Cebada de invierno: un cultivo emergente

En los Estados Unidos se han lanzado al mercado varias variedades de cebada de invierno/facultativa de dos hileras; sin embargo, generalmente exhiben una resistencia limitada al invierno y no son variedades ideales para Minnesota. En consecuencia, aumentar la resistencia al invierno es el énfasis principal en el programa de reproducción facultativa/invernal de la Universidad de Minnesota.

Entorno objetivo

El sur de Minnesota es el entorno objetivo para esta cebada invernal/facultativa, donde las temperaturas mínimas extremas anuales promedio no caen por debajo de -25°F (Zona de rusticidad de las plantas del USDA 4B). El clima invernal en esta zona no es tan duro como el del norte de Minnesota y puede existir la posibilidad de una doble cosecha.

Si el programa de mejoramiento puede desarrollar variedades con una resistencia al invierno suficiente y confiable, estas líneas se pueden probar en las partes central y norte del estado para su adaptación. A pesar del progreso constante en el mejoramiento de la cebada, todavía existe una gran necesidad de variedades de cebada mejoradas que proporcionen materia prima para una amplia gama de productos de uso final, especialmente la malta. La complejidad tanto de la calidad del malteado como de la resistencia al invierno hace que la mejora simultánea sea un desafío para el mejoramiento de la cebada.

Las variedades de cebada facultativa/invernal sembradas en otoño tienen muchas ventajas sobre la cebada tradicional sembrada en primavera que se cultiva actualmente en el Medio Oeste superior y otras regiones del país:

• Mayores rendimientos -
  En muchas regiones, la cebada de invierno/facultativa suele producir mayores rendimientos que la cebada de primavera.
• Potencial de escape de enfermedades -
  Debido a que la cebada de invierno sembrada en otoño madura antes, puede ayudar al cultivo a escapar de enfermedades comunes del “verano” como la roya del tallo (Puccinia graminis F. sp. tritici), y FHB (causada principalmente por fusarium graminarum), dependiendo de las condiciones ambientales. El FHB es particularmente devastador porque no sólo puede reducir los rendimientos, sino también reducir gravemente la calidad del grano a través de la contaminación por micotoxinas del hongo causal.
• Servicios ecológicos -
  La cebada de invierno sembrada en otoño también proporciona diversos servicios ecológicos. Tiene una ventaja significativa en la supresión de malezas y, por lo general, se puede cultivar sin aplicaciones de herbicidas. En comparación con el trigo de invierno, la cebada de invierno utiliza el nitrógeno de manera más efectiva, lo que permite que el cultivo produzca mayores rendimientos con menos fertilizantes.
• Evite retrasos en la siembra de primavera húmeda -
  La cebada de invierno sembrada en otoño puede eliminar el riesgo de plantar en los manantiales húmedos cada vez más comunes de Minnesota y aprovechar las condiciones de crecimiento más frescas de primavera y otoño que favorecen el crecimiento y desarrollo de la cebada.
• Aliviar las demandas laborales -
  La siembra de cebada de invierno en otoño y la cosecha a principios de verano permite a los agricultores distribuir sus demandas de mano de obra y utilizar la maquinaria agrícola de manera más eficiente.

Challenges

La cebada de invierno sembrada en otoño no está exenta de desafíos:

• Falta de resistencia al invierno -
  La falta de suficiente resistencia al invierno para sobrevivir de manera confiable a los duros inviernos de Minnesota es un desafío importante.
• Otras enfermedades -
  No observado comúnmente en la cebada sembrada en primavera, podría volverse importante en la cebada de invierno sembrada en otoño (consulte la sección sobre enfermedades a continuación).

Desde 2011, la industria de la cerveza artesanal ha experimentado una expansión de más de cinco veces en Minnesota. Un proyecto de ley aprobado en la Legislatura del Estado de Minnesota en 2011 permite a las cervecerías artesanales fabricar y vender sus productos en el sitio.

Minnesota es un lugar ideal para el cultivo de cebada debido a sus suelos productivos y su geografía centralizada hacia las principales instalaciones de maltería. El estado alberga dos grandes empresas malteras:

1. Compañía de maltería Rahr En Shakopee se encuentra la planta de maltería más grande del mundo con una capacidad de 460,000 TM.
2. Busch Recursos Agrícolas Inc. (BARI) está ubicado en Moorhead, Minnesota.

Además de estas grandes empresas malteras, en el estado está creciendo el volumen de maltería de pequeñas empresas malteras artesanales. En 2017, Minnesota contaba con más de 150 cervecerías artesanales.

A las empresas malteras les gustaría obtener cebada producida localmente para reducir el alto costo del envío de grano desde el oeste. Además, muchos cerveceros artesanales están interesados ​​en la sostenibilidad ambiental y buscan obtener todos los ingredientes producidos localmente.

La introducción de cebada de invierno al sistema de cultivo dominante de maíz y soja puede aportar beneficios tanto económicos como ambientales para el productor, la granja y el paisaje en general. Las tierras de cultivo representan 51% de la superficie total del territorio en Minnesota a partir de 2018 y las opciones de gestión de tierras agrícolas pueden tener efectos importantes sobre la calidad del agua.

Ventaja económica para la cebada cervecera

Como se mencionó anteriormente, la cebada utilizada para maltear es un importante producto con valor agregado para los productores. La cebada de alta calidad cultivada según las especificaciones de malteado puede recibir una prima sustancial sobre la cebada de calidad alimentaria. Si la cebada no cumple con los estándares para malteado, puede clasificarse como grado alimenticio, lo que resulta en una reducción sustancial de su precio. Además, los costos de establecimiento para el cultivo de cebada facultativa o de invierno también variarán de una granja a otra, lo que afectará el resultado final.

Doble cosecha de cebada y soja de invierno en el mismo año también puede ser una posibilidad. En el sur de Minnesota, la temporada de crecimiento puede ser lo suficientemente larga como para facilitar un sistema de doble cultivo. Esto permitiría a la cebada de invierno compartir parte de la gran superficie sembrada tradicionalmente con soja.

Los extensos sistemas de cultivos anuales de verano crecen activamente sólo durante unos pocos meses en Minnesota, dejando los campos en barbecho durante gran parte del año. Sin cultivos que cubran la tierra, los terrenos en barbecho son vulnerables a la erosión eólica e hídrica, así como a la escorrentía de nutrientes. La escorrentía de nutrientes puede acumularse en lagos, arroyos y ríos y afectar negativamente la calidad del agua. Un sistema de doble cultivo podría proporcionar cobertura durante un período de tiempo mucho más largo (Figura 4).

Aunque en la parte sureste del país se practica comúnmente el doble cultivo de cereales pequeños y soja, el entorno de cultivo en el Alto Medio Oeste es marcadamente diferente. No obstante, vale la pena explorar si es posible realizar una doble cosecha de cebada de invierno en combinación con una segunda cosecha anual de verano de temporada corta, como soja, frijoles secos o guisantes.

Pruebas de fechas de siembra de otoño

En el trigo de invierno, la fecha de siembra puede influir en gran medida en la supervivencia y el rendimiento del invierno. Para evaluar el efecto de la fecha de siembra en la supervivencia invernal de la cebada de invierno en Minnesota, se realizó un experimento de fecha de siembra:

• tiempo de estudio - El estudio se realizó de 2009 a 2018.
• Ubicaciones - Se seleccionaron cinco ubicaciones en Minnesota: dos en la mitad norte del estado y 3 en la mitad sur (Figura 5). Las ubicaciones representan dos regiones diversas para probar la viabilidad y el desempeño agronómico de la cebada de invierno. El área entre Moorhead y Crookston ejemplifica la actual zona de producción de cebada de primavera en Minnesota.
• Variedades - Se seleccionaron tres variedades con distintos niveles de resistencia al invierno (Cuadro 1).
• Fechas de siembra - La cebada de invierno se sembró en cuatro fechas en intervalos de dos semanas, desde principios de septiembre hasta mediados de octubre.

Resultados de supervivencia en invierno

En general, las tres ubicaciones en el sur de MN (St. Paul, Rosemount y Lamberton) experimentaron una supervivencia mucho mayor que las dos ubicaciones en el norte de MN (Crookston y Moorhead). Cuando más del 50% del rodal inicial sobrevivió al invierno, las variedades en la prueba desarrollaron un dosel suficientemente adecuado para suprimir las malezas y justificaron su cosecha para obtener grano. La variedad McGregor alcanzó el umbral de supervivencia invernal del 50% para un rendimiento de grano viable en más de la mitad de todos los años-sitio desde el sur hasta el centro de MN (Tabla 2).

Ventana de plantación óptima

El umbral de supervivencia del 50% está asociado con una acumulación de 500 a 1400 grados día de crecimiento (GDD) entre la siembra y la congelación en el otoño. Sin embargo, esto no se aplica a la cebada de invierno analizada en el norte de Minnesota, donde una menor retención de nieve y temperaturas más frías aumentan el riesgo de lesiones invernales.

Las ventanas óptimas de siembra de otoño para Minnesota se enumeran en la Tabla 3. Estos rangos tienen en cuenta tanto las acumulaciones óptimas de GDD de otoño como las fechas de siembra posteriores para evitar infecciones por el virus del enanismo amarillo de la cebada (BYDV).

Las variedades de cebada de invierno actualmente disponibles que están adaptadas al Medio Oeste son sólo marginalmente resistentes al invierno en el sur de Minnesota y no lo suficientemente resistentes al invierno en el norte de Minnesota.

A medida que la Universidad de Minnesota desarrolle nuevas variedades de cebada de invierno con mejor resistencia al invierno y la supervivencia exitosa del invierno se convierta en una rutina, otras mejores prácticas de manejo, incluido el manejo de la fertilidad y el manejo de enfermedades y plagas, serán más importantes. El manejo del mildiú polvoroso y del virus del enanismo amarillo de la cebada probablemente será clave para introducir con éxito la cebada de invierno como planta anual de invierno en el actual sistema de cultivo de maíz y soja. Algunas de esas cuestiones y preguntas de gestión se presentan y detallan a continuación.

Las necesidades de aporte de nitrógeno son relativamente bajas para la cebada. Por lo tanto, el cultivo debe cultivarse en condiciones moderadas de fertilidad del nitrógeno, ya que una alta fertilidad afectará el grado de malteado de las siguientes maneras:

• Reducción de la gordura del grano.
• Mayor contenido de proteína de grano.
• Mayor riesgo de alojamiento.

Apunte a concentraciones de proteína de grano entre 11.5% y 13% al determinar los niveles apropiados de fertilidad de nitrógeno. Recomendaciones de fertilizantes para la producción de cebada de primavera. en Minnesota podría ser relevante para la producción de cebada de invierno. Sin embargo, se necesita investigación adicional para validar si estas recomendaciones son apropiadas o no para la cebada de invierno.

Será crucial realizar más investigaciones para examinar otras prácticas de manejo agronómico, como la densidad de siembra, el espacio entre hileras y el manejo de la fertilidad, para la producción exitosa de cebada de invierno. Si bien los mejoradores continuarán desarrollando variedades de cebada facultativa/de invierno que puedan sobrevivir y prosperar consistentemente en condiciones invernales en Minnesota, los productores deben hacer todo lo posible para plantar en el momento adecuado, en la profundidad y en campos con mejor drenaje para aumentar las posibilidades de supervivencia en invierno. . 

La enfermedad económicamente más importante en Minnesota es el tizón de la cabeza por Fusarium (FHB), también conocido como sarna. FHB puede causar pérdidas de rendimiento al reducir el desarrollo del grano. El hongo que causa FHB (principalmente Fusarium de las gramíneas) también produce una micotoxina (DON), que es perjudicial para los seres humanos y los animales. Por este motivo, el umbral de contenido de DON en la cebada cervecera es muy bajo (< 1 ppm).

Desarrollo de enfermedades

Las espigas de cebada se vuelven propensas a infectarse por F. graminearum tan pronto como emergen de la vaina de la hoja bandera. La infección se ve favorecida por un clima húmedo prolongado y una alta humedad.

Los primeros síntomas típicos de FHB en la cebada incluyen lesiones de color canela a marrón oscuro en la base de los granos (Figura 6). Estos síntomas pueden extenderse a todo el grano en unos pocos días en condiciones cálidas y húmedas. Las infecciones tempranas resultan en una esterilidad completa de los floretes, mientras que las infecciones tardías pueden reducir sólo ligeramente el rendimiento.

La cebada de invierno sembrada en otoño generalmente florece temprano (principios de junio) y puede evitar las condiciones climáticas más favorables para la infección y el desarrollo de FHB.

Los productores pueden utilizar el sistema nacional Mapa de evaluación de riesgos de fusarium o modelos basados ​​en el estado para Minnesota y Dakota del Norte para verificar los riesgos de infección por FHB durante la temporada de crecimiento.

Gestionamiento

Variedades resistentes a las plantas

Considere plantar variedades moderadamente resistentes, cuando estén disponibles. Por ejemplo, dos cultivares de cebada cervecera de invierno de dos hileras, Endeavour y Calypso, mostraron una resistencia superior a la acumulación de DON en Carolina del Norte. Sin embargo, estas variedades particulares no están adaptadas a nuestro clima.

Aplicaciones de fungicidas

Considere aplicar fungicida si existe riesgo de desarrollo de FHB. Investigadores de Carolina del Norte descubrieron que los fungicidas protioconazol + tebuconazol (Prosaro®) aplicados seis días después de la emergencia completa de la espiga redujeron significativamente la gravedad de FHB en la cebada de invierno en comparación con ningún fungicida o fungicida aplicado en el momento de la emergencia de la espiga.

Se han encontrado varias enfermedades fúngicas foliares en ensayos de cebada de invierno en Minnesota. A medida que aumenta la producción de cebada de invierno en el estado, es posible que estas enfermedades se vuelvan más prevalentes. Estos incluyen el mildiú polvoriento, la roya y la escaldadura de las hojas. El enanismo amarillo de la cebada es causado por un virus y se analiza en una sección separada a continuación.

Moho polvoriento (Blumeria graminis F. sp. hordas (epíteto anterior Erysiphe graminis F. sp. hordas)

El mildiú polvoroso es causado por un hongo que pasa el invierno en los rastrojos y la paja o en la cebada voluntaria y ciertos pastos silvestres. El crecimiento abundante y suculento de las plantas favorece el desarrollo de mildiú.

Los signos más comunes en la cebada incluyen masas de esporas polvorientas, de color blanco grisáceo o de color beige en las hojas, las vainas de las hojas y las espigas (Figura 7). El color amarillento, el oscurecimiento y, en última instancia, la muerte de las hojas siguen a una infección grave por mildiú polvoriento.

La mejor estrategia de manejo para el control del mildiú es plantar variedades resistentes. Aunque se encuentran disponibles algunos fungicidas eficaces para la cebada, representan un costo de insumo adicional para los productores. Otra estrategia de gestión importante es reducir la supervivencia del inóculo de una temporada a la siguiente mediante

• Cultivos rotativos.
• Eliminación de residuos de cultivos.
• Control de cebada voluntaria y malezas huéspedes.

Enfermedades fúngicas foliares

Una vez que se ha diagnosticado una enfermedad fúngica foliar, la siguiente decisión es determinar si un fungicida puede proporcionar un control económico adecuado. El decisión de aplicar un fungicida depende de varios factores:

• Etapa de crecimiento
• Prácticas de producción de cultivos
• Incidencia de enfermedades en un campo.
• Ubicación de la enfermedad en el dosel. 
• potencial de rendimiento
• Resistencia del anfitrión
• Previsión del tiempo

Una vez que la cebada de invierno ha alcanzado la etapa de floración, hay menos opciones para controlar estas enfermedades. El Guía de manejo de enfermedades de plantas de cultivos de campo para granos pequeños incluye pautas para aplicaciones de fungicidas en Dakota del Norte. Si bien la mayoría también está etiquetada para Minnesota, es importante revisar la etiqueta.

Tizón de la cabeza por Fusarium

Protioconazol + tebuconazol (Prosaro®) y metconazol (Caramba®) son actualmente los fungicidas más eficaces para la supresión de FHB. La aplicación de estos fungicidas debe realizarse tan pronto como el cultivo esté completamente espigado.

Prosaro y Caramba están etiquetados para el control de todas las demás enfermedades fúngicas económicamente importantes. Sin embargo, tenga en cuenta que ambos fungicidas están etiquetados para una sola aplicación por temporada cuando se aplican en las dosis recomendadas de FHB. Cada uno se puede utilizar en aplicaciones separadas, porque Prosaro y Caramba tienen diferentes ingredientes activos.

Otra enfermedad potencialmente importante es la enana amarilla de la cebada. Esta enfermedad es causada por el virus del enanismo amarillo de la cebada (BYDV), que se transmite por pulgones.

Las cebadas de invierno/facultativas sembradas en otoño pueden infectarse tempranamente con esta enfermedad, disminuyendo tanto el vigor como la resistencia al invierno del cultivo. La cebada también puede contraer esta enfermedad en primavera.

Los síntomas causados ​​por BYDV son muy variables debido a diversos factores de la planta huésped, como el genotipo, la edad y la condición fisiológica. Pueden comenzar como manchas desiguales de color amarillo brillante en las puntas y márgenes de las hojas más viejas (Figura 10). Luego, la decoloración avanza hasta la base y cubre toda la hoja en una semana o dos. Cuando las plantas de cebada están gravemente infectadas a una edad temprana, es posible que no crezcan y permanezcan en una “roseta” con hojas acortadas y engrosadas con márgenes dentados.

Las estrategias para reducir la infección por enanismo amarillo de la cebada incluyen la eliminación de pastos huéspedes que pueden servir como reservorio de virus y la reducción de las poblaciones de pulgones vectores. La fecha de siembra también puede tener un efecto significativo sobre los niveles de enfermedad. La cebada sembrada en otoño no se debe plantar demasiado pronto. De lo contrario, estará expuesta a los pulgones portadores de virus durante más tiempo y sufrirá mayores daños por la enfermedad antes de la llegada del invierno. Según observaciones preliminares de cebada sembrada en otoño en Minnesota, se recomienda una fecha de siembra de finales de septiembre a principios de octubre para reducir la exposición a los BYDV.

Tizón suelto (Ustilago nuda) es una enfermedad transmitida por las semillas causada por un hongo. Puede introducirse en nuevas zonas de producción mediante la siembra de semillas infectadas. Por lo tanto, siempre que sea posible, se deben utilizar semillas limpias o tratadas con un fungicida. La incidencia del carbón suelto en la cebada puede variar de un año a otro.

El hongo del carbón suelto infecta la cebada durante la etapa de floración. Cuando las semillas cosechadas de estas plantas se siembran la temporada siguiente, la enfermedad se manifiesta en la etapa de espigamiento. Las semillas infectadas en las espigas son completamente reemplazadas por esporas oscuras y tiznadas del hongo (Figura 11).

Los tratamientos de semillas con fungicidas pueden controlar este patógeno, ya que el intervalo entre la siembra y la infección es lo suficientemente corto como para que los fungicidas sigan siendo efectivos. Los tratamientos de semillas controlan principalmente las enfermedades transmitidas por las semillas.

El desarrollo de pruebas de salud de semillas rápidas y sensibles permitiría dirigir de manera más eficaz los tratamientos de semillas a aquellas poblaciones de semillas que los requieran.

Enfermedades como las escaldaduras y las royas sobreviven en los residuos de las cosechas. Por lo tanto, la rotación con un cultivo no huésped minimizará los niveles iniciales de inóculo en el campo para el cultivo de la temporada actual.

Por el contrario, la roya de la hoja de la cebada, el mildiú polvoriento y el BYDV sólo pueden persistir en huéspedes vivos. Las esporas de la roya de la hoja de la cebada viajan por el viento desde el sur de los EE. UU. o sobreviven en plantas de cebada voluntarias. El mildiú polvoroso se puede encontrar en la cebada voluntaria y en el rastrojo, mientras que los huéspedes de BYDV incluyen el rebrote de cereales y pastos perennes.

En consecuencia, cuando las plantas voluntarias de la cosecha de cereales sembrada en primavera anterior se superponen con la cebada de invierno sembrada en otoño, el ciclo de la enfermedad continúa y se crea el llamado "puente verde". Esto aumenta el riesgo de una aparición temprana de BYDV, mildiú polvoriento y/o roya de la hoja transmitidos por pulgones. Matar el rebrote del trigo y la cebada tan pronto como sea posible minimizará las infecciones otoñales causadas por estas enfermedades y destruirá el puente verde.