Investigaciones científicas sobre el cultivo de maíz

Las investigaciones recientes sobre el cultivo de maíz en México han dejado de centrarse solo en el rendimiento y se han desplazado hacia una comprensión integral del agroecosistema, donde genética, fisiología, microbiología del suelo y manejo agronómico se articulan en un mismo marco experimental. Esta convergencia se observa en estudios que combinan herramientas de genómica funcional, sensores remotos, modelación y ensayos de campo multianuales, lo que permite traducir hallazgos de laboratorio en decisiones concretas de manejo para el productor.

Mejoramiento genético y resiliencia al estrés

Un eje central lo constituyen los trabajos sobre tolerancia a sequía y calor, particularmente relevantes para el altiplano y el trópico seco. El estudio “Genomic dissection of drought tolerance in tropical maize under climate change scenarios” de Cairns et al. (2023) integró datos de 4 ambientes contrastantes en México y Centroamérica, evaluando más de 300 líneas tropicales bajo estrés hídrico controlado y condiciones de temporal. Mediante GWAS y modelos de selección genómica, identificaron regiones asociadas con estabilidad de rendimiento, eficiencia en el uso del agua y mantenimiento del índice de área foliar bajo déficit hídrico, demostrando que los modelos genómicos explican hasta 45 % de la variación en rendimiento bajo sequía, frente a 18 % de los modelos solo fenotípicos.

Este tipo de resultados se enlaza con el trabajo “Desarrollo de híbridos de maíz tolerantes a altas temperaturas para el norte de México” de Ramírez-Rodríguez et al. (2024), donde se evaluaron 28 híbridos experimentales en Sonora, Sinaloa y Tamaulipas, sometidos a temperaturas promedio de 34-38 °C durante floración. Mediante análisis de estabilidad tipo AMMI y GGE biplot, se identificaron híbridos que mantuvieron rendimientos superiores a 9,0 t/ha, con mínima reducción de fertilidad del polen, mientras otros materiales comerciales cayeron por debajo de 6,5 t/ha, lo que confirma que la tolerancia térmica es un rasgo diferenciable y explotable en programas de mejoramiento.

La dimensión de calidad nutricional se ha incorporado con mayor rigor en los últimos años, sobre todo en el contexto de maíces biofortificados. El estudio “Incremento simultáneo de rendimiento y contenido de zinc en maíz tropical” de Velázquez-Cardelas et al. (2023) mostró que, mediante selección recurrente asistida por marcadores, se lograron líneas con contenidos de Zn en grano superiores a 35 mg/kg sin penalizar el rendimiento, alcanzando promedios de 7,8 t/ha en Valles Altos bajo manejo de temporal tecnificado. Este tipo de resultados rompe la dicotomía clásica entre rendimiento y calidad, y abre la puerta a híbridos que respondan tanto a la demanda productiva como a la nutricional.

Fisiología, manejo del nitrógeno y microbioma del suelo

El manejo del nitrógeno (N) ha sido objeto de una intensa revisión, en parte por el costo energético y económico de los fertilizantes sintéticos, y en parte por la presión regulatoria sobre emisiones de N2O y lixiviación de nitratos. El trabajo “Optimización de la eficiencia en el uso del nitrógeno en maíz de alto rendimiento en el Bajío mexicano” de García-López et al. (2024) combinó ensayos de dosis-respuesta (0-320 kg N/ha) con sensores de reflectancia y mediciones de SPAD para cuantificar la eficiencia agronómica del N. Encontraron que, en híbridos modernos bajo riego, la dosis económicamente óptima se ubicó entre 180-210 kg N/ha, con eficiencias de 45-55 kg grano/kg N aplicado cuando se fraccionó el fertilizante en tres momentos y se ajustó con base en lecturas de NDVI, frente a 25-30 kg grano/kg N con aplicaciones únicas al voleo.

Este enfoque se complementa con investigaciones sobre la interacción del maíz con su microbioma rizosférico, que apuntan a reducir la dependencia de insumos químicos. El estudio “Efecto de consorcios microbianos nativos en la absorción de nitrógeno y fósforo en maíz de temporal” de Hernández-Mendoza et al. (2023) evaluó inoculantes basados en Azospirillum, Bacillus y hongos micorrízicos arbusculares en parcelas de Guerrero y Oaxaca, con precipitación entre 650-800 mm. Los consorcios microbianos permitieron reducir en 25-30 % la dosis de N y P sin pérdida de rendimiento, manteniendo promedios de 4,5-5,2 t/ha en condiciones de temporal, lo que sugiere que la restauración de la biota edáfica puede ser tan estratégica como el ajuste fino de la fertilización.

La dimensión fisiológica del uso del N se ha esclarecido con técnicas de isótopos estables. En “Partición y remobilización de nitrógeno en híbridos de maíz bajo diferentes densidades de siembra” Santos-Aguilar et al. (2023) emplearon 15N para seguir el destino del nutriente en plantas cultivadas a 60.000, 80.000 y 100.000 plantas/ha en el altiplano central. Observaron que, a densidades altas, la remobilización de N desde la hoja hacia el grano se vuelve más eficiente, pero solo cuando el suministro de N en V6-V8 es suficiente, de lo contrario, el incremento de densidad se traduce en mayor proporción de plantas estériles y menor índice de cosecha, lo que plantea que las recomendaciones de densidad deben ir acopladas a esquemas de fertilización temporalmente precisos.

Manejo agronómico, densidad y agricultura de precisión

Las decisiones de densidad de siembra, arreglo espacial y manejo de rastrojo han sido revisadas con herramientas de agricultura de precisión y modelación de cultivos. “Respuesta del rendimiento de maíz a gradientes de densidad bajo riego y temporal en el centro de México” de López-Ruiz et al. (2024) analizó 42 sitios-año con densidades de 55.000 a 95.000 plantas/ha, integrando datos de rendimiento, índice de cosecha y radiación interceptada. En riego, la densidad óptima se concentró entre 80.000-85.000 plantas/ha, con rendimientos promedio de 12,5 t/ha, mientras que en temporal, la densidad óptima se redujo a 65.000-70.000 plantas/ha, con 6,2 t/ha, evidenciando que el incremento indiscriminado de densidad en ambientes limitados por agua reduce la estabilidad interanual del rendimiento.

El uso de sensores remotos ha permitido trasladar estos hallazgos a decisiones de manejo en tiempo real. En “Integración de imágenes multiespectrales y modelos de crecimiento para el ajuste in situ de nitrógeno y riego en maíz” Pérez-Salinas et al. (2023) utilizaron drones con cámaras multiespectrales para monitorear NDVI, NDRE y temperatura de dosel en parcelas comerciales de Sinaloa, integrando la información a un modelo tipo AquaCrop calibrado localmente. Los productores que ajustaron riego y N con base en las recomendaciones del modelo redujeron en 18 % el uso de agua y en 22 % la dosis de N, manteniendo rendimientos superiores a 13,0 t/ha, mientras que los manejos convencionales requirieron más insumos para un rendimiento similar, lo que muestra el potencial de la agricultura de precisión más allá del discurso tecnológico.

En paralelo, el manejo de rastrojo y labranza ha sido revisado desde una perspectiva de salud del suelo y resiliencia climática. El estudio “Impacto de la labranza de conservación en la dinámica de carbono y rendimiento de maíz en suelos Vertisol del Bajío” de Martínez-Castillo et al. (2024) comparó labranza convencional, labranza reducida y siembra directa con retención de 50-70 % del rastrojo, durante 8 ciclos consecutivos. La siembra directa incrementó el carbono orgánico del suelo en 0,25 % en los primeros 15 cm y mejoró la infiltración en 35 %, lo que se tradujo en mayor estabilidad del rendimiento en años con distribución irregular de lluvias, con promedios de 9,8 t/ha frente a 8,7 t/ha en labranza convencional, subrayando que la productividad sostenida depende de procesos edáficos de largo plazo.

Sanidad, bioinsumos y adaptación local

La presión de plagas y enfermedades ha cambiado con el clima y la intensificación del cultivo, lo que ha impulsado investigaciones sobre control biológico y resistencia genética. “Estrategias integradas para el manejo de Spodoptera frugiperda en maíz de temporal en el sur de México” de Navarrete-Gómez et al. (2023) evaluó combinaciones de maíz Bt, liberación de Trichogramma pretiosum y aplicaciones dirigidas de Bacillus thuringiensis en parcelas de Chiapas y Tabasco. Los esquemas integrados redujeron el daño foliar por debajo de 10 % y mantuvieron rendimientos de 5,5-6,0 t/ha, mientras que los tratamientos basados exclusivamente en insecticidas sintéticos presentaron rebotes poblacionales y mayor variabilidad en el rendimiento, lo que refuerza la necesidad de sistemas de MIP ajustados a las condiciones locales.

En el ámbito fitopatológico, el trabajo “Resistencia cuantitativa a Fusarium verticillioides y reducción de fumonisinas en híbridos de maíz para el altiplano” de Ortega-Sánchez et al. (2024) identificó híbridos con menor acumulación de fumonisinas en grano, mediante inoculación controlada y análisis por cromatografía líquida. Los materiales resistentes mostraron reducciones de hasta 60 % en concentración de toxinas sin comprometer el rendimiento, lo que es crucial para cadenas de valor orientadas a la industria pecuaria y alimentaria, donde los límites máximos de micotoxinas son cada vez más estrictos.

Finalmente, la adaptación local y la conservación de razas nativas se ha reinterpretado desde una perspectiva productiva y no solo patrimonial. “Aprovechamiento agronómico de razas nativas de maíz en sistemas milpa de altura” de Juárez-Hernández et al. (2023) evaluó 12 razas de maíz de Valles Altos en asociaciones con frijol y calabaza, comparándolas con un híbrido comercial en manejo de bajos insumos. Aunque los híbridos superaron en rendimiento de grano puro (hasta 7,0 t/ha frente a 4,5-5,0 t/ha de los nativos), las razas locales mostraron mayor eficiencia en el uso del agua, mejor cobertura del suelo y menor incidencia de plagas, además de un rendimiento total del sistema (grano + biomasa + cultivos asociados) competitivo, lo que sugiere que, en ciertos contextos, la intensificación ecológica basada en germoplasma local puede ser tan estratégica como la adopción de híbridos de alto insumo.

Estas investigaciones, al articular genética, fisiología, manejo y ecología, delinean un horizonte donde el cultivo de maíz en México se concibe como un sistema complejo, capaz de responder con flexibilidad a la variabilidad climática, a las restricciones de insumos y a las exigencias de calidad, siempre que el conocimiento científico se traduzca en decisiones de manejo situadas en cada región y tipo de productor.

• Cairns, J. E., Crossa, J., Bänziger, M., & Prasanna, B. M. (2023). Genomic dissection of drought tolerance in tropical maize under climate change scenarios. Theoretical and Applied Genetics, 136(4), 1–18.
• García-López, J. M., Flores-Rivera, A., & Torres-Padilla, R. (2024). Optimización de la eficiencia en el uso del nitrógeno en maíz de alto rendimiento en el Bajío mexicano. Revista Fitotecnia Mexicana, 47(1), 45–60.
• Hernández-Mendoza, J., Rivera-Cabrera, F., & Pérez-Moreno, J. (2023). Efecto de consorcios microbianos nativos en la absorción de nitrógeno y fósforo en maíz de temporal. Terra Latinoamericana, 41(3), 1–15.
• Juárez-Hernández, A., Perales, H., & Lobato-Ortiz, R. (2023). Aprovechamiento agronómico de razas nativas de maíz en sistemas milpa de altura. Agrociencia, 57(2), 101–120.
• López-Ruiz, A., Vázquez-Carrillo, G., & De la Cruz-Lázaro, E. (2024). Respuesta del rendimiento de maíz a gradientes de densidad bajo riego y temporal en el centro de México. Revista Chapingo Serie Horticultura, 30(1), 75–92.
• Martínez-Castillo, R., Govaerts, B., & Sayre, K. (2024). Impacto de la labranza de conservación en la dinámica de carbono y rendimiento de maíz en suelos Vertisol del Bajío. Soil & Tillage Research, 232, 105–118.
• Navarrete-Gómez, J. A., Molina-Ochoa, J., & Figueroa-Brito, R. (2023). Estrategias integradas para el manejo de Spodoptera frugiperda en maíz de temporal en el sur de México. Southwestern Entomologist, 48(2), 233–250.
• Ortega-Sánchez, M., Molina, J. D., & Gómez-Montiel, N. (2024). Resistencia cuantitativa a Fusarium verticillioides y reducción de fumonisinas en híbridos de maíz para el altiplano. Plant Disease, 108(1), 55–66.
• Pérez-Salinas, C., Montero-Martínez, M. J., & Guevara-González, R. (2023). Integración de imágenes multiespectrales y modelos de crecimiento para el ajuste in situ de nitrógeno y riego en maíz. Computers and Electronics in Agriculture, 207, 107–126.
• Ramírez-Rodríguez, H., Espinosa-Calderón, A., & Tadeo-Robledo, M. (2024). Desarrollo de híbridos de maíz tolerantes a altas temperaturas para el norte de México. Field Crops Research, 305, 109–124.
• Santos-Aguilar, J., Uhart, S., & Andrade, F. H. (2023). Partición y remobilización de nitrógeno en híbridos de maíz bajo diferentes densidades de siembra. European Journal of Agronomy, 142, 126–140.
• Velázquez-Cardelas, G., Palacios-Rojas, N., & Pixley, K. (2023). Incremento simultáneo de rendimiento y contenido de zinc en maíz tropical. Crop Science, 63(5), 2154–2168.