Abstract Background: Maize is cultivated under different agricultural management systems, which influence the ecological dynamics of the crop, and therefore the physiology of the plant. Questions: What is the effect of different agricultural management on the microclimate and the physiology of maize plants? Studied species: Zea mays L. Study site and dates: Nacajuca, Tabasco, Mexico; January to April 2017. Methods: Physiological performance of maize plants and microclimatic variation in the crop area was characterized under three management systems: maize monoculture, maize-bean, and maize-bean-squash intercropping. Each treatment was established in three 100 m2 plots (300 m2 per treatment). Four measurements were taken between days 33 and 99 after maize sowing, to characterize five microclimatic parameters (relative air humidity, air and soil temperature, vapor-pressure deficit and soil volumetric water content) and nine physiological parameters (photosynthesis, transpiration, water use efficiency, stomatal conductance, electron transport rate, quantum efficiency of photosystem II, non-photochemical quenching, foliar water potential and chlorophyll content). Results: Maximum soil temperature was up to 4.4 ºC less in the maize-bean system than in the monoculture at 15:00 h; soil in the maize-bean-squash intercropping retained up to 45 % more water than the monoculture throughout the day. Photosynthesis and electron transport rate in the maize-bean intercropping was up to 32 % higher than in the monoculture. The highest non-photochemical quenching and transpiration rate were observed in the maize-bean-squash system. Conclusions: The maize-bean and maize-bean-squash combination provides maize plants with lower soil temperature and higher water availability, allowing them better physiological performance compared to monoculture.
Resumen Antecedentes: el maíz es cultivado bajo diversos sistemas de manejo agrícola, lo que influye en la dinámica ecológica del cultivo y fisiología de la planta. Preguntas: ¿Cuál es el efecto de diferentes manejos agrícolas sobre el microclima y fisiología del maíz? Especies de estudio: Zea mays L. Sitio y años de estudio: Nacajuca, Tabasco, Mexico; 2017. Métodos: Se caracterizó la fisiología del maíz y microclima dentro del área de cultivo bajo tres sistemas: monocultivo de maíz, combinaciones maíz-frijol y maíz-frijol-calabaza. Cada tratamiento se estableció en tres cuadrantes de 100 m2 (300 m2 por tratamiento). Se tomaron cuatro mediciones entre los días 33 y 99 después de la siembra del maíz para caracterizar parámetros microclimáticos (humedad del aire, temperatura del aire y suelo, déficit de presión de vapor, contenido de agua en suelo) y fisiológicos (fotosíntesis, transpiración, eficiencia del uso del agua, conductancia estomática, transporte de electrones, eficiencia cuántica fotosistema II, disipación no fotoquímica de energía, potencial hídrico y contenido de clorofila). Resultados: El suelo presentó temperatura hasta 4.4 ºC menor en el sistema maíz-frijol y retuvo hasta 45 % más agua en el sistema maíz-frijol-calabaza respecto al monocultivo. La fotosíntesis y transporte de electrones en plantas del sistema maíz-frijol fue hasta 32 % mayor que en el monocultivo. La mayor tasa de transpiración y disipación no fotoquímica de energía fue en plantas del sistema maíz-frijol-calabaza. Conclusiones: Los sistemas maíz-frijol y maíz-frijol-calabaza proporcionan menor temperatura y mayor disponibilidad de agua en suelo, permitiendo mejor desempeño fisiológico del maíz respecto al monocultivo.