Sensibilidad del maíz al exceso de agua
La inundación tiene un efecto negativo sobre la mayoría de plantas terrestres debido a que reduce su crecimiento e induce la senescencia. La deficiencia de oxígeno, efecto principal de la inundación, cambia el metabolismo de la planta induciendo la vía anaeróbica o fermentativa como mecanismo alterno, aunque poco eficiente para la producción de energía.
Ciertos fenómenos meteorológicos extremos, asociados al cambio climático, permiten predecir niveles elevados de vulnerabilidad de países tanto desarrollados como subdesarrollados ante sequías, ondas de calor e inundaciones. El drenaje pobre limita el cultivo en el 19% de las tierras tropicales.
El maíz soporta un exceso de humedad en las regiones en que el suelo está mantenido por encima de su capacidad de campo durante largos períodos, lo cual da lugar a un menor abastecimiento de oxígeno a las raíces, tal como ocurre en suelos pesados y mal drenados.
La parte aérea de las plantas de maíz puede ser afectada por un exceso de humedad cuando ocurren lluvias abundantes en el momento de la floración y se perjudica el derrame del polen, pero sin embargo, el efecto perjudicial más común ocurre sobre el sistema radical.
Las inundaciones dan lugar al cierre de los estomas, a un crecimiento limitado, a clorosis, a un menor crecimiento de las raíces y a la muerte de la planta. La inundación parece reducir la conductividad hidráulica de las raíces y las altas temperaturas y la alta radiación aumentan el estrés sobre el cultivo, probablemente al inducir un estrés de agua.
El daño directo al sistema radical ocurre a causa de la acumulación de productos tóxicos originados por la respiración anaeróbica. Mientras que el ácido láctico es el primer producto formado, el cambio resultante en el pH de las células favorece rápidamente la formación de acetoaldehido, el cual es convertido en etanol por medio de la actividad de la dehidrogenasa alcohólica
El maíz responde inmediatamente a la anoxia por medio de la formación de aerénquima y de raíces adventicias y por la elongación de los entrenudos más bajos. Estas adaptaciones permiten la difusión del oxígeno a las raíces y facilitan la sobrevivencia a inundaciones de corta duración.
La inundación también causa la acumulación de ácido abscísico y de auxinas y reduce los niveles de citoquininas y ácido giberélico.
Las inundaciones están asociadas a una menor absorción de nutrientes. La absorción del nitrógeno se reduce por la rápida denitrificación de los nitratos después de 48 horas de inundación.
Altas aplicaciones de nitrógeno pueden compensar en algunos casos los efectos de las inundaciones. En el caso del potasio, su absorción se reduce a causa de los efectos directos de la anoxia sobre la misma y sobre su translocación en la planta de maíz
Las inundaciones también pueden ocurrir inmediatamente después de la siembra, y en esos casos las semillas deben germinar bajo condiciones anaeróbicas. Los mecanismos de tolerancia a la inundación durante la germinación y la emergencia son diferentes a aquellos que ocurren en plantas autotróficas y parecen estar bajo control genético.
La investigación de los mecanismos de tolerancia a estrés hídrico por inundación en plantas se ha convertido en un objetivo importante en la agricultura, debido a las diferentes olas de inundación presentadas en diferentes zonas del mundo.
Conocer cómo responde la planta a la deficiencia de oxígeno es básico para los programas de mejoramiento que buscan crear plantas capaces de tolerar ciertos periodos de inundación, ya que es básico para hacer frente al cambio climático.