Distribucion de poblaciones de arroz maleza en fincas arroceras del Norte de Santander, Colombia

En el departamento Norte de Santander el arroz lo siembran 1640 productores en 2242 unidades de producción de arroz (UPA) bajo riego en 9 municipios que ocupan un área de producción de 30.035 has anuales, distribuidas en 2 cosechas con promedio de rendimiento de 6,1 t/ha (Fedearroz, Cuarto censo arrocero, 2016).

Para implementar el programa AMTEC de tal forma que se logre la competitividad necesitamos campos limpios de malezas y en especial el arroz maleza (arroz rojo) ya que aumenta los costos, reduce los rendimientos, deprecia los suelos y deteriora la economía de los productores de arroz. Esta especie de arroz se transforma en maleza en el sistema productivo arrocero como consecuencia de una combinación de procesos ecológicos (pre-adaptación, invasión) y de evolución que interactúan en el espacio y en el tiempo.

Tradicionalmente en el departamento la producción de arroz se inicia en la década de los 60´s y la siembra intensiva ha llevado a incluso a realizar 2,5 cosechas al año cuando en algunas áreas se destinan al soqueo. La sobre explotación de la tierra, sumado al uso de semillas contaminadas con arroz maleza conlleva a presentar altas infestaciones de esta especie que cada día aumenta y, limita los rendimientos en más del 90% del área sembrada. Esta maleza, siendo arroz (Oryza sativa) se comporta como planta asaz eficiente al adaptarse a las condiciones de manejo pudiendo emerger de profundidades mayores a 15 cm, sobrepasar en crecimiento y desarrollo a las variedades de arroz. La infestación está compuesta por más de 9 ecotipos competidores que ocasionan alto costo en la reducción de la competencia y la descontaminación del suelo, atrasando en el productor el logro en la competitividad y rentabilidad del cultivo. Es de gran importancia tomar conciencia sobre los bancos de malezas, estos cada día son más abundantes y adaptados a las condiciones regionales. Mientras no se implemente una labor diferente a la tradicional y no haya planeación de la cosecha con medidas que conlleven a disminuir las poblaciones de arroz maleza, será imposible aumentar los rendimientos, sumado a la  susceptibilidad al virus de la hoja blanca y se constituyen en una fuente de inoculo para su transmisión al arroz comercial. Con esta investigación se pretende caracterizar por regiones las poblaciones de arroz maleza, la incidencia, la frecuencia y establecer si hay variaciones en los ecotipos encontrados, como herramienta para el manejo de las poblaciones que compiten con el cultivo del arroz

Con base en los resultados sobre áreas arrojados por el cuarto censo nacional arrocero se seleccionaron de acuerdo a las UPAS estadísticamente representativas 110 fincas, allí se evaluó la incidencia, la frecuencia y abundancia del arroz maleza en lotes comerciales de arroz entre las etapas de grano pastoso a maduración. Tabla 1.

Tabla 1. Distribución de las fincas (UPAS) para evaluación de arroz maleza en Norte de Santander.

La mayor concentración del área de cultivo del arroz está en el distrito de riego del rio Zulia (margen izquierda en el municipio de El Zulia y la derecha en el municipio de Cúcuta) y las otras zonas evaluadas se consideran fuera de este Tabla 1. La infestación hace referencia al número de plantas de arroz maleza (comúnmente llamado arroz rojo) capaces de reducir el rendimiento del cultivo en una determinada área. la proporción en la reducción en el rendimiento depende del número y clase de ecotipo que este compitiendo. Se estimó el porcentaje visual de infestación por finca dividiendo cada finca en 4 cuadrantes y asumiendo que el 25% de infestación corresponde al arroz maleza presente en todo el cuadrante. Cuando la infestación fue menor se subdividió el área y se calculó la infestación de igual manera observando la preferencia del ecotipo. Se calculó el porcentaje de incidencia de arroz maleza por finca dividiendo el número de panículas de la variedad de arroz, entre el total de panículas de arroz maleza, contenidas en el marco y multiplicándola por 100.

El método de muestreo usado fue sistemático en W seleccionando cinco puntos de muestreo y utilizando un marco 1m2 contabilizando el número de plantas de arroz maleza contenidas evitando el desgrane. La abundancia se calculó con la formula siguiente:

y la frecuencia de cada biotipo se calculó de la siguiente manera:

En plantas con desgrane se contabilizaron los raquis de los ecotipos desgranados y se comparó la arquitectura de la planta y las semillas con ejemplares similares.  Al azar, se seleccionó un sitio uniforme del campo comercial libre de rojo y se contabilizaron las panículas de la variedad contenidas en el marco de 1m2.

Se represento la distribución de las poblaciones de arroz maleza teniendo en cuenta la georreferenciación e interpolando para la construcción de los mapas utilizando la herramienta Qgis. Los mapas se interpretaron de acuerdo al tipo de distribución: agrupada, uniforme o aleatoria

2.4 Descripción fenotípica de los biotipos. Se describieron las características más relevantes de diferenciación de los ecotipos como: altura de la planta, desgrane y tipo de grano, teniendo en cuenta los descriptores característicos propuestos por Montealegre 1991. La altura de la planta se midió desde el suelo hasta el ápice de la hoja bandera; el desgrane manual mediante presión y contando el número de granos removidos. La arista, presencia o ausencia y su longitud. El tipo de grano se clasifico de acuerdo a los descriptores. El ápice del grano se consideró   normal cuando es similar o equivalente al de la variedad. El color del pericarpio se determinó descascarando 10 granos de cada ecotipo y se clasificó. Se seleccionó dos ejemplares representativos por ecotipo, siguiendo el procedimiento de secado y montaje bajo normas de colección para herbario.

La infestación se presentó en 87 fincas con incidencias que oscilaron entre 5% y 70%. En 23 fincas no se presentó arroz maleza. Figura 1.

Se analizó el comportamiento de la incidencia agrupando las fincas por veredas. En el casco urbano de San Cayetano se encontró la mayor incidencia que corresponde al 70%, no obstante veredas como La Termo pertenecientes al mismo municipio, no registraron incidencia. Entre el 20 y 28% de incidencia se encontró en 5 veredas, entre el 10% y 17% en 16 veredas, del 3% al 9% en 7 veredas.  Figura 2.

El arroz maleza se adapta muy bien a las condiciones de cada agro ecosistema, esta maleza ha logrado posicionarse con características propias de la interacción genotipo ambiente que ha permitido la aparición de ecotipos adaptados a las condiciones de manejo, con alta capacidad de producción, viabilidad de semillas y baja esterilidad.  Se determinó el número de panículas de arroz maleza/m2 obtenido del promedio de 5 sitios por finca para los grupos, pipones, mechudos y rayones. La capacidad de reducción del rendimiento en una variedad por el arroz maleza, depende también del número de plantas que logren competir en un espacio determinado; en tan solo una finca se encontró un solo biotipo de arroz maleza y en las restantes entre 2 y 9 ecotipos con características diferentes.

El promedio de panículas/m2 de la variedad (Fedearroz 2000, FLFedearroz 68 y Fedearroz 67) comercial sembrada en cada finca evaluada y en la etapa de maduración fue de 490.

Se calculó por vereda el número promedio de panículas de arroz maleza y se evidencio que el menor correspondió a 16 y el máximo a 140; el porcentaje de incidencia de arroz maleza por vereda fue mayor en La Guajira con 38,42%, seguido por San Cayetano con 23,62%, Los Caños 19,46% y Agua clara 19,25%. Figura 3.

En las 87 fincas con arroz maleza las infestaciones la componen 9 ecotipos.  Se estimo la relación de proporción entre el número de panículas de arroz maleza y las panículas de la variedad, del total de fincas en 37 por cada panícula de la variedad hay entre 0,1 y 2,1 panículas de arroz maleza; en 31 fincas entre 2,1 y 4,1; en 8 fincas entre 4,1 y 6,1; en 5 fincas entre 6,1 y 8,1; en 2 fincas entre 8,1 y 10,1 y, en tres fincas por cada panícula de la variedad hay entre 10,1 y 12,41 panículas de arroz maleza, datos que muestran asaz agresividad de esta maleza. Figura 4.

En las fincas se determinó los parámetros de frecuencia y abundancia, parámetros dados por la adaptación de los ecotipos al espacio y relacionados posiblemente con condiciones de suelo, humedad y manejo. Para el grupo de los pipones: el pipón desgranador la frecuencia fue del 0,82 y su abundancia es de 8 panículas de arroz maleza/m2, el pipón punto rojo 0,68 y 9,9, el pipón japónico 0,2 y 6, el mechudo dorado rayón 0,81 y 10,3 panículas respectivamente. El rayón manchado 0,75 de frecuencia y 10,6 panículas, figura 5.

Para los ecotipos denominados mechudos:  el patechulo 0,82 y 8,4, el mechudo paja limpia 0,59 y 10,3, mechudo paja café 0,46 y 12 y el mechudo punto morado 0,54 de frecuencia y 9,2 panículas respectivamente, figura 5.

De acuerdo a la ubicación de las fincas en la zona de estudio, se representó en los mapas la frecuencia del arroz maleza; para tres ecotipos:  mechudo dorado rayón, mechudo patechulo y pipón desgranador se observa su frecuencia dentro y fuera del distrito de riego. En el mapa, cada punto representa una finca siendo menos frecuente el ecotipo a menor tamaño del punto y viceversa. (figura 6)

Figura 6. Mapas de frecuencia de tres ecotipos de arroz maleza en zonas arroceras de Norte de Santander

Todos los ecotipos de arroz maleza presentan dificultad para su manejo, considerando que, su desgrane, es una característica que aumenta el grado de dificultad para el control y, entre ellos el pipón desgranador cuyo desgrane no es progresivo, pero ocurre fácilmente cuando la mayoría de los granos están maduros Figura 7.

Figura 7. Ecotipo de arroz maleza, pipón desgranador

La población se compone de 9 ecotipos identificables y agrupados por características fenotípicas afines; dos ecotipos poco frecuentes no fueron agrupados. El porcentaje de participación para estos grupos es el siguiente: los mechudos representan el 55,6%, los Pipónes el 33,4% y los Rayones el 11% causantes de competencia con el cultivo del arroz; el menor número de ecotipos por finca fue de 2 y el mayor de 9. Figura 8. 

El grupo de los mechudos con mayor presencia en las fincas presenta diferentes patrones de dispersión por ejemplo: el mechudo patechulo, es disperso en el distrito de riego del río Zulia y agrupado en zonas fuera de este, figura 9 (a); el mechudo paja limpia se agrupa en algunos sitios dentro del distrito figura 9(b) y el mechudo dorado rayón  figura 9(c) más disperso en la margen izquierda y, agrupado en la margen derecha o en zonas fuera del distrito.

Figura 9. Distribución del arroz maleza, tres ecotipos de mechudos.

El mechudo paja café menos frecuente de este grupo, con dispersión aleatoria en la margen izquierda y hacia las zonas del municipio de El Zulia y de San Cayetano figura 10(a). El mechudo punto morado esta disperso en la margen izquierda y se agrupa en la margen derecha en la zona de la Floresta, figura 10 (b). El pipón desgranador disperso dentro del distrito de riego y agrupado en Los Patios, Tibú y San Cayetano Figura 10 (c).

Figura 10. Distribución de los ecotipos de arroz maleza mechudos y pipón desgranador

El pipón punto rojo muy abundante en las fincas con dispersión uniforme dentro y fuera del distrito de riego figura 11(a). El pipón japónico solo se agrupa en la margen izquierda zona Risaralda figura 11(b) y el rayón manchado poco frecuente se agrupa en zonas como Risaralda y en la margen derecha del rio en las veredas El plomo y Londres y, también en Tibú y Puerto Santander fuera del distrito. figura 11(c),

Figura 11.  Distribución de los ecotipos de arroz maleza pipones y rayón manchado

Los granos de la panícula en pipón punto rojo en unas fincas totalmente rojo el pericarpio y en otras de color rojo y blanco con ápices de color rojo; El mechudo patechulo, con glumas de color pajizo mostrando variaciones a lo encontrado por Montealegre (1992). La altura de las plantas de arroz maleza oscilaron entre 119 y 144 cm. Tabla 2. Figura 12 y 14

Tabla 2. Características de ecotipos de arroz maleza, Norte de Santander 2017.

Figura 12. Ecotipo de arroz maleza mechudo patechulo

En otras fincas fuera de la evaluación y, para otra temporada tardía de cosecha, fueron abundantes dos ecotipos más en la zona que corresponden al mechudo arista roja y un varietal con granos de pericarpio rojo o blanco en la misma panícula y con características poco diferenciables al compararlo con tres variedades de arroz cultivado. Figura 13.

Figura 13. Glumas de ecotipos de arroz maleza en zonas arroceras de Norte de Santander.

Los arroces maleza aparte de tener varias características importantes para su adaptación y competencia, presentan alta incidencia de la enfermedad conocida como el virus de la hoja blanca (VHBA).

La zona arrocera del departamento se ha registrado aumentos en la incidencia de la enfermedad en campo alcanzando en el año 2017 hasta del 10% en variedades comerciales susceptibles. Los ecotipos evaluados presentaron susceptibilidad alta al virus. En la evaluación de la población de insectos vectores (sogata) para determinar su capacidad de transmisión mediante prueba serológica de ELISA, indican que más del 90% de la población de la zona analizada son capaces de transmitir la enfermedad. tabla 3.

Tabla 3. Incidencia del virus de la hoja blanca en ecotipos de arroz maleza 

Un trabajo reciente que incluye muestreos en todas las zonas arroceras del país sobre genealogía del arroz maleza próximo a publicar denominado  "Genómica evolutiva del arroz maleza colombiano y efectos agronómicos"  se planteó entender el origen y la evolución de esta maleza en Colombia, estudiando la contribución de los Oryzas locales silvestres (O. glumaepatula, O. grandiglumis, O. alta y O. latifolia) y variedades cultivadas locales a la composición genómica, determinando el origen genealógico de los alelos presentes en el arroz maleza, en los genes de desgrane, coloración del pericarpio y, fenotipificando  de acuerdo a rasgos de adaptación de malezas. Se contó con 140 arroces maleza colectadas en las cinco zonas arroceras del país y 28 variedades de cultivo. (Hoyos,2016)

Figura 14. Ecotipo de arroz maleza mechudo paja limpia