Sistemas de producción del cultivo de maíz
El maíz en México se sostiene principalmente en sistemas de producción campesinos de pequeña escala, basados en policultivos y en la lógica de manejo integral del agroecosistema, donde la parcela no busca solo maximizar rendimiento por hectárea, sino estabilidad interanual, seguridad alimentaria y conservación de la agrobiodiversidad, por eso la asociación maíz–frijol–calabaza y el uso de razas nativas permiten amortiguar variaciones climáticas, optimizar el reciclaje de nutrientes y reducir la dependencia de insumos externos.
Esta configuración contrasta con los esquemas altamente mecanizados y monoculturales del norte del país, sin embargo persiste como sistema dominante porque responde mejor a la heterogeneidad de suelos, pendientes y regímenes de lluvia, además internaliza conocimientos locales sobre manejo hídrico, selección masal y control biológico, generando resiliencia frente a sequías, plagas emergentes y volatilidad de precios, de modo que el rendimiento aparente menor se compensa con mayor estabilidad productiva, menor riesgo financiero y una base genética amplia para el mejoramiento futuro.
Tipo de operación
Los sistemas de producción de maíz en México se organizan hoy alrededor de decisiones clave sobre el tipo de operación: si se produce en suelo o sustrato, bajo manejo convencional u orgánico, y en campo abierto o agricultura protegida. Cada combinación configura un entorno fisiológico, ecológico y económico distinto para el cultivo, modificando las rutas de nutrición, el comportamiento radicular, la dinámica de plagas y enfermedades, así como la estabilidad del rendimiento. Entender estas diferencias permite diseñar esquemas más eficientes en agua, nutrientes y energía, sin perder de vista la rentabilidad.
La primera distinción estructural es el medio de crecimiento, suelo o sustrato, que determina la arquitectura del sistema radical y la forma en que la planta accede a los recursos. En suelo agrícola, el maíz depende de la estructura física, la capacidad de intercambio catiónico y la actividad biológica para sostener un crecimiento vigoroso, de modo que la compactación, la salinidad y la baja materia orgánica se traducen en raíces menos profundas y mayor vulnerabilidad al estrés hídrico. En contraste, los sistemas en sustrato inerte (tezontle, perlita, fibra de coco o mezclas) aíslan a la planta de muchas limitantes edáficas, permitiendo controlar con precisión la solución nutritiva, aunque a costa de una mayor dependencia tecnológica y energética.
Esta transición de suelo a sustrato no es solo física, también redefine la forma en que se gestionan los nutrientes y el agua. En suelo, la fertilización se apoya en procesos de mineralización y adsorción que amortiguan los errores de manejo, pero también generan pérdidas por lixiviación y volatilización, en especial de nitrógeno, lo que se refleja en eficiencias de uso de N que rara vez superan 50–60 %. En sustratos con riego por goteo y fertirrigación, la concentración de N, P, K, Ca, Mg y micronutrientes se ajusta en tiempo real, alcanzando eficiencias de uso de N por arriba de 80 %, siempre que exista monitoreo de conductividad eléctrica y drenajes controlados, lo cual reduce emisiones indirectas de óxidos de nitrógeno y contaminación de acuíferos.
Sin embargo, el uso de sustratos implica nuevos retos, especialmente en ciclos largos o en híbridos de alto porte, donde el volumen radicular del maíz tensiona la estabilidad física del contenedor y la capacidad de retención de agua. La selección de granulometría y densidad aparente del sustrato se vuelve crítica para sostener una adecuada relación aire-agua, evitando anoxia y colapso estructural, por lo que se tiende a mezclas con 30–40 % de porosidad de aire a capacidad de campo y una retención de agua útil de al menos 25–30 % del volumen. Esta ingeniería del sustrato puede compensar la menor profundidad efectiva en comparación con un suelo profundo, pero exige un manejo más fino de la frecuencia de riego.
Convencional versus orgánica: manejo de insumos y procesos
El segundo eje de diferenciación es el manejo convencional u orgánico, que no solo alude al tipo de insumos, sino a la lógica de control de procesos ecológicos. En el sistema convencional, el maíz se apoya en fertilizantes sintéticos de alta solubilidad, herbicidas de amplio espectro y, con frecuencia, en semillas híbridas tratadas con fungicidas e insecticidas, lo que permite altos rendimientos en ciclos cortos, con densidades superiores a 75,000 plantas/ha y rendimientos potenciales por arriba de 12 t/ha en condiciones de riego tecnificado. El costo de este enfoque es la alta dependencia de insumos externos y la presión sobre la biodiversidad edáfica, en particular cuando se combinan labranza intensiva y rotaciones pobres.
La producción orgánica de maíz, en cambio, se estructura alrededor de la fertilidad biológica del suelo y de la supresión ecológica de plagas, limitando o excluyendo el uso de insumos sintéticos. La nutrición se basa en compostas, estiércoles, abonos verdes y biofertilizantes (por ejemplo, inoculantes de Azospirillum o Rhizophagus), lo que fortalece la agregación del suelo y la capacidad de retención de agua, pero libera nutrientes a un ritmo menos predecible que los fertilizantes minerales. Por ello, los rendimientos orgánicos en México suelen situarse entre 50–80 % de los convencionales en el corto plazo, con reportes de 4–7 t/ha en riego bien manejado, aunque con mayor estabilidad en años climáticamente adversos gracias a la mejora de la capacidad de campo y la resiliencia biológica.
Esta diferencia en la fuente de nutrientes obliga a replantear la cronología del manejo. Mientras que en convencional se puede ajustar la dosis de N con base en lecturas de clorofila o sensores de reflectancia en V6–V8, en orgánico la mayor parte del N debe incorporarse antes de la siembra, mediante enmiendas con relaciones C/N y tasas de mineralización cuidadosamente calculadas. Esto vuelve crucial la integración de cultivos de cobertura como leguminosas, que aportan N biológico y mejoran la estructura del suelo, reduciendo la dependencia de estiércoles externos. Además, la gestión de malezas pasa de un enfoque químico a uno basado en rotación de cultivos, cobertura del suelo y labores mecánicas selectivas, lo que demanda más precisión en el diseño del sistema.
El control de plagas y enfermedades también se redefine, pues en sistemas orgánicos el maíz se protege mediante control biológico, extractos botánicos y manejo del hábitat, en lugar de insecticidas de síntesis. La conservación de enemigos naturales, como parasitoides de Spodoptera frugiperda y depredadores generalistas, se vuelve un objetivo explícito, lo que exige reducir disturbios y mantener franjas de vegetación asociada. Esta estrategia puede ser muy eficaz, pero su desempeño depende de la escala y del paisaje circundante, por lo que en zonas con monocultivos extensivos la presión de plagas puede superar la capacidad de regulación biológica si no se coordinan acciones a nivel regional.
Campo abierto y agricultura protegida: ambiente y control
El tercer componente del tipo de operación es el entorno físico, campo abierto o agricultura protegida, que determina el grado de control sobre el microclima y la exposición a estreses bióticos y abióticos. En campo abierto, el maíz está sujeto a la variabilidad de temperatura, radiación, viento y precipitación, lo que en climas semiáridos y tropicales se traduce en fuertes oscilaciones en el balance hídrico y en la aparición de enfermedades foliares asociadas a periodos de alta humedad. El manejo del riesgo se apoya en la selección de híbridos adaptados, fechas de siembra ajustadas a la disponibilidad de agua y estrategias de riego deficitario controlado, buscando que las fases críticas (emergencia, floración, llenado de grano) coincidan con condiciones menos restrictivas.
La agricultura protegida con mallasombra, invernaderos o macrotúneles introduce una capa de regulación sobre estos factores, atenuando radiación extrema, reduciendo el impacto del viento y modulando la temperatura nocturna, lo que puede adelantar o extender ciclos de producción. En maíz, estos sistemas se utilizan principalmente para producción de elote, maíz dulce o maíz baby, donde la calidad de mazorca, la uniformidad y la sincronía de floración tienen un alto valor comercial. La protección física reduce la incidencia de ciertos insectos y del granizo, pero puede favorecer enfermedades fúngicas si no se controla la ventilación, por lo que el diseño de ventanas cenitales, ventilación lateral y manejo de humedad relativa se vuelve determinante.
La combinación de agricultura protegida con sustrato y fertirrigación genera sistemas altamente intensivos, con densidades superiores a 90,000 plantas/ha y ciclos escalonados, capaces de producir hasta 3–4 cortes de elote al año en regiones templadas. Sin embargo, esta intensificación desplaza el cuello de botella hacia la gestión del agua y la energía, ya que el consumo por unidad de superficie puede ser alto si no se optimiza la recirculación de drenajes y el uso de bombas eficientes. La integración de sensores de humedad, sistemas de riego de precisión y modelos de balance de energía permite reducir el consumo de agua por tonelada producida, alcanzando eficiencias de uso de agua superiores a 3.0 kg/m³, frente a valores típicos de 1.0–1.5 kg/m³ en campo abierto sin manejo avanzado.
Interacciones y rutas de intensificación sostenible
Las diferencias entre estas modalidades no son dicotómicas, se combinan en configuraciones híbridas que responden a contextos específicos. Es posible tener maíz en suelo con manejo orgánico en agricultura protegida, o maíz en sustrato con fertilización convencional en macrotúneles, cada uno con implicaciones propias sobre huella de carbono, huella hídrica y rentabilidad. La clave está en reconocer que el tipo de operación define no solo la tecnología disponible, sino la lógica de manejo de riesgos y recursos, por lo que la elección debe alinearse con la vocación agroecológica del sitio, la escala de producción y el mercado objetivo.
En México, donde el rendimiento promedio nacional de maíz ronda 4.0 t/ha, mientras que los sistemas tecnificados superan 12.0 t/ha, la brecha de productividad se explica en gran medida por el tipo de operación y su calidad de ejecución. La transición hacia esquemas más eficientes no implica adoptar siempre el sistema más intensivo, sino optimizar la combinación de suelo o sustrato, manejo convencional u orgánico, y campo abierto o protegido de acuerdo con los límites biofísicos y económicos de cada región. La articulación de estos componentes, apoyada en monitoreo y toma de decisiones basada en datos, define la trayectoria de intensificación sostenible del maíz en el país.
Tecnologías utilizadas
Los sistemas de producción de maíz en México están experimentando una transición acelerada, donde la presión por mayor rendimiento, estabilidad y trazabilidad converge con restricciones de agua, fertilizantes y mano de obra. Las tecnologías utilizadas ya no se limitan a la mecanización básica, sino que abarcan desde sensores remotos hasta algoritmos de decisión, lo que obliga a replantear la forma en que se concibe el manejo del cultivo, especialmente en regiones con alta heterogeneidad de suelos y climas.
Mecanización avanzada y agricultura de precisión
La base tecnológica sigue siendo la mecanización, pero su función se redefine cuando se integra con agricultura de precisión. La adopción de tractores con sistemas de guiado satelital (GNSS) y autopiloto en zonas de riego del Bajío, La Laguna y el noroeste ha permitido reducir traslapes en siembra y fertilización, con ahorros de combustible de 8–12 % y una mejora en la uniformidad de la distribución de semilla que se traduce en poblaciones más estables, cercanas a los 75,000–85,000 plantas/ha en maíces de alto potencial.
La incorporación de sembradoras neumáticas de precisión, con dosificación variable de semilla y fertilizante, ha sido clave para ajustar la densidad según la capacidad de almacenamiento de agua del suelo y la profundidad efectiva de raíces, lo que reduce fallas de emergencia y compite mejor contra malezas tempranas. En suelos con texturas contrastantes en un mismo lote, el uso de prescripciones de siembra basadas en mapas de rendimiento históricos permite modular la densidad y la dosis de nitrógeno, evitando el subaprovechamiento de zonas de alto potencial y la sobreinversión en áreas marginales.
El siguiente eslabón lo aportan los monitores de rendimiento integrados a las cosechadoras, que generan mapas espaciales de productividad por ciclo, permitiendo construir series temporales que capturan la respuesta del maíz a variaciones climáticas y de manejo. Estos mapas, combinados con datos de conductividad eléctrica aparente del suelo y curvas de nivel, se convierten en insumo central para la agricultura de sitio específico, donde la parcela deja de verse como una unidad homogénea y se maneja como un mosaico de ambientes productivos.
Sensores, datos y toma de decisiones
La proliferación de sensores remotos ha transformado el monitoreo del cultivo, especialmente en maíces de riego y en esquemas comerciales de alto valor. El uso de imágenes satelitales de alta resolución temporal (5–10 días) y espacial (3–10 m) permite seguir la dinámica del NDVI y otros índices de vegetación, detectando de forma temprana zonas con estrés hídrico, deficiencias nutrimentales o daños por plagas, antes de que sean visibles a simple vista.
En paralelo, los drones multiespectrales se han consolidado como herramienta de diagnóstico rápido en parcelas tecnificadas, generando ortomosaicos con resolución centimétrica que permiten evaluar uniformidad de emergencia, vigor inicial y daños localizados por Spodoptera frugiperda o Diabrotica spp.. Esta información se integra en plataformas de gestión que, mediante algoritmos de clasificación, generan mapas de manejo diferenciado para fertilización de cobertura o aplicaciones dirigidas de insecticidas biológicos o químicos.
El componente menos visible, pero más transformador, es la digitalización de registros agronómicos. Plataformas de gestión de lotes que integran fechas de siembra, híbrido, dosis de fertilización, historial de plagas y rendimientos están permitiendo construir bases de datos robustas, sobre las que se aplican modelos estadísticos y de aprendizaje automático para ajustar recomendaciones de densidad, fechas óptimas de siembra y ventanas críticas de riego. En regiones con alta variabilidad interanual de lluvias, estos modelos, alimentados con pronósticos climáticos estacionales, se utilizan ya para decidir entre maíces de ciclo intermedio o largo, modulando el riesgo productivo.
Los sensores de suelo y clima instalados en tiempo real en parcelas comerciales, con medición de humedad volumétrica, temperatura y potencial mátrico, se conectan a sistemas de riego presurizado, cerrando el ciclo hacia un riego de precisión. En distritos de riego del noroeste, esta integración ha permitido reducir láminas totales de riego en 18–25 % manteniendo rendimientos superiores a 12.0 t/ha, al sincronizar la oferta de agua con la demanda real del cultivo en etapas críticas como V6–V8 y floración.
Biotecnología, genética y manejo nutrimental avanzado
El avance en mejoramiento genético y biotecnología ha redefinido la base productiva del maíz, sobre todo en sistemas de alta inversión. Los híbridos modernos de Zea mays incorporan tolerancia a estrés hídrico moderado, mejor arquitectura de planta y mayor eficiencia en el uso de nitrógeno, lo que permite sostener altos rendimientos con dosis ajustadas de fertilización, siempre que el manejo agronómico acompañe ese potencial genético.
En México, aunque la adopción de maíces GM para grano enfrenta restricciones regulatorias, en sistemas de forraje y en países vecinos se han consolidado híbridos con eventos apilados para tolerancia a herbicidas y resistencia a lepidópteros, lo que ha demostrado reducciones significativas en el uso de insecticidas de amplio espectro y una mayor estabilidad de rendimiento bajo alta presión de plagas. Esta experiencia está influyendo indirectamente en la selección de híbridos convencionales con rasgos similares de resiliencia.
El manejo nutrimental se ha sofisticado con el uso de fertilizantes de liberación controlada, inhibidores de nitrificación y fuentes estabilizadas de nitrógeno, que buscan reducir pérdidas por lixiviación y volatilización, especialmente en suelos ligeros y bajo riego por gravedad. La aplicación de diagnósticos nutrimentales mediante análisis de suelo georreferenciados y muestreos foliares en V6–V8 permite ajustar dosis y momentos de aplicación, alejándose de recetas generalizadas y acercándose a esquemas de 4R (fuente, dosis, momento y lugar correctos).
La integración de bioestimulantes y microorganismos benéficos, como cepas específicas de Azospirillum y Bacillus, muestra respuestas consistentes en condiciones de estrés moderado, mejorando el desarrollo radicular y la eficiencia en uso de nutrientes, aunque su efecto depende fuertemente de la compatibilidad con el híbrido, las condiciones de suelo y la calidad en la formulación, por lo que su adopción exige ensayos locales rigurosos.
Protección fitosanitaria, automatización y tendencias emergentes
La protección fitosanitaria del maíz ha migrado hacia esquemas más integrados y tecnificados, donde el manejo integrado de plagas (MIP) se apoya en herramientas digitales. Trampas automatizadas con sensores ópticos y comunicación remota permiten monitorear poblaciones de insectos clave, generando alertas en plataformas móviles que orientan el momento óptimo de aplicación. Este enfoque, combinado con el uso de modelos fenológicos basados en grados-día, reduce aplicaciones innecesarias y mejora la sincronización con los estadios vulnerables de la plaga.
Las aplicaciones con drones de bajo volumen se han consolidado como una tecnología disruptiva en parcelas medianas y grandes, especialmente en terrenos con problemas de accesibilidad o en etapas avanzadas del cultivo, donde la entrada con maquinaria terrestre provoca daño mecánico. La capacidad de aplicar fungicidas, insecticidas y bioinsumos con precisión espacial, ajustando dosis por zonas de mayor presión, reduce el consumo total de producto y mejora la cobertura en el dosel superior, crucial en el control de enfermedades foliares como la roya común y el tizón foliar.
En paralelo, se observa una tendencia creciente hacia tecnologías de agricultura regenerativa integradas con herramientas modernas, donde la siembra directa, la cobertura permanente del suelo y las rotaciones con leguminosas se combinan con monitoreo satelital y sensores de suelo para evaluar la evolución de la materia orgánica, la estabilidad de agregados y la infiltración. Este enfoque busca sostener rendimientos competitivos de maíz mientras se recupera la funcionalidad biológica del suelo, reduciendo la dependencia de insumos externos y la vulnerabilidad ante eventos climáticos extremos.
Las tendencias más avanzadas apuntan a la integración de modelos de simulación de cultivos con datos en tiempo real, donde herramientas basadas en procesos fisiológicos permiten evaluar escenarios de manejo bajo diferentes pronósticos de clima y disponibilidad de agua, apoyando decisiones estratégicas como la elección de fecha de siembra, híbrido y lámina total de riego. Al combinar estos modelos con datos históricos y algoritmos de aprendizaje automático, emergen sistemas de recomendación agronómica asistida por IA, que ya se están probando en esquemas piloto para maíz de riego y temporal tecnificado.
Finalmente, la convergencia entre trazabilidad digital, sensores de campo y certificaciones de sostenibilidad está configurando un nuevo entorno comercial para el maíz, donde no solo importa la tonelada producida, sino la forma en que se produjo. Registros georreferenciados de aplicaciones, consumos de agua y huella de carbono, integrados en plataformas interoperables, se convierten en requisito para acceder a ciertos mercados y esquemas de incentivos, lo que acelera la adopción de tecnologías en campo y redefine las estrategias de producción de quienes buscan mantenerse competitivos en un entorno agrícola cada vez más tecnificado y exigente.
- CIMMYT. (2023). Sustainable intensification of maize-based systems in Latin America. El Batán, México: CIMMYT.
- CONABIO. (2024). Sistemas de producción de maíz en México: diversidad, manejo y retos. Ciudad de México: Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad.
- FAO. (2023). The state of food and agriculture 2023: Climate-smart agrifood systems. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
- SAGARPA. (2024). Panorama agroalimentario del maíz 2024. Ciudad de México: Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural.
- SEMARNAT. (2023). Evaluación de la huella ambiental de los sistemas agrícolas en México. Ciudad de México: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
- SIAP. (2024). Anuario estadístico de la producción agrícola 2023–2024. Ciudad de México: Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera.
- CIMMYT. (2023). Sustainable intensification of maize-based systems in Latin America. El Batán, México: CIMMYT.
- CONAGUA. (2024). Estadísticas del agua en México 2024. Ciudad de México: Comisión Nacional del Agua.
- FAO. (2023). The state of food and agriculture 2023: Revealing the true cost of food. Rome: FAO.
- SAGARPA. (2024). Panorama agroalimentario del maíz 2024. Ciudad de México: Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural.
- SIAP. (2024). Anuario estadístico de la producción agrícola 2023. Ciudad de México: Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera.
- Smith, P., & Lal, R. (2023). Soil management and climate resilience in maize systems. Field Crops Research, 298, 108912.
- Torres, J., Ramírez, F., & López, A. (2023). Precision agriculture adoption in irrigated maize in Northwestern Mexico. Agricultural Systems, 212, 103666.
- Zhang, X., Li, H., & Chen, Y. (2024). Advances in sensor-based nitrogen management for maize. Computers and Electronics in Agriculture, 214, 108420.