Taboada, 2013). 11 Al respecto (Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuaria [DICTA], 2003) señala que el crecimiento y desarrollo de planta de arroz se divide en tres fases principales (Figura 5) los cuales son: • La fase vegetativa.- Por lo general dura de 55 a 60 días en las variedades de período intermedio. Y comprende desde la germinación de la semilla, emergencia, macollamiento (ahijamiento), hasta la diferenciación del primordio floral. Esta fase es la que diferencia unas variedades de otras, según sea la precocidad o tardanza de la misma en alcanzar su respectivo ciclo de cultivo. • La fase reproductiva.- Incluye el período desde la formación del primordio floral, embuchamiento (14-17) días antes de la emergencia de la panícula, hasta la emergencia de la panícula (floración). Esta fase dura entre 35 y 40 días. Normalmente la duración de la fase reproductiva en las variedades cultivadas, varía muy poco. • La fase de madurez.- Abarca desde la emergencia de la panícula (floración), el llenado y desarrollo de los granos (estado lechoso y pastoso) hasta la cosecha (madurez del grano) y dura de 30 a 40 días. Esta fase también varía muy poco de una variedad a otra. Figura 5. Fases de desarrollo del crecimiento de arroz. Fuente: INTA, (2008). 12 Estas fases se subdividen a su vez en diez etapas o periodos fisiológicos distintos pero de fácil identificación las cuales se detallan en la Tabla 3. Tabla 3. Etapas del crecimiento de la planta de arroz FASES ETAPAS DESCRIPCIÓN FASE VEGETATIVA E. 0 Germinación Desde la siembra hasta la emergencia del coleoptilo de la semilla de 5 a 10 días. E. 1 Plántula Desde la emergencia del coleoptilo hasta la aparición de la quinta hoja (contando como primera hoja la primera hoja sin lamina) de 15-20 días. E. 2 Macollaje Desde la aparición del primer macollo hasta la iniciación de la panoja varía entre 25- 35 días. E. 3 Elongación y engrosamiento del tallo Desde la iniciación de la panoja hasta su completo desarrollo dentro de la vaina de la hoja bandera, varia de 5 a 7 días. FASE REPRODUCTIVA E. 4 Espigazón – iniciación de panícula o primordio Desde la aparición de la punta de la panoja fuera de la vaina de la hoja bandera hasta más de 90% de emergencia de la panoja. Tiene un lapso de 10-11 días. E. 5 Desarrollo de la panícula Desde cuando la panícula es visible como una estructura algodonosa, hasta cuando la puntade ella esta inmediatamente debajo del cuello de la hoja bandera. Esta etapa demora entre 25 y 16 días. E. 6 Floración Desde la primera floración hasta que se completa la floración de la panoja. Esta etapa demora entre 7 y 10 días. FASE DE MADURACIÓN E. 7 Estado lechoso El cariópside desde estado acuoso a lechos. Varía de 7 a 10 días. E. 8 Estado pastoso El cariópside desde estado de masa blanca a dura, su periodo es de 10 a 13 dias. E. 9 Maduración Maduración de más de 80% de las espiguillas en la panícula. El cariópside está completamente desarrollado en tamaño, duro y sin tonalidades verdosas. Su tiempo es de 6 a 7 dias Fuente: Elaboración propia en base a FAO, (2003). 2.3. Exigencias edafoclimáticas del arroz Para una mayor productividad, el arroz requiere de temperaturas relativamente altas y de suficiente radiación solar así como de un suministro suficiente de agua, durante toda la temporada de desarrollo del cultivo que varía de 3 a 5 meses. La temperatura, radiación solar y precipitación pluvial afectan directamente los procesos fisiológicos de 13 la planta de arroz, que de una u otra manera inciden en la producción de grano e indirectamente inciden en la presencia de plagas y enfermedades del cultivo. Aparte de lo anterior los suelos deben ser aptos para el cultivo, con características que permitan una adecuada retención de agua y disponibilidad de nutrientes. 2.3.1. Exigencias edáficas Hace referencia a los diferentes atributos del suelo, requeridas para cumplir con sus funciones que son: sostener la planta, ofrecer oxígeno, agua y nutrientes. DICTA (2003) nos indica que los requerimientos edáficos que influyen en el desarrollo del cultivo del arroz son: a) Suelos: El cultivo de arroz como tal, requiere de suelos con alto contenido de arcilla, que son los suelos que retienen y conservan la humedad por más tiempo. El arroz se adapta a diversas condiciones de suelo, sin embargo las condiciones ideales para obtener una buena cosecha son: pH 6.0 – 7.0, buen contenido de materia orgánica (mayor del 5%), buena capacidad de intercambio catiónico, buen contenido de arcilla (mayor del 40%), capa arable profunda (mayor de 24 cm) y buen drenaje superficial (INIAP, 2007). b) Topografía del terreno: Los últimos estudios respecto al cultivo indica que es necesario disponer de suelos planos para producir arroz; ya que generalmente en el cultivo de arroz en su mayoría se utiliza maquinaria (DICTA, 2003). 2.3.2. Exigencias climáticas Las bajas temperaturas y baja disponibilidad de radiación solar durante las fases críticas de la planta son factores que están muy relacionados con baja productividad, los elementos climáticos que afectan el crecimiento, desarrollo y productividad son los siguientes: a) Fotoperiodo: La duración del día, es definida como el intervalo de tiempo entre el nacer y el ocultarse del sol, esto es conocido como fotoperiodo. La respuesta de la planta al fotoperiodo es denominado fotoperiodismo. Latitudes distintas se deben 14 observar para recomendar variedades. De un modo general, se puede decir que el fotoperiodo no es un factor limitante para cultivar arroz (Viruez & Taboada, 2013). b) Temperatura: La temperatura no solo afecta el crecimiento, sino que también el desarrollo de la planta de arroz. Las temperaturas críticas están por debajo de los 20°C y por arriba de los 32°C. Se considera que la temperatura óptima esta entre los 23 y 27 ºC. Con temperaturas superiores a estas, la planta de arroz crece más rápidamente, pero los tejidos son demasiados blandos, siendo entonces más susceptibles a los ataques de enfermedades. Por otra parte, las temperaturas bajas influyen desfavorablemente en la diferenciación de las células reproductivas y por tanto causan una alta esterilidad de las espiguillas (DICTA, 2003). Viruez y Taboada, (2013) señalan que la temperatura es uno de los elementos climáticos de mayor importancia para el crecimiento, desarrollo y productividad del arroz. Cada fase fenológica de la planta tiene sus temperaturas, las cuales se observan en la Tabla 4. Tabla 4. Temperaturas criticas mínimas, máximas y óptimas para el crecimiento y el desarrollo del arroz Fases de desarrollo Temperatura Critica (ºC) Mínima Máxima Optima Germinación 10 45 20-35 Emergencia y establecimiento de la plántula 12-13 35 25-30 Desarrollo de la raíz 16 35 25-28 Alargamiento de la hoja 7-12 45 31 Macollamiento 9-16 33 25-31 Iniciación del primordio floral 15 35 25-30 Emergencia de la panícula 15-20 38 25-28 Antesis 22 35 30-33 Maduración 12-18 30 20-25 Fuente: Yoshida 1981, citado por Viruez & Taboada, (2013). c) Radiación solar: Las necesidades de radiación solar para el cultivo de arroz varían con los diferentes estados de desarrollo de la planta, ya que una baja radiación solar afecta ligeramente los rendimientos. 15 La exigencia de radiación solar por el cultivo del arroz varía de una fase fenológica a otra, siendo la fase reproductiva la más exigente. En esta fase, los sub-periodos más importantes son los comprendidos entre la diferenciación de la panícula y la floración, afectando el número de granos por panícula, y entre la floración y la maduración, afectando el peso de granos. Varios estudios muestran que, en esos dos sub-periodos, la relación lineal es positiva entre la radiación solar incidente y la productividad de granos (Viruez & Taboada, 2013). d) Precipitación pluvial: Al igual que otros cultivos y partiendo del conocimiento que cada cultivo requiere de la suficiente humedad para obtener una mayor productividad, también el arroz requiere de un mínimo de humedad en el suelo, para obtener una producción aceptable. Cuando ocurren deficiencias de agua durante el desarrollo del cultivo, los rendimientos disminuyen significativamente. Se considera que una precipitación de unos 1.200 milímetros bien distribuidos durante el ciclo de cultivo es suficiente para la obtención de buenos rendimientos (DICTA, 2003). El agua es indispensable para la vida de la planta de arroz, ya que favorece a un mejor crecimiento, desarrollo y rendimiento de grano. El promedio de requerimiento de agua varia entre 800 a 1.240 mm durante el ciclo (INIAP, 2007). 2.4. Nutrición y fertilización Una nutrición adecuada en el cultivo de arroz, es muy conveniente, pues además de asegurar una buena productividad del cultivo, también favorece otros aspectos, por ejemplo: las plantas resisten mejor el ataque de plagas y enfermedades, debido a que las plantas crecen vigorosas. Una fertilización apropiada promueve el crecimiento de las raíces y las plantas pueden soportar mejor los efectos adversos de la sequía (DICTA, 2003). Moquete (2010) indica que las cantidades y tipos de fertilizantes que el productor arrocero debe aplicar dependen del análisis químico del suelo, variedad, época de siembra y región. El análisis químico del suelo, mide los niveles nutricionales en el suelo. Es una herramienta de diagnóstico y guía que debe considerarse junto con la información 16 disponible sobre caracterización del suelo, potencial de productividad, cultivo e historial de manejo, además del factor humano (Schweizer, 2011). Bertsch (1995) señala que el análisis químico es un procedimiento práctico y confiable para evaluar la fertilidad de los suelos. Se realiza en laboratorio con soluciones químicas extractoras que simulan la acción de la raíz. 2.4.1. Fertilidad del suelo y su importancia El suelo durante su formación y evolución va adquiriendo propiedades físicas, químicas y biológicas, propiciando su estabilidad dinámica que le permita adquirir cierto grado de fertilidad natural. La fertilidad del suelo, llega a ser una propiedad fósil ya que acumula en miles de años la cual en la mayoría de los casos es simplementeexplotada por el hombre, sin considerar que este recurso se puede agotar o renovar (Orsag, 2010). Arias Jiménez (2007) indica que la fertilidad del suelo es una cualidad que relaciona las características físicas, químicas y bilógicas del suelo y que consiste en la capacidad de poder abastecer adecuadamente a la planta con los nutrientes que ella necesita para creces y producir eficientemente. El crecimiento normal de un cultivo requiere de nutrientes, que por la cantidad absorbida por la planta son divididas en macronutrientes: Nitrógeno (N), Fósforo (P), Potasio (k), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), y Azufre (S), requeridos en mayor cantidad y micronutrientes: Zinc (Zn)). Todos son igualmente esenciales, y todos para ser absorbidos necesitan estar en forma “disponible”, en concentraciones y proporciones adecuadas. (Guzmán A., Viruez J., Taboada P., Terrazas B., & Franco M., 2002). Efectos de las deficiencias nutricionales Nitrógeno: El nitrógeno es un constituyente esencial de las proteínas y de otros compuestos indispensables para las plantas. La deficiencia del nitrógeno en la planta reduce su crecimiento y afecta la síntesis de clorofila, lo cual se traduce en una clorosis foliar. La clorosis se inicia en las hojas más viejas y después es translocado a los tejidos jóvenes que están en crecimiento activo; a medida que la deficiencia se agudiza, este síntoma se extiende a toda la planta (Salinas & Sanz, 1981). 17 Fosforo: En la mayoría de los suelos ácidos del trópico americano el fosforo (P) se encuentra en cantidades muy bajas. La deficiencia de P afecta directamente el metabolismo de la plata (Salinas & Sanz, 1981). Se manifiesta primeramente en las hojas viejas de la planta, reduciendo el macollamiento de la planta y alargando el ciclo, las hojas viejas presentan coloración bronce. Esta deficiencia puede afectar el sistema radicular (Guzmán et al., 2002). Potasio: La deficiencia de potasio resulta en la reducción del crecimiento de la planta. Los síntomas aparecen primero como clorosis blanca en los puntos de las hojas más viejas. A medida que se intensifica en la punta de las hojas el síntoma prosigue por el margen de la misma (Guzmán et al., 2002). 2.5. Control de malezas Las malezas constituyen el mayor o el principal problema en el cultivo de arroz al igual que en otros cultivos. Se estima que el 70 % de las pérdidas de la producción de arroz se debe a la competencia causada por las malezas. La competencia de las malas hierbas en el arroz varía con el tipo de cultivo, método de siembra, variedad y técnicas de cultivo. Esta competencia es importante en las primeras fases de crecimiento del cultivo; de ahí que el control debe realizarse en etapas tempranas, esto es esencial para obtener óptimos rendimientos (Franquet & Borrás, 2004). Existen malezas de hoja ancha que son fáciles de combatir y las de hoja angosta que tienen características parecidas a las del arroz. Los métodos de combate de malezas son los siguientes: laboreo, inundación de campo, deshierbe, rotación de cultivos y control químico (Franquet & Borrás, 2004). 2.6. Presencia de plagas y enfermedades 2.6.1. Insectos plaga del cultivo de arroz Existen varios autores que definen como plaga a cualquier ser vivo que resulta perjudicial para otro ser vivo, es en el caso de (Guzmán, et al., 2002) quienes indican que los insectos plagas atacan prácticamente a toda las partes de la planta de arroz y 18 en todos sus estados de desarrollo, desde cuando es deposita en el suelo hasta cuando es cosechada y almacenada. Los insectos reducen los rendimientos sustancialmente en todo el mundo, del 2% al 31%. Los principales insectos plaga que se observaron afectando al cultivo de arroz son: Grillo topo (Neocutilla hexadactyla) Los grillos topos son plagas extremadamente destructoras que habitan bajo la superficie del suelo causando daños al cultivo de arroz, es el caso de Tinoco y Acuña, (2009) quienes indican que este insecto ataca el sistema radical y su daño es mayor antes del macollamiento porque puede destruir toda la planta. Es endémico en lotes cercanos a ríos y de suelo suelto. Gusano cogollero (Spodoptera spp.) Tinoco y Acuña (2009) señalan que este insecto ataca por lo menos una vez durante el ciclo del cultivo. Causa los mayores daños durante los primeros 30 días de edad de la planta, sin embargo, es posible encontrar infestaciones en arrozales de 50 a 60 días. Es un insecto común en todas las regiones cultivadas de arroz, las larvas se alimentan de las hojas de las plantas pequeñas. Su colorido va de café claro a verde y puede alcanzar un tono casi negro, tiene tres líneas amarillentas en la pare dorsal que se prolongan desde la cabeza hasta el extremo del abdomen. El gusano cogollero generalmente se alimenta de hojas, corta tallos jóvenes a nivel del suelo, puede destruir totalmente el cultivo. El mayor riesgo de ataque del insecto es cuando el cultivo de arroz está próximo a cultivos de maíz. Chinche negro (Tibraca limbativentris) Terrazas (2003) citado en (Calle, 2007) destaca que el chinche negro “petilla” es la plaga que más daño causa, este insecto succiona la savia del tallo, obstruyendo la circulación del agua y nutrientes, producen el síntoma de corazón muerto o panícula vana cuando la planta tiene mayor desarrollo vegetativo, actuado como plaga en tiempo de sequía. 19 El chinche tiene una presencia fuerte y puede ser uno de los insectos de mayor importancia económica del cultivo del arroz. Puede ser encontrado en las fases vegetativas y reproductivas del cultivo. Mosca blanca (Rupela albinella,Cramer) Entre los insectos plagas del arroz, los barrenadores constituyen un grupo que en determinadas ocasiones puede ocasionar perdidas en el cultivo. Su nombre deriva de la forma como ataca a la planta para alimentarse de ella. Se denomina comúnmente como “novia del arroz” por su color blanco. Se observa generalmente un gran número posados en las plantas de arroz, pero su presencia no se ha correlacionado con pérdidas de rendimiento. La mosca blanca puede dañar a las plantas al succionarles la savia, causando marchitamiento o incluso la muerte (Figura 6). Figura 6. Mosca blanca. 2.6.2. Enfermedades del cultivo de arroz En Bolivia así como en la mayoría de los países latinoamericanos, las enfermedades son el factor biótico que más pérdidas ocasiona al arroz, las cuales incide en la producción y calidad de los granos. Entre las principales enfermedades que afectan el cultivo tenemos la Piricularia, cuyos daños pueden comprometer hasta 100% de la producción. Los efectos de otras enfermedades son menores, pudiendo pasar desapercibidos al productor. 20 Las enfermedades en el cultivo de arroz pueden ser ocasionadas por virus y hongos, mientras que los factores ambientales pueden agudizar sus síntomas y efectos. Para Martínez, Bao y Escalante (2018) las principales enfermedades del arroz son: Brusone o quemado del arroz (Pyricularia oryzae) Esta enfermedad está registrada en más de 85 países. Sintomatología Las lesiones en un principio son pequeñas manchas castañas o castaño rojizas que se vuelven necróticas, circulares, blancuzcas a gris verdoso con bordes más oscuros. La forma de las manchas varía de circular a ovalada, y se vuelven romboidales cuando progresa la necrosis. Las lesiones maduras son blancuzcas o color paja a grises con bordes oscuros (Figura 7). Las infecciones pueden aparecer en otras partes de la planta como cuellos, nudos y lígulas (Avila, 2001). Figura 7. Quemado del arroz (Piricularia). Medidas de control Avila (2001) indica que el uso de variedades resistentes, semillas sanas de alta calidad, aplicación adecuada de la cantidad de fertilizantes, aplicación oportuna de fungicidas y otras prácticas de cultivo,serian la mejor herramienta para el control. Helmintosporiosis o Mancha parda (Helminthosporium oryzae) Esta enfermedad es causada por el hongo (Helminthosporium oryzae) (Figura 8) y puede atacar tanto las plántulas como plantas adultas. Esta enfermedad se asocia 21 con suelos deficientes en nutrientes, principalmente en potasio y también con escasez de humedad (sequia) en el suelo. Este patógeno es el principal causante del manchado de grano, tanto en secano como en riego que producen pérdidas de 12% a 30% en el peso de los granos (Figura 9) (Guzmán et al., 2002). Sintomatología Los síntomas más comunes se encuentran en las hojas, vainas, ramificaciones de la panícula, glumas y granos. Las manchas típicas en las hojas son circulares u ovaladas, de color café con centro gris o blanquecino, son relativamente uniforme y muy bien distribuidas sobre la superficie de la hoja (Figura 10). Figura 8. Helminthosporium oryzae. Figura 9. Manchado de grano. Figura 10. Síntomas comunes en las hojas. 22 Manchado de grano Agente causal: diversos hongos y bacterias (Alternaria spp., Fusarium spp., Helminthosporium oryzae, Cercospora oryzae., etc.) que afectan simultáneamente la calidad de la semilla. El síntoma principal es el manchado de granos que en ocasiones pueden además aparecer yesosos, deformes o quebrados. El mayor impacto es en la calidad y apariencia del grano (Martínez et al., 2018). 2.7. Época y densidad de siembra 2.7.1. Época de siembra La fecha de siembra apropiada para el cultivo de arroz, depende básicamente del sistema de producción que el productor empleé. En cultivos de secano las siembras del cultivo de arroz, están determinadas por el inicio de la época lluviosa. La época de siembra recomendada para el municipio de Palos Blancos es desde mediados de octubre a mediados de noviembre. Viruez y Taboada (2013) señalan que la época de siembra depende mucho del sistema de cultivo, de las condiciones meteorológicas de la zona, del cultivo anterior y de la variedad a ser utilizada. 2.7.2. Densidad de siembra Es difícil dar una densidad de siembra que se acople a todas las variedades, debido a que estas varían según la capacidad de macollamiento y el tipo de siembra. Dentro del manejo tecnológico, las densidades poblacionales, se considera un factor de mucha importancia en el rendimiento del grano, ya que poblaciones con excesiva semillas por hectárea originan competencia entre las plantas por nutrientes y factores meteorológicos influyendo negativamente en el rendimiento del grano. Guzmán et al., (2002) indican que con una densidad adecuada se proporciona a cada planta el espacio necesario para aprovechar al máximo la luz, el agua y los nutrientes, sin dejar lugar a la invasión de malezas ni desaprovechar el terreno. 23 2.8. Variedades evaluadas en el estudio Guzmán et al., (2002) indica que la primera decisión que el agricultor debe tomar es la de sembrar solo variedades recomendadas, certificadas y deben ser elegidas por sus características agronómicas, de acuerdo a la zona y el sistema de producción. Las variedades recomendadas y liberadas por el Centro de Investigación Agrícola Tropical (CIAT) para el sistema secano mecanizado son: (Tari, Urupé, Paititi, Conarroz 103 y MAC FL 18), sistema chaqueado: (Jisunú, Jasayé, Cheruje y Jacuú) y para riego: (Tari, Urupé, Paititi, Conarroz 103 y MAC FL 18). Las principales variedades de Arroz cultivadas en yungas de La Paz son: Cateto, Carolina, Noventón y Estaquilla Blanca, bajo sistema manual (chaqueado) secano. a) MAC FL 18 Variedad de alta productividad e insuperable calidad, que abarca el 60% de la superficie cultivada en el departamento cruceño, de ciclo tardío con (137) días, porte intermedio con 112 cm de altura y resistente al acame. Moderadamente resistente a piricularia, helmintosporiosis y escaldado de hoja. Las hojas mantienen el color verde hasta la maduración del cultivo, contribuyendo a un buen llenado de grano, tiene moderada resistencia al desgrane. El grano es tipo extra-largo fino y cristalino, de amilosa alta 31,6% y baja temperatura de gelatinización, con un rendimiento de grano entero en ingenios de 59,5% y con muy buena apariencia. Además de tener un mayor contenido de Fe y Zn. Presenta moderada susceptibilidad a la baja luz y periodo de dormancia (Viruez & Taboada, 2013). Rendimiento.- El rendimiento promedio bajo riego es de 9 a 10 Tn/ha y a secano de 5 a 6 Tn/ha. b) Estaquilla Blanca Es una variedad tardía, presenta un ciclo vegetativo de 135 a 140 días, el grano es de tamaño mediano-largo, es susceptible al acame y moderadamente susceptible a la cercosporiosis, la altura de la planta se encuentra entre 110 a 140 cm adecuado para la cosecha manual, es de fácil desgrane reduciendo así los costos de trilla. 24 El rendimiento promedio de la variedad Estaquilla Blanca en la zona de Alto Beni bajo sistema manual (chaqueado) secano es de 1,6 Tn/ha (arroz paddy) (Asesoria en Producción Ecológica y Desarrollo Rural [ECOTOP], 2017). 2.9. Sistemas de producción del cultivo de arroz La utilización de técnicas manuales, semimecanizadas o mecanizadas para desarrollar las prácticas de producción depende de las características socioeconómicas de los productores, topografía, tamaño y ubicación del predio. Por la tecnología utilizada, dividimos los sistemas de producción en tres: manual, combinado o semimecanizado y mecanizado. En el sistema manual se utilizan únicamente herramientas y fuerza humana en todo el proceso de producción hasta la cosecha. En el sistema mecanizado, todo o en gran parte del proceso productivo se realiza con maquinaria, y en el mismo se ha diferenciado la mecanización bajo riego y a secano. Entre el sistema manual y el mecanizado hay una gama intermedia amplia de situaciones en las que se combinan, en parte o en todo el proceso productivo, actividades manuales y mecanizadas, esto es lo que denominamos sistema combinado o semimecanizado (Viruez & Taboada, 2013). a) Sistema manual Este sistema emplea mano de obra, fuerza animal y utiliza tierras de ladera, se caracteriza por los bajos rendimiento. Este sistema es usado por los pequeños agricultores. El sistema manual conocido también como chaqueado, por lo general es utilizado en parcelas de 0,1 a 1,5 hectáreas; su principal característica es que todas las actividades agrícolas se realizan manualmente, desde la habilitación del terreno hasta la cosecha del grano, las mismas se detallan en la Tabla 5. Este sistema es utilizado tanto para la producción con fines comerciales como para la de autoconsumo. La participación de la mano de obra familiar es importante, y puede ser total o parcial, según la disponibilidad de recursos (Ortíz & Soliz, 2007). 25 Tabla 5. Tecnología aplicada en el sistema manual tradicional Criterios Técnica aplicada Habilitación de suelos Corte y quema de monte alto y/o barbechos Herramientas Hoz, machete, sembradora manual, mochila fumigadora Selección de suelos No se realiza Semilla Generalmente utilizan grano seleccionado de la cosecha anterior Densidad de siembra 20 a 30 Kg/ha. densidad 30 a 40 cm en cuadro Uso de agroquimicos Herbicidas de hoja ancha y eventualmente insecticidas Cosecha Manual Superficie máxima 15 ha Rotación de cultivos No se aplica. Solo asociación con maiz en gran porcentaje Acopio Generalmente no se realiza. Solo para el consumo familiar o venta inmediata. Solamente se almacena cuando los caminos para sacar el producto no lo permiten Fuente: Plan Quinquenal del Arroz (1997-2002) Elaboración FENCA citado por Valencia, (2014). b) Sistema combinado o semimecanizado Este sistema se desarrolla en extensiones que no superan las 20 hectáreasy en su mayoría, en terrenos habilitados para siembra manual, cuando se produce la “crisis de barbecho”, es decir cuando ya no se puede cultivar por el alto grado de infestación de malezas que resultan muy difíciles de controlar a mano, o porque el agricultor desea mecanizar el cultivo por la mayor facilidad en el manejo, en especial en las actividades de habilitación del terreno y la cosecha (Ortíz & Soliz, 2007). En el sistema semimecanizado, algunas de las labores agrícolas son ejecutadas manualmente y otras por maquinarias alquiladas, las mismas se detallan en la Tabla 6. La mayoría de la producción es para la venta, algunos de los productores trabajan con acceso a recursos de los bancos (Rubén, 2014). Tabla 6. Tecnología aplicada en sistema manual/mecanizado Criterios Técnica aplicada Habilitación de suelos Corte y quema, destroncado manual Herramientas Tractor e implementos arrendados. Siembra al voleo Selección de suelos No se realiza Semillas Mejoradas o grano clasificado Densidad de siembra 50 a 60 Kg/ha. Densidad 15 a 20 cm. entre surcos Uso de agroquímicos Herbicidas pre y post emergentes Cosecha Manual y mecanizada Superficie máxima 15 ha Rotación de cultivos No se aplica. Establecimiento de arroz solo Acopio No se realiza. Se comercializa al momento de la cosecha Fuente: Plan Quinquenal del Arroz (1997-2002) Elaboración FENCA citado por Valencia, (2014) 26 Las principales actividades de este sistema son: Preparación del terreno.- Por lo general se lo realiza con maquinaria pesada, donde se labora el suelo para mejorar su estructura, eliminar malezas, facilitar el riego, incorporar residuos de cosechas anteriores, incorporar fertilizantes y disminuir plagas y enfermedades. Siembra.- Se realiza con máquinas sembradoras o boleadoras. Cuando no se accede a estos implementos se ocupa la matraca (sembradora manual). Las semillas no son certificadas o de calidad y por lo general son producidas y seleccionadas por los mismos agricultores. Se recomienda el uso de semilla certificada. Labores culturales.- Se refiere al control de malezas, enfermedades e insectos; las aplicaciones se realiza con mochila manual. Está permitido el uso de insecticidas y fungicidas. Control de maleza.- Se incorpora el control químico combinado con carpidas. Cosecha.- Se realiza con maquinarias cosechadoras o con cuchillo. Secado y almacenamiento.- Se realiza directamente en las industrias o ingenios. c) sistema mecanizado El sistema mecanizado se caracteriza por el uso de maquinaria agrícola y aplicación de agroquímicos para el control de plagas en el proceso productivo. De manera general, en este sistema hay un manejo inadecuado de los suelos, debido a prácticas poco recomendadas en la preparación del terreno, que se caracterizan por el laboreo excesivo de la tierra, lo que provoca erosión por el viento y la compactación. No hay periodo de descanso para los suelos, incluso hay terrenos donde se cultiva por más de dos décadas, sin que se practique de manera efectiva la rotación con otros cultivos (Ortíz & Soliz, 2007). Toda la tecnología aplicada en el sistema mecanizado se detalla en la Tabla 7, para su mejor comprensión. 27 Tabla 7. Tecnología aplicada en sistema mecanizado Criterios Técnica aplicada Habilitación de suelos Desmonte con topadora y destronque o “chafreo” manual Herramientas Sembradora voleadora, tractor con implementos y siembra directa Selección de suelos Si Semilla Certificadas Densidad de siembra 70 Kg/ ha. (densidad: 15 a 20 cm entre surcos) Uso de agroquímicos Aplican fungicidas, herbicidas, insecticidas y a veces, fertilizantes Cosecha Cosecha combinada Superficie máxima El límite está dado por la capacidad de inversión del agricultor, entre 70 y 2.000 ha. Rotación de cultivos En invierno con soya Acopio Algunos alquilan el servicio de silos Fuente: Plan Quinquenal del Arroz (1997-2002) Elaboración FENCA citado por Valencia, (2014). El sistema mecanizado puede desarrollarse en dos modalidades a secano y bajo riego: sistema mecanizado en secano.- Se caracteriza por la dependencia de las precipitaciones pluviales para el desarrollo del cultivo. Sistema mecanizado bajo riego.- Es el de inundación; el agua se capta de los ríos, presas o mediante el bombeo de pozos profundos, en algunos casos a través de reservorios o atajados. Una característica de este sistema es que se obtiene una segunda cosecha, conocida como “soca”, cuyo rendimiento puede alcanzar hasta lamitad de la primera cosecha; así mismo, se reduce los riegos de pérdidas por sequias y se logra productos de mayor calidad, siempre y cuando se haga un manejo adecuado del cultivo. Es desarrollado en extensiones mayores de 20 hectáreas; el costo de implementación y mantenimiento es elevado, por lo que solo el 0,1 % de los productores trabaja bajo este sistema, sobre todo japoneses en la colonia San Juan de Yapacani, provincia Ichilo de Santa Cruz. Los productores arroceros de La Paz, Cochabamba, Sucre y Tarija trabajan en su totalidad con el sistema manual; en el Beni se desarrolla el sistema manual y mecanizado en secano y en Santa Cruz que se trabaja con todos los sistemas es decir: manual, combinado, mecanizado en secano y con riego. 28 3. LOCALIZACIÓN 3.1. Ubicación geográfica La presente investigación se realizó en los terrenos de la Estación Experimental de Sapecho UMSA – Facultad de Agronomía (Alto Beni) (Figura 11). Ubicado en el Municipio de Palos Blancos cuarta sección de la Provincia Sud Yungas del Departamento de La Paz. La zona presenta una altitud 450 m s. n. m. con coordenadas geográficas de Latitud 15˚32ˋSur y 67˚23ˋde Longitud Oeste, se encuentra situada a 276 km de la ciudad de La Paz, y presenta una temperatura que oscila entre los 27 a 32 ºC (Lucias, 2017). Figura 11. Ubicación geográfica de la Estación Experimental de Sapecho. 3.2. Características ecológicas de Alto Beni El paisaje de Alto Beni está compuesto por valles aluviales y colinas que ascienden hasta los 2.000 m. Los valles se extienden a ambos márgenes del río Beni, con topografía de plana a levemente ondulada, una altitud desde 350 hasta 600 m y suelos de origen aluvial y de fertilidad moderada a baja. Las colinas, moderadamente disectadas, tienen pendientes de 8% a 60%, una altitud de 600 a 2.000 m. Este paisaje 29 está dominado por bosques primarios intervenidos para la extracción de madera (Loza y Méndez 1981, citado en López 2001). La precipitación promedio anual es de 1.600 mm y se concentra entre noviembre y marzo, un período de transición con lluvias esporádicas, nubosidad alta y probabilidades de temperaturas moderadamente bajas entre abril y junio; la época seca se presenta de julio a noviembre. La humedad relativa promedio es de 80% (Somarriba, 2002). 3.2.1. Clima El clima es cálido, húmedo, subtropical con variaciones bruscas. Las precipitaciones oscilan entre 1.300 a 1.600 mm por año, tendiendo a incrementarse a medida que se asciende a las serranías. La temperatura media es de 25 ºC (Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura [IICA], 1995). 3.2.2. Suelo Los suelos son muy pobres, con un pH de 5.2 y un contenido de materia orgánica de 1,2% en la capa arable. La mayoria son de tipo coluvio – aluviales y en general, presentan una textura franco arcilloso (IICA, 1995). 30 4. MATERIALES Y MÉTODO 4.1. Materiales 4.1.1. Material vegetal Para el siguiente estudio se emplearon dos variedades de arroz: MAC FL 18 material genético procedente del CIAT y Estaquilla Blanca material genético local. La variedad MAC FL 18 fue elegida por su alta productividad e insuperable calidad, en el departamento cruceño y la variedad Estaquilla Blanca es la más aceptada y adaptada
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