Daño producido por heladas en el maíz para ensilado

Juan I. Sánchez Duarte, David G. Reta Sánchez, Jorge A. Granados Niño y Esmeralda Ochoa Martínez

Uno de los problemas asociados con la calidad del ensilado en las granjas lecheras es el daño causado por las heladas que sufre el cultivo del maíz antes de la cosecha. Las siembras tardías de primavera y/o verano (depende de los ciclos de producción de cada región) hacen que el maíz no alcance la madurez fisiológica deseada para el ensilado y este se vea afectado por las bajas temperaturas de otoño-invierno.

Un mal manejo de las operaciones del campo o el gran tamaño de la superficie sembrada durante la primavera o el verano pueden ser la causa de que se realicen las siembras tardías. Aunque existen algunas opciones para gestionar esta situación, es necesario saber cuáles son los efectos de las heladas en el maíz, la calidad y el uso del ensilado y algunas posibles soluciones que se pueden realizar en la granja.

Daños ligeros o muerte de la planta por heladas

Si bien el enfriamiento afecta a todos los procesos metabólicos y fisiológicos de las plantas, el principal efecto que provocan las bajas temperaturas es la cristalización de los lípidos de las membranas celulares. Este mecanismo aumenta la permeabilidad de la membrana (afecta al equilibrio de solutos, iones y protones en la célula) y altera la actividad enzimática.

La intensidad del daño causado por las heladas dependerá de cuánto baje la temperatura, de su duración y de la etapa de crecimiento en la que se encuentre el maíz.

Temperatura

Cuando la temperatura del aire baja hasta 0 °C durante 4-5 horas o cuando desciende hasta -2 °C solo 5-10 minutos, la planta de maíz morirá completamente o se producirá un daño grave en el tallo, hojas y brácteas. Bajo estas condiciones, no se realiza la fotosíntesis ni la movilización de carbohidratos.

Si la temperatura se mantiene entre 0 y 4 °C durante 1-2 horas en la etapa del llenado del grano, las hojas de las plantas pueden morir, pero no el tallo o las brácteas. Esto hará que los carbohidratos almacenados en el tallo se movilicen hacia el grano para ayudar ligeramente a su llenado.

Etapa de crecimiento del maíz

Respecto al estado de desarrollo del cultivo, si la helada se produce cuando el maíz alcanza la etapa de estado lechoso del grano, la planta aparentará estar seca completamente porque las hojas estarán secas. Sin embargo, el contenido de humedad aún será muy alto para lograr un ensilado adecuado.

De la misma forma, si la helada se produce cuando el cultivo de maíz alcanza la etapa de grano masoso, la planta también contiene demasiada humedad, por lo que no es recomendable cosecharlo y ensilarlo inmediatamente.

En el caso de daño por helada en la etapa media o tardía de madurez del grano, sí que es recomendable cosecharlo y ensilarlo de forma inmediata porque el contenido de humedad (65-70 %) en la planta está más cerca del valor óptimo para un buen ensilado.

En cualquiera de estos casos, se producirán pérdidas en el rendimiento y la calidad nutritiva del maíz antes de ensilar.

Pérdida de rendimiento y calidad nutritiva

Las pérdidas potenciales de rendimiento y calidad nutritiva del forraje en el campo debido a la congelación dependerán de la gravedad de la helada y de la etapa de desarrollo en la que se encuentre el cultivo en ese momento:

• Si una helada destruye solamente las hojas en la etapa de llenado del grano, este proceso podría llegarse a completar, ya que sigue existiendo movilización de carbohidratos para llenar el grano.
• Cuando la helada es intensa y el cultivo está en una etapa de madurez más avanzada, las pérdidas de grano no llegan a ser elevadas.

Es importante considerar este punto porque la mazorca contribuye considerablemente a la producción y calidad del ensilado.

En un estudio realizado durante dos años en Canadá² para estimar el daño causado en el maíz forrajero en la etapa de grano lechoso después de una helada de 0-1 °C se encontraron pérdidas de rendimiento y grano de 9.5 y 2.7 t/ha de materia seca (MS), respectivamente (figura 1). Además, el estudio reveló que se pueden llegar a perder hasta el 39% del total de los carbohidratos disponibles en toda la planta. Esta pérdida se convierte en un problema porque afectará seriamente a la fermentación del ensilado, ya que los carbohidratos son esenciales para que las bacterias ácido lácticas preserven el forraje con un pH ácido.

Figura 1. Pérdidas de rendimiento de forraje y grano después de una helada de 0-1 °C en maíz para ensilado cosechado entre finales de septiembre y principios de octubre (Can. J. Plant Sci. 1976, 56:481-486)².

El daño en los diferentes órganos de la planta después de la helada afectará negativamente a la calidad nutritiva del forraje que se tenga que ensilar, y esta calidad se reducirá a medida que se alargue el periodo entre la helada y la cosecha.

Investigadores de Canadá² demostraron que retrasar la cosecha del maíz para forraje después de una helada de 0-1 °C disminuye la digestibilidad de la MS y aumenta la concentración de celulosa en el forraje (figura 2). Esto se debe al daño que sufren los órganos más digestibles, como las hojas de las plantas.

Así pues, factores como la etapa del desarrollo del cultivo en el momento de la helada y la habilidad estratégica con la que se realice la cosecha después de la congelación, influirán en la fermentación y la calidad del ensilado.

Figura 2. Digestibilidad promedio de la MS y contenido de celulosa en el forraje de maíz cosechado a intervalos de 10 días después de una helada de 2-0 °C (Can. J. Plant Sci. 1976, 56:481-486)².

Fermentación y calidad nutritiva del ensilado

Fermentación del ensilado

La fermentación del ensilado se verá afectada si el cultivo de maíz fue dañado por una helada. Ensilar inmediatamente un maíz que sufrió una helada en una etapa de crecimiento temprana, se reflejará en un exceso de escurrimiento en el silo porque su contenido de humedad será muy elevado. Este escurrimiento es sinónimo de una mala fermentación del ensilado y se manifiesta como pérdidas de nutrientes a través del líquido que se escurre. Adicionalmente, habrá más pérdidas de MS en el silo durante la fermentación y el ensilado se calentará en el momento de extraerlo para utilizarlo en las dietas de las vacas.

También es importante recordar que las bajas temperaturas disminuyen la eficiencia de fermentación del forraje en el silo mediante una reducción de la tasa de crecimiento de los microorganismos y la actividad enzimática, algo esencial para conservar el forraje.

Un estudio realizado por investigadores de Canadá y Estados Unidos, en el que se midió la eficiencia de fermentación del maíz forrajero a diferentes temperaturas, mostró que existían efectos negativos de la temperatura más baja (5 °C) sobre los parámetros de fermentación en el silo. En general, el número de bacterias ácido lácticas disminuye si el ensilado se fermenta a una temperatura baja. Esto hace que exista poca producción de ácido láctico y, por lo tanto, el pH sea elevado en el ensilado.

Otros productos de la fermentación en el silo, como el ácido acético y el nitrógeno amoniacal, también se ven afectados por las bajas temperaturas (figura 3). En lugares donde la temperatura continúa siendo muy baja después de haber ensilado, la fermentación no mejorará porque el silo se mantendrá helado. Sin embargo, en lugares donde la temperatura es templada o cálida, la fermentación en el silo podría mejorar gracias a una mayor actividad microbiana.

Figura 3. Efecto de la temperatura sobre la fermentación en el maíz forrajero (J. Appl. Microbiol. 2016, 121:657-671)³.

Calidad nutritiva del ensilado

La calidad nutritiva del ensilado de maíz procesado del cultivo dañado por la helada también se verá afectada. El contenido de MS del ensilado dependerá del periodo que transcurre entre la helada y el compactado y sellado del forraje en el silo. Si el compactado del forraje en el silo se realiza inmediatamente después de la helada, el contenido de MS del ensilado será muy bajo.

Las concentraciones de fibra y lignina del ensilado serán mayores si el forraje de maíz se ha visto afectado por una helada respecto a uno que no se ha visto afectado. La inclusión de ensilados con altos contenidos de fibra y lignina en las dietas puede limitar el consumo de MS en las vacas lecheras y, probablemente, reducir la producción y la calidad de la leche.

Comportamiento productivo de las vacas

Realmente existe poca información sobre el efecto de incluir ensilado de maíz dañado por una helada en las dietas sobre el comportamiento productivo de las vacas lecheras. Sin embargo, es imposible pensar que un ensilado de maíz con hojas, tallos y mazorcas dañados por la helada o cuya fermentación fue deficiente en el silo debido a un mal manejo antes de compactar y sellar, tenga efectos positivos en las vacas.

Investigadores de Quebec¹ (Canadá) evaluaron la adición de ensilados de maíz cosechado en estado lechoso-masoso del grano que fue dañado por una y hasta seis heladas en dietas de vacas lecheras. Encontraron que en las vacas alimentadas con los ensilados dañados se redujo ligeramente la digestibilidad de la MS, energía bruta, nitrógeno y fibra (tabla 1).

Del mismo modo, las vacas que recibieron las dietas con los ensilados dañados por las heladas disminuyeron ligeramente su consumo de MS. En consecuencia, se observaron pérdidas de peso vivo y ligeras reducciones en la producción y porcentaje de la grasa láctea respecto a las vacas que recibieron una dieta con el ensilado de maíz antes de la helada (tabla 1).

Por lo tanto, es necesario consultar con un nutricionista la cantidad de ensilado dañado por una helada que hay que incluir en la dieta, y el tipo de animales que son más apropiados para recibir dicho ensilado.

Tabla 1. Digestibilidad de nutrientes y comportamiento de las vacas lecheras alimentadas con dietas que contenían ensilado de maíz afectado por las heladas¹.

Concepto	Dieta con ensilado de maíz antes de la helada	Dieta con ensilado de maíz dañado por heladas
Digestibilidad de nutrientes (%)
MS	64.4	63.0
Energía bruta	66.6	64.4
N	58.4	53.8
FND	57.6	56.6
Ca	38.0	42.3
P	33.4	33.3
Productividad animal
CMS, kg/día	15.7	15.4
Ganancia de PV, kg/día	1.20	-2.00
Leche, kg/día	18.0	17.6
Grasa de la leche, %	3.55	3.30
Sólidos no grasos, %	8.70	8.87

MS: materia seca; N: nitrógeno; FND: fibra neutro detergente; Ca: calcio; P: fósforo; PV: peso vivo; CMS: consumo de MS (J. Dairy Sci. 1983; 66:1466-1473).

Posibles soluciones

Aunque parece complicado lidiar con una helada en el maíz, así como tomar la mejor decisión de manejo después de la helada, y del uso del ensilado en los animales, existen algunas alternativas para prevenir y/o solucionar este problema en la granja:

• Una buena planificación para realizar las siembras de primavera y/o verano a tiempo le permitirá evitar que el ciclo del maíz se alargue y llegue hasta las heladas de otoño-invierno. Sin embargo, en granjas con grandes extensiones de superficie sembrada es difícil aplicar esta estrategia.
• Realizar la siembra en suelo seco puede acortar alrededor de 10 a 12 días la cosecha; aunque esto dependerá de la textura del suelo. Es muy aconsejable trabajar con un agrónomo para conocer las implicaciones y desventajas de sembrar en suelo seco.
• Incluir híbridos de maíces precoces y realizar una monitorización precisa de la frecuencia de las heladas en su región le puede ayudar a tomar decisiones por adelantado en la granja. Cerciórese de que la precocidad de dichos híbridos se ha probado de forma experimental en su región.
• Es necesario estimar con precisión el contenido de MS del maíz después de producirse la helada. Si el maíz estaba en una etapa de desarrollo temprana, será necesario que este permanezca en el campo unos días más hasta que alcance el porcentaje de MS deseado (30-35%), aunque se sacrificará la calidad nutritiva del ensilado.
• El tamaño de partícula del forraje se puede alterar con el contenido de MS del forraje. En esa situación, debe verificar la longitud de picado con un nutricionista en el momento de la cosecha. Recuerde que un tamaño óptimo de partícula del forraje antes de ensilar garantiza una buena compactación y fermentación en el silo además de prevenir desórdenes metabólicos en las vacas y problemas con la grasa láctea.
• Aunque existe poca investigación sobre el uso de inoculantes microbianos en el ensilado de maíz dañado por heladas, es recomendable utilizar uno que contenga buchneri porque puede prevenir la pérdida excesiva de MS en el silo y mejorar la estabilidad del ensilado durante la extracción en el momento de usarse en la alimentación de las vacas.
• Es recomendable realizar un análisis de calidad en el ensilado afectado por la helada una vez que se haya abierto. El análisis deberá incluir la MS, proteína, fibras y energía (principalmente almidón). Además, es necesario que se incluya al menos el pH del ensilado (no estimado con espectroscopía de infrarrojo cercano; NIR). Este último nos dará al menos una idea del tipo de fermentación que hubo en el silo. Recuerde también incluir la concentración de nitratos ya que en condiciones de estrés las plantas tienden a acumular más. Esto es importante incluso sabiendo que el proceso de fermentación en el ensilado puede reducir hasta el 50% de los nitratos.
• Muestre el análisis de calidad del ensilado a un nutricionista. Él determinará la cantidad de ensilado que se debe incluir en las dietas y el tipo de animales al que se ofrecerá el ensilado afectado por las heladas.
• Cuando el ensilado se esté utilizando, observe el comportamiento de las vacas; en concreto, el consumo de alimento, la producción y la calidad de la leche. Será necesario comunicar de inmediato al nutricionista cualquier anormalidad observada en estos parámetros.

Figura 4. Maíz forrajero del ciclo de producción de verano después de dos días de verse afectado por una helada de -3.8°C entre el 14-15 de noviembre del 2018 en Matamoros, Coahuila, México.

Autores

Sánchez Duarte es investigador en nutrición de ganado lechero y calidad de forrajes. Reta Sánchez es investigador en fisiología de cultivos. Ochoa Martínez es investigadora en fertilidad de suelos. Los tres trabajan en el INIFAP-CIRNOC-CELALA de Matamoros, Coahuila, México.

Granados Niño es profesor-investigador en producción de forrajes en la FAZ-UJED de Venecia, Durango, México.

Referencias

1. St-Pierre, N.R., R. Bouchard, G.J. St-Laurent, C. Vinet, G.L. Roy. 1983. Effects of stage and frost on nutritive value of corn silage for lactating dairy cows. Journal of Dairy Science. 66:1466-1473.
2. White, R.P., K.A. Winter, H.T. Kunelius. 1976. Yield and quality of silage corn as affected by frost and harvest date. Canadian Journal of Plant Science. 56:481- 486.
3. Zhou, Y., P. Drouin, C. Lafreniè 2016. Effect of temperature (5-25°C) on epiphytic lactic acid bacteria populations and fermentation of whole plant corn silage. Journal of Applied Microbiology. 121: 657-671.