Os rendimentos médios de grãos de milho no Brasil evoluíram continuamente,  especialmente desde a metade do século passado. Os principais fatores para a elevação  da produtividade foram: uso de cultivares com maior potencial de rendimento, maior uso de  fertilizantes e defensivos, máquinas agrícolas  mais eficientes e adoção do sistema de “plantio  direto na palha, com rotação e sucessão de culturas”. O uso destas ferramentas só foi possível através da geração de informações técnicas, graças ao eficiente sistema de pesquisa realizada por diversas instituições públicas e empresas privadas.                     
   No início da colonização, os rendimentos de grãos raramente ultrapassavam 1,5 t/ha e  só nas primeiras décadas do século passado observou-se aumento da produtividade, devido à introdução de cultivares mais produtivas. A adoção conjunta de cultivares melhoradas, de insumos e técnicas de cultivo adequados, fez com que os rendimentos das lavouras passassem a ser progressivamente mais elevados, década após década. A evolução das técnicas de cultivo, do manejo da lavoura e do uso de cultivares adequadas é sintetizada na Tabela 1, com a produtividade média obtida nas melhores lavouras em cada década.

                   
    Qual o potencial para altos rendimentos de grãos de milho                     
   Altos rendimentos de grãos resultam do sucesso em utilizar os fatores do meio com  máxima eficiência, minimizando as causas adversas ao desenvolvimento da cultura. Esta  complexa equação é dependente, principalmente, de três fatores meteorológicos: a radiação solar, a temperatura do ar e a disponibilidade hídrica.                     
    A potencialização do uso dos recursos do ambiente só pode ser expressa em cultivares  adequadas. As populações crioulas não apresentam bom potencial de rendimento, uma vez que foram selecionadas em função de sua adequação aos sistemas de consórcios e à tolerância a fatores adversos. Com o processo de melhoramento genético, inicialmente com o desenvolvimento de cultivares sintéticas e, depois, dos híbridos, surgiram cultivares capazes de utilizar eficientemente os fatores do meio e de tolerar densidades de plantas mais elevadas.                       
    As diferenças de potencial de rendimento de grãos de cultivares de população aberta  melhoradas, sintéticas, híbridos duplos e híbridos simples, quando cultivadas em condições de alto nível de manejo são vistas na Tabela 2, que mostra a evolução da genética utilizada nos programas de melhoramento de milho.                     
    O Departamento de Plantas de Lavoura da URGS, realiza há quase quatro décadas estudos sobre rendimento potencial num mesmo ambiente. Estes estudos mostram que, já na  década de 1970, havia híbridos com alto potencial de rendimento. A partir daí houve uma estagnação no potencial de rendimento. Os híbridos de maior produtividade só começaram a surgir no mercado na década de 1990 frente à demanda dos produtores em decorrência da melhoria das condições de solo (aumento da fertilidade), ao uso de sistemas de rotação e sucessão de culturas em plantio direto, ao uso de densidades de plantas mais altas e à redução do espaçamento entre linhas.  

             
    Principais mudanças nos sistemas de cultivo                    
    O sistema de cultivo compreende o complexo de técnicas adotadas em cada cultura  nas suas interações com as demais (rotação e sucessão cultural), com o manejo de resíduos  culturais e com o preparo de solo. Ele é o componente mais complexo na determinação  do rendimento de grãos e seus efeitos são visíveis somente algum tempo após a adoção  do sistema escolhido. O sistema de cultivo é o principal determinante para a obtenção de  altos rendimentos de grãos e não deve ser alterado de ano para ano, pois tem efeito  cumulativo nos benefícios às culturas.                    
   O atual sistema de cultivo, iniciado ao final da década de 70, mas plenamente adotado no início da década de 90, está baseado no plantio direto na palha, sem revolvimento do solo, e na adoção de sistemas de rotação e sucessão cultural adequados. Houve redução drástica da  erosão e progressiva melhoria das condições físicas e químicas do solo. Com isto, foi possível utilizar de forma mais efetiva outras técnicas de cultivo, que aumentaram o rendimento de grãos, como, por exemplo, o uso de cultivares com maior potencial de rendimento, de densidade de plantas mais elevadas e de espaçamento entre linhas reduzido.                    
   A rotação e a sucessão de culturas são os pontos fundamentais do sistema  de produção de grãos com plantio direto na palha. A adoção deste sistema propiciou a elevação dos rendimentos de grãos que, pela primeira vez, ultrapassaram 10 t/ha, em grande  número de lavouras.      

           
    Principais mudanças na genética da cultura                   
   O potencial genético de uma dada cultivar de milho é fundamental para a obtenção de  altos rendimentos de grãos, conjuntamente com a melhoria do ambiente e das condições  de manejo da cultura. Os recursos genéticos do milho à disposição do agricultor variaram  muito ao longo das últimas décadas. As principais marcas dessa mudança foram: 
 a) substituição de populações crioulas por populações melhoradas (décadas de 1930 a 1950); 
 b) adoção nas lavouras de híbridos duplos, nas décadas de 1950 e 1960; e 
 c) uso de híbridos simples e triplos, de alta produtividade, a partir da década de 1990. 

                   
    A seguir, serão apresentadas algumas características de planta que determinaram o  aumento do rendimento de grãos em cada uma destas três etapas:                
1ª. Introdução de populações melhoradas - O início do século XX foi marcado por forte intercâmbio de material genético entre pesquisadores. O Brasil, na época, também introduziu cultivares de outros países, especialmente dos Estados Unidos, que formaram a base de desenvolvimento de populações mais produtivas que as antigas populações crioulas.  Este intercâmbio genético incrementou o rendimento de grãos, devido à melhoria das características morfo-fisiológicas da planta. A principal delas foi a maior uniformidade entre plantas, especialmente em estatura, altura de inserção e tamanho de espiga. Estas populações toleravam densidades de plantas um pouco mais altas que as anteriores, o que elevou os rendimentos de grãos.                
2ª. Introdução de híbridos duplos - Na década de 1950 ocorreu uma das maiores revoluções no melhoramento genético, pela introdução comercial de híbridos duplos de milho. As principais características dos híbridos duplos que determinavam altos rendimentos foram tolerância à maior densidade de plantas e maior uniformidade entre plantas, no tamanho de espiga, estatura de planta e altura de inserção de espiga. Os aumentos no número de grãos  por espiga (espigas maiores) e na densidade de plantas foram os principais fatores responsáveis pelo incremento do potencial de rendimento de grãos, verificado com a introdução de híbridos duplos. Muitos híbridos duplos ainda estão sendo comercializados e seu uso é a melhor opção para a obtenção de rendimentos e retorno econômico elevados, em casos específicos de manejo.                 
3ª. Introdução de híbridos simples - Os híbridos simples e triplos de alto potencial de rendimento foram introduzidos na segunda metade da década de 1990. Os primeiros híbridos simples, introduzidos no final da década de 1980, não apresentavam maiores vantagens sobre os bons híbridos duplos então disponíveis. A mudança na visão estratégica das empresas ao introduzirem híbridos simples adaptados às condições de ambiente, especialmente aos tipos de solo, aos estresses de água e de temperatura, responsivos à adubação química e a altas densidades de plantas, possibilitou a obtenção de rendimentos de grãos acima de 10 t/ha, a nível de lavoura.

                     
    A evolução da melhoria genética evidencia que, potencialmente, houve ganho genético com o passar do tempo, e esse ganho é expresso mesmo em condições de baixo nível de manejo, contrariando um conceito generalizado de que, sob condições de estresse, as populações abertas seriam mais indicadas que os híbridos.                     
   O novo conceito de “alto rendimento” passa necessariamente pela adoção de híbrido de “alto potencial”, seja qual for o rendimento final obtido. Esta mudança na conceituação se deve fundamentalmente à incorporação aos híbridos de características de maior eficiência no uso dos fatores do meio, na transformação de sua massa seca em grãos e na maior tolerância a estresses ambientais.

    Os fatores básicos de produtividade são a utilização máxima da radiação solar,  combinada com temperatura e disponibilidade hídrica adequadas. Para isso, é necessária a adoção de altas densidades de plantas para obter área foliar adequada para captar rapidamente a radiação incidente e mantê-la por longo período após o espigamento. A radiação é fator fundamental para fixação de CO2 pela fotossíntese e para a produção  de massa seca que, de forma eficiente, é convertida em grãos. Alta densidade de plantas só é indicada se o híbrido tolera alta competição entre plantas, e consegue emitir espiga e produzir grãos.                     

   Estes aspectos morfo-fisiológicos da planta foram as características que mais se modificaram na última geração de híbridos. De uma maneira geral, elas já vinham sendo modificadas ao longo do tempo, o que permitiu o aumento na densidade de plantas. No entanto, além da maior tolerância à competição entre plantas, observou-se que houve também a incorporação de boa capacidade produtiva em situações em que a lavoura é submetida a outros tipos de estresses, como de água ou de nutrientes.                     

    Cabe analisar o conceito, em voga, de utilizar cultivares de populações abertas  ou híbridos de baixo potencial em lavouras de média ou baixa produtividade de grãos,  com a justificativa de que se tratam de materiais “rústicos”, com alta tolerância a estresses ambientais. O uso de híbridos simples modernos, de alto potencial, nestas situações, mostra que eles também são mais adaptados e mais tolerantes a estes estresses que as antigas populações. O maior custo de semente destes híbridos pode, na maioria dos casos, ser compensado pelo incremento obtido na produtividade de grãos.

                   

    Principais mudanças na nutrição da planta                    

   Altos rendimentos de grãos são atingidos quando o solo for capaz de suprir as necessidades nutricionais das plantas e armazenar água suficiente para que pequenos períodos sem precipitação pluvial não sejam prejudiciais à planta. Considerando que a maioria dos nutrientes é absorvida entre a emergência e o espigamento, a sua liberação pelo solo deve ser rápida e em grande quantidade. Estas quantidades raramente são supridas pelos solos, caso não seja realizada adubação, seja química ou orgânica. Os solos das principais áreas produtoras de milho são, em geral, deficientes em fósforo e com matéria orgânica não suficiente para suprir as necessidades de nitrogênio da cultura.                   

   As recomendações de dose de adubação têm aumentado nos últimos anos, em razão do aumento da produtividade de grãos. Para atingir altos rendimentos, é necessário que os nutrientes sejam colocados à disposição da planta já a partir da semeadura. O sistema de plantio direto na palha modificou a recomendação de adubação, pois considera não só os rendimentos esperados, como também a contribuição da cultura anterior, especialmente na adubação nitrogenada.                

    A grande modificação na adubação está na interação entre doses de nutrientes  recomendada e a espécie e o rendimento de massa seca da cultura que antecede o milho.  Esta interação é essencial para promover altos rendimentos. A potencialização do rendimento  de grãos de milho só é obtida quando se cultiva em sucessão a uma espécie que não seja gramínea. Este efeito interativo não é bem conhecido e não pode ser explicado apenas  pelo aporte de nutrientes que a espécie antecessora fornece.

   

    Principais mudanças na época de semeadura                  

   Os produtores escolhem as épocas de semeadura, baseados nos riscos de deficiência  hídrica nos períodos críticos, de temperaturas baixas e de geada e no sistema de rotação e  sucessão de culturas. Com isso, observam-se nas regiões mais quentes semeaduras em até  sete meses no ano, desde julho até janeiro. Em regiões mais frias, é possível semear de outubro  a início de dezembro.                   

   A ampla faixa de semeadura é adotada, geralmente, quando os rendimentos não são  elevados. À medida que se deseja melhorar a produtividade de grãos, deve-se considerar com  maior prioridade os fatores temperatura do ar e radiação solar, que devem ser altos durante o  pré-florescimento ao estádio de grãos leitosos. Com isso, a melhor época de semeadura de  milho para o estado do Rio Grande do Sul, por exemplo, é a do mês de outubro, para que o  florescimento ocorra em dezembro e o enchimento de grãos em janeiro e fevereiro. Esta  recomendação deve ser adotada em regiões com baixo risco de deficiência hídrica em dezembro, janeiro e fevereiro, ou sob condições de irrigação suplementar.                   

   Quando o risco de falta de água no verão é alto ou, dependendo da sequência  de cultivos adotados, o produtor semeia no início da estação ou no final do período  possível de instalar a lavoura (safrinha). Em um caso ou outro, em ambas as épocas, a lavoura não se beneficia de toda a radiação solar e os rendimentos são potencialmente mais baixos.  Os efeitos da falta de água são muito drásticos na lavoura de milho, resultando em sérias restrições ao rendimento de grãos. Os períodos de deficiência hídrica são ocasionais e não bem definidos na época do ano em que acontecem. Isto complica sobremaneira a tomada de decisão de escolher a época de semeadura.                    

    Observa-se que há uma concentração de semeadura em época bem definida para  cada região. A decisão é geralmente tomada em razão dos riscos de deficiência hídrica durante o ciclo da cultura. As semeaduras do início da estação (em geral, em agosto) são menos sujeitas à falta de água. O prejuízo decorrente da menor radiação disponível às plantas no início do ciclo é parcialmente compensado pela alta insolação verificada em dezembro/janeiro, no final do ciclo, que beneficia o enchimento de grãos. As semeaduras na safrinha  (dezembro/janeiro) apresentam menor potencial, pois o florescimento vai ocorrer no início de março, quando a radiação solar é baixa, com menor perda no enchimento de grãos em março/abril. Além disto, as plantas estão mais sujeitas ao ataque de moléstias nesta época tardia.                    

    Rendimentos de grãos acima de 10 t/ha, atualmente, já são atingidos em semeaduras de agosto/setembro. Isto demonstra que o potencial dos híbridos poderá ser ainda maior se a  semeadura for realizada no mês de outubro, onde não haja risco de falta de água.

                  

    Principais mudanças no arranjo de plantas                   

    Altos rendimentos de grãos de milho só podem ser obtidos com o perfeito ajuste do  número de plantas por unidade de área. O número ideal de plantas por área é determinado de acordo com a cultivar utilizada, a forma de uso do milho, o nível  de fertilidade do solo e de adubação prevista e o risco de falta de água durante o ciclo. Nas melhores condições de ambiente, os atuais híbridos são recomendados com densidade de até 70.000 a 75.000 plantas/ha, para obtenção de rendimentos de lavoura entre 12 a 13 t/ha. A recomendação de  densidade deve ser reduzida em ambientes menos favoráveis, como sob baixa fertilidade de solo ou deficiência hídrica.                    

    A densidade de plantas foi aumentando gradualmente nos últimos 50 anos, graças  à entrada no mercado de híbridos tolerantes ao estresse imposto pela maior competição entre plantas, mas de forma mais efetiva, nos últimos 10 anos.

   

    Espigas com mais de 500 sementes indicam alta produtividade 

   A planta de milho apresenta uma característica peculiar quanto à reação ao aumento da densidade de plantas. A capacidade de emitir espiga e saída dos estigmas depende em  alto grau da tolerância que cada cultivar tem a esse estresse. As antigas populações crioulas e os primeiros híbridos lançados no mercado eram desprovidos desta capacidade e as densidades máximas recomendadas raramente ultrapassavam 50.000 plantas/ha. A descontinuidade no enfoque na busca de materiais com esta característica só foi rompida em meados da década de 1990, quando surgiram alguns híbridos simples tolerantes a altas  densidades de plantas. A resposta do milho a altas densidades varia, além do híbrido e das condições hídricas e nutricionais do solo, com o espaçamento entre linhas. Além da densidade de plantas, o espaçamento entre linhas é outra forma de manipular o arranjo de plantas em milho.                   
    O espaçamento entre linhas foi diminuindo ao longo do tempo, passando de 1,0m para 0,50m. Os espaçamentos maiores, que eram utilizados para facilitar o sistema de consórcio e o controle de plantas daninhas à tração animal, foram mantidos no início do período de  mecanização para facilitar a capina. O uso do sistema de plantio direto na palha eliminou a capina mecanizada pelo uso de herbicidas seletivos, e a distância entrelinhas pôde ser diminuída.    

   

 

   Tab. 2 - Rendimentos máximos de grãos obtidos em experimentos conduzidos sob condições  de alto nível de manejo (irrigação suplementar, elevada adubação e densidade de plantas)

    O menor espaçamento entre linhas permite o arranjo de plantas de forma mais equidistante. A vantagem desta situação é a rápida cobertura de solo, com melhor aproveitamento da radiação solar e menor perda de água. Ela só é obtida em situações de alto rendimento de grãos em que o uso da radiação solar é o fator limitante ao rendimento. Outro benefício advindo do uso de espaçamento entre linhas mais reduzido é o controle mais eficiente de plantas daninhas, devido ao sombreamento mais rápido do solo.                  
    Geralmente, quando as lavouras têm restrições mais graves, que causam menores rendimentos de grãos, não há benefícios do uso de menor espaçamento entre linhas. Normalmente, os benefícios advindos do uso de espaçamento entre linhas reduzido sobre o rendimento de grãos é pequeno, variando de zero a 10%. 

               
    Por que a necessidade de obtenção de altos rendimentos?                 
   A maior economicidade da lavoura de milho, geralmente, é obtida com manejo que resulta em altos rendimentos de grãos. A adoção deste conceito tem pautado a discussão sobre a real necessidade de se atingir altas produtividades com maior retorno por hectare de lavoura. Os dois pontos essenciais neste debate são: probabilidade de riscos climáticos e capacidade de investimento do produtor. Os riscos climáticos referem-se, principalmente, aos frequentes períodos de seca em momentos não previsíveis. Neste sentido, uma linha de pensamento propõe que, em regiões mais suscetíveis aos riscos, as lavouras devem ter menor investimento em insumos e utilizar  híbridos de menor potencial. Neste caso, havendo deficiência hídrica, os prejuízos econômicos seriam menores. No entanto, com essa estratégia, os rendimentos esperados não serão altos se as condições climáticas forem favoráveis durante a estação de crescimento. A longo prazo, a  lucratividade será pequena, pois, embora os prejuízos nos anos secos sejam menores, os  ganhos nos anos favoráveis não serão grandes.                    
   Outra linha de pensamento, em que o produtor tem capacidade de investir em insumos, propõe investimentos visando altos rendimentos, mesmo enfrentando riscos de eventual falta de água, mas apostando em ganhos maiores e compensadores em anos favoráveis. A pesquisa tem demonstrado que cultivares que recebem manejo para potencializar o rendimento de grãos são mais tolerantes ao estresse hídrico do que aquelas que receberam menores investimentos. As plantas têm maior crescimento, o que permite tolerar períodos de estresse com mais sucesso. O êxito dos produtores decorre da constatação de que há rentabilidade do milho quando a produtividade é alta, pois as margens de lucro só se viabilizam nesta situação. 

               
    “Os custos diferenciais entre uma lavoura de média e alta produtividade estão no custo da semente e dos outros principais insumos, como fertilizantes e produtos químicos. Os incrementos de rendimento de grãos têm sido de ordem a cobrir o aumento dos custos e viabilizar a lavoura.”