pÉrdida de suelo, agua y nutrientes en un acrisol bajo diferentes sistemas agrÍcolas en...

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 141-150

VECTORES CAUSANTES DE PUNTA MORADA DE LA PAPA EN COAHUILA Y NUEVO LEÓN, MÉXICO*

VECTORS CAUSAL OF POTATO PURPLE TOP IN COAHUILA AND NUEVO LEON, MEXICO

Isidro Humberto Almeyda-León1§ José Alfredo Sánchez-Salas2 y José Antonio Garzón-Tiznado3

1Campo Experimental General Terán, INIFAP. km 31 carretera Montemorelos-China, C. P. 67400, General Terán, Nuevo León, México. 2Campo Experimental Saltillo, INIFAP. 3Campo Experimental Valle de Culiacán, INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Enero de 2006

Aceptado: Marzo de 2007

RESUMEN

El cultivo de papa en la región noreste de México es afectado por un complejo de plagas, donde destacan los insectos vectores de virus y fi toplasmas. El objetivo de este estudio fue realizar el diagnóstico de las diferentes especies de insectos asociados a la papa y maleza, y que pueden ser vectores del agente causal de la enfermedad punta morada, se seleccionaron seis sitios de muestreos, tres en el estado de Coahuila (El Tunal, Emiliano Zapata y Huachichil) e igual número en el estado de Nuevo León (San Rafael, Cristal y Raíces). Desde diciembre de 2003 hasta agosto de 2004, en cada sitio se realizaron colectas de insectos, plantas de papa (cultivada y plantas mostrencas), con los síntomas característicos de infección por punta morada, así como de maleza (dentro y aledaña al cultivo), las cuales se trasladaron al laboratorio para ser analizadas mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa-secuencial (PCR-Secuencial), utilizando los iniciadores P1/P7 y R16mF2/R16mR1 para determinar su asociación con fi toplasmas considerados como los agentes causales de la enfermedad punta morada. Las especies de insectos con mayor población en los seis sitios de muestreo fueron: los psílidos Bactericera cockerelli y Heteropsylla texana y las chicharritas Aceratagallia spp. y Empoasca spp. La asociación de H. texana con el cultivo de la papa es considerada como un nuevo registro en la región. B. cockerelli, además de ser la especie con mayor población

en todos los sitios, mostró la mayor asociación (52%) con fi toplasmas de acuerdo a los resultados obtenidos en las PCR-Secuenciales. El fi toplasma también fue encontrado en H. texana, Aceratagallia spp. y Empoasca spp., así como en la papa y en las malezas girasolillo y correhuela. El mayor porcentaje de asociación de B. cockerelli con fi toplasmas, ubica a esta especie como el posible principal vector del agente causal de la punta morada de la papa en la zona de estudio.

Palabras clave: Aceratagallia spp., Bactericera cockerelli (Sule), Convolvulus arvensis L., Empoasca spp., Helianthus annuus L., Heteropsylla texana (Crawford).

ABSTRACT

Potato crop production in the northeast of Mexico is affected by a complex of insect pests, where the most important insects are those that are vectors of virus and phytoplasms. The objective of this study was to examine the different insect species associated with potato crop and weeds in the region and determine the species with potential to transmit the phytoplasm causing potato purple top. The study was conducted from december of 2003 to august of 2004, in six sites: three in the state of

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Isidro Humberto Almeyda-León et al.

Coahuila (El Tunal, Emiliano Zapata and Huachichil) and three in the state of Nuevo León (San Rafael, Cristal and Raíces). In the six sites there were collections during both years of insects, potato plants with typical symptoms of phytoplasm infection and weed plants growing around the potato crop fi eld. In order to determine presence of the potato purple top phytoplasms, all the collections were analysed in laboratory through the technique Nested-Polymerase Chain Reaction (Nested-PCR), using the primers P1/P7 and R16mF2/R16MR1. The insect species that showed high populations were: the psyllids Bactericerca cockerelli and Heteropsylla texana, as well as the leafhoppers Aceratagallia spp. and Empoasca spp. The association of H. texana with the potato crop in the northeast of Mexico is considered as a new record. B. cockerelli was the most abundant species in all the experimental sites; furthermore, according with the results from Nested-PCR, this insect had the highest association with the potato purple top phytoplasm (52%). The pathogen was also found in the insects H. texana, Aceratagallia spp. and Empoasca spp., and in plants of potato, wild sunfl ower and correhuela. These results, to point at B. cockerelli how the vector principal possible of potato purple top phytoplasm in the study region.

Key words: Aceratagallia spp., Bactericera cockerelli (Sule), Convolvulus arvensis L., Empoasca spp., Helian-thus annuus L., Heteropsylla texana (Crawford).

INTRODUCCIÓN

En los estados de Coahuila y Nuevo León, ubicados en el noreste de la república mexicana, anualmente se siembra una superfi cie aproximada a 6 000 ha de papa (Solanum tuberosum L.) bajo condiciones de riego, con un rendimiento promedio de 31 t ha-1 que es uno de las más importantes a nivel nacional. La producción de papa es afectada por diversos problemas parasitológicos, entre los que está la baja calidad fi tosanitaria de la semilla y se constituye como fuente de inóculo primario de enferme-dades, principalmente las de origen viral y las ocasionadas por fi toplasmas como la punta morada que actualmente es la de mayor importancia en la región. Los insectos son relevantes, ya que son los vectores de patógenos como virus y fi toplasmas que causan enfermedades de impor-tancia y reducen el rendimiento además, que ocasionan la pérdida del valor comercial de la cosecha; los psílidos y las chicharritas de la familia Cicadellidae son los insectos

de mayor importancia a nivel regional y nacional (Flores et al., 2004). En muestreos realizados por Comité Estatal de Sanidad Vegetal (CESV) de Coahuila en 2001 se de-tectaron poblaciones de hasta 1 000 psílidos por trampa por semana (Durán, com. pers.), niveles poblacionales que no han sido observados en otras regiones a nivel na-cional; sin embargo, se desconoce las especies de psílidos y chicharritas que están asociadas a la papa en Coahuila y Nuevo León. En muestreos realizados en 2002 por el Campo Experimental Saltillo del Instituto Nacional de In-vestigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y el CESV de Coahuila, se detectó la presencia de diver-sas especies de la familia Psílidae. Se desconoce si estas especies son vectores del agente causal de la enfermedad punta morada y los períodos infectivos de estos psílidos.

Cranshaw (2002), indica que el psílido Bactericera cock-erelli (Sulc), anteriormente Paratrioza cockerelli, es un in-secto altamente migrante que causa daño a la papa al ali-mentarse y succionar la savia de la planta e inyectar una toxina sistémica, causando una enfermedad denominada amarillamiento del psílido; sin embargo, Garzón (1986) y Becerra (1989), consignan que este psílido en México está relacionado con la enfermedad “permanente del tomate” y consideraban que su agente causal era de etiología viral. En estudios posteriores realizados por Delgadillo (1999), estableció que esta enfermedad estaba relacionada con organismos del tipo fi toplasmas. Almeyda et al. (2002b) indican que el psílido B. cockerelli colectado en tomate (Lycopersicum esculentum Mill), en el estado de Morelos y que presentaba los síntomas del permanente fue posi-tivo a un fi toplasma del grupo I, el cual es considerado como uno de los agentes causales de la enfermedad punta morada de la papa. Por otra parte, Maramorosch (1998), menciona que la punta morada se ha atribuido a un fi to-plasma, el cual es transmitido por insectos vectores de la familia Cicadellidae, en el que se incluye a Macrosteles quadrilineatus (Stal). Beres et al. (1998), reportan la de-tección del fi toplasma de la punta morada en plantas y tubérculos de papa enfermos al igual que en chicharritas del género Aceratagallia spp.

La chicharrita de la remolacha Circulifer tenellus (Baker), también ha sido reportada como vector del agente causal de la punta morada de la papa y recientemente ha sido encontrada en los estados de Washington y Oregon en los Estados Unidos de América (Lee et al., 2004; Crosslin et al., 2005; Munyaneza, 2005; Munyaneza and Upton 2005; Munyaneza et al., 2006).

Vectores causantes de punta morada de la papa en Coahuila y Nuevo León, México 143

En lo que respecta a las plantas hospederas de B. cocker-elli, se reporta que ataca principalmente a la familia So-lanaceae. Pletesch (1947) y Wallis (1955), mencionan que B. cockerelli también se ha detectado en algunas especies de las familias Amaranthaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Malvaceae, Pinaceae, Poaceae, Plolygonaceae, Rosaceae, Salicaceae, y Zygophyllaceae.

Cranshaw (1989), menciona que los síntomas de la enfermedad se detectan primeramente en los bordes del lote de cultivo y posteriormente hacia el centro, por lo tanto las capturas de los vectores se deberán realizar en las orillas del cultivo, principalmente mediante redazos. Ploaie (1981), consigna que los principales vectores de fi toplasmas son cicadélidos del suborden Auchenorhyncha. García y Rodríguez (1998), en un estudio sobre transmisión de la enfermedad punta morada, realizado en el Estado de México, señalan que los cicadélidos de los géneros Graminiella spp., Deltocephalus spp., Dalbulus maidis, D. elimatus y Empoasca spp., no tenían efectos positivos en la transmisión de la enfermedad. Zavala y Cadena (1998), mencionan que la punta morada de la papa es una de las enfermedades más importantes de este cultivo en México, la cual se encuentra distribuida en gran parte de las zonas paperas, afectando la calidad y rendimiento al grado que difi culta o imposibilita la comercialización para consumo en fresco o su uso como semilla. En estudios realizados por Béres et al. (1998), reportan que la enfermedad punta morada y bola de hilo, son causadas por el mismo agente causal que es un fi toplasma y que éste también se detectó en un cicadélido del género Aceratagallia spp., por tal razón, se considera que este insecto pudiera ser uno de los vectores de esta enfermedad en nuestro país.

González y Fernández (1998), llevaron a cabo un estudio en las regiones paperas de Coahuila y Nuevo León, para identifi car posibles vectores de enfermedades, detectando la presencia de dos especies de chicharritas, Empoasca fabae (Harris) y Dalbulus maidis (Delong y Wolcott) y pulgones de los géneros Aphis gossypii (Glover), Myzus persicae (Sulzer) y Uroleucon spp. Almeyda et al. (2002a, 2002b, 2004), en trabajos realizados en los estados de Coa-huila y Nuevo León, determinaron que son dos los fi toplas-mas que están implicados como agentes etiológicos en el síndrome de la punta morada de la papa, también señalan que el psílido Bactericera cockerelli incuba a estos fi toplas-mas, por lo cual se considera que este insecto se constituye como un vector potencial e igual este mismo patógeno se detectó en plantas de girasol silvestre (Helianthus annuus

L.). Garzón et al. (2004), reportan a B. cockerelli, como un vector de los fi toplasmas que infectan a la papa causándole la enfermedad punta morada.

En Coahuila y Nuevo León, el control de plagas en especial de psílidos y chicharritas, se realiza solamente durante el ciclo del cultivo; sin embargo, existen reportes que durante el período de otoño-invierno las poblaciones se incremen-tan en las hospederas alternas aledañas al cultivo (González y Fernández, 1998) y se desconoce si estas poblaciones son infectivas, lo cual de ser cierto repercutiría desfavor-ablemente en el siguiente ciclo del cultivo, debido a que la nueva población de estos insectos estaría infectiva y sería fuente de inóculo de la enfermedad punta morada desde el inicio del cultivo. Tomando en cuenta lo anterior, se consid-eró la importancia de realizar este trabajo cuyo objetivo fue realizar el diagnóstico de las diferentes especies de insectos asociados a la papa y la maleza y que pueden ser vectores del agente causal de la punta morada ocasionada por fi to-plasmas esta constituida como la principal enfermedad que afecta a la papa en la región noreste de México.

MATERIALES Y MÉTODOS

De diciembre de 2003 hasta agosto de 2004, se realizaron muestreos de insectos, papa y maleza en las localidades de El Tunal, Emiliano Zapata y Huachichil, Coahuila, y San Rafael, Cristal y Raíces de Nuevo León. La selección de los sitios fue con base en la cercanía a estaciones clima-tológicas y a los ambientes agroecológicos para el cultivo de la papa. Los muestreos se realizaron durante el tiempo señalado anteriormente con la fi nalidad de capturar a los insectos dentro y fuera del ciclo de cultivo.

Para la captura de insectos se colocaron trampas amaril-las (charolas de plástico con agua y con pegamento) una de cada una por sitio de muestreo. También se realizaron muestreos mediante redazos (40), directamente a la planta, los redazos al igual que la revisión de las trampas amarillas se realizaron cada 15 días. Los insectos capturados se colo-caron en frascos de plástico con alcohol al 70% y se trasla-daron al laboratorio del Campo Experimental de Saltillo perteneciente al Centro de Investigación Regional Nor-este del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), para su identifi cación. Posteriormente con la ayuda del microscopio de disección se separaron y clasifi caron por ordenes, familia, género y especie.



Detección de fi toplasmas. Todas las muestras de papa, insectos y maleza colectadas en todos los sitios de muestreo, se trasladaron para su análisis molecular a la Unidad de Investigación en Biología Celular y Molecular del INIFAP, ubicado en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Se utilizó la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), en la modalidad de PCR secuencial, utilizándose en un primer ciclo de amplifi cación los iniciadores P1/P7 (Smart et al., 1996) y en el segundo ciclo de amplifi cación a los iniciadores R16mF2/R16mR1 (Gundersen y Lee, 1996). Las reacciones de PCR se realizaron de acuerdo a lo reportado por Almeyda et al. (2004), en tubos de 0.5 ml; el volumen total de la reacción fue de 25 μL y se conformaron de la manera siguiente: 50 ng de DNA; para el segundo ciclo de amplifi cación se hicieron diluciones 2:40 del primer ciclo de amplifi caciones y se utilizaron 2 μL de la dilución como DNA molde, 0.5 μM de cada iniciador, 200 μM de cada dNTP (A-T-C-G), 2.0 mM de MgCl2 y 1.5 Unidades de la Taq DNA polimerasa marca Gibco®. Las PCR´s se llevaron a cabo en un termociclador MJ Research con el programa: 1 ciclo de desnaturalización a 94 ºC de 2 min y 35 ciclos adicionales con el siguiente programa: 1 min de desnaturalización a 94 ºC; 30 seg de apareamiento a 55 ºC; 1 min y 30 seg de polimerización a 72 ºC; y una extensión fi nal de 72 ºC durante 10 min. Los productos de PCR se fraccionaron en geles de agarosa al 1.5% a 100 V por h-1, se tiñeron con bromuro de etidio (0.5 μg/ml) y se visualizaron bajo luz ultravioleta.

Análisis del polimorfi smo en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP´s). Con la fi nalidad de establecer la identidad de los fi toplasmas detectados en papa, insectos y maleza, se realizó el análisis del polimorfi smo en la longitud de los fragmentos restricción (RFLP´s), para tal efecto, los fragmentos amplifi cados en las PCR´s utilizando los iniciadores R16mF2/R16mR1 fueron sometidos a tratamiento con la endonucleasa AluI acorde a las indicaciones del fabricante (Bio Labs Inc).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Detección de fi toplamas. En las PCR´s secuenciales, se obtuvo la amplifi cación de fragmentos de un tamaño mo-lecular aproximado de 1.45 Kb a partir del Ácido desox-irribonucleico (ADN) genómico de papa mostrenca con síntoma típico de infección por punta morada, insectos y maleza. No se obtuvo amplifi cación a partir del ADN

genómico de papa sana desarrollada a partir de minitubér-culo y bajo condiciones de invernadero la cual fue usada como testigo negativo (Figura 1). Estos resultados confi r-man la presencia de fi toplasmas en papa mostrenca, insec-tos y maleza colectada en los 6 sitios de muestreo y con-fi rman su asociación con el síndrome de punta morada.

11550000 ppbb

660000

110000

11550000

660000

110000

MM 11 22 33 44 55 66 77 88 MM

Figura 1. Fragmentos amplifi cados por PCR secuencial usando en un primer ciclo de amplifi cación los iniciadores P1/P7 y en un segundo ciclo de amplificación los iniciadores R16mF2/R16mR1 y DNA de papa, insectos y maleza. Línea M= marcador de peso molecular escalera 100; línea 1= papa sana; línea 2= papa mostrenca con síntoma típico de infección por punta morada; línea 3= B. cockerelli; línea 4= H. texana; línea 5= Empoasca spp.; línea 6= Aceratagallia spp.; línea 7= Convolvulus arvensis y línea 8= Helianthus annuus.

Análisis de restricción de los fragmentos amplifi cados por PCR. Al digerir con la endonucleasa AluI a los fragmentos de 1.45 Kb amplifi cados en las PCR´s secuenciales, se observaron dos perfi les de restricción (Figura 2). Los dos perfi les observados corresponden a los fi toplasmas que pertenecen a los grupos I y II de acuerdo con Lee et al. (1998), como se puede observar en la Figura 2, los dos perfi les se observan tanto en las plantas de papa como en los insectos y en la maleza, lo cual confi rma que se detectaron a los fi toplasmas que ocasionan la enfermedad y refuerza la posibilidad de que estos insectos sean los potenciales vectores del agente causal de la punta morada y que la maleza sea un hospedero alternante del mismo patógeno. No se descarta la posibilidad de mezcla de los fi toplasmas tanto en plantas como en insectos.

Dinámica poblacional y presencia de fi toplasmas en los insectos colectados. En las Figuras 3, 4, 5, 6, 7 y 8, se indica la dinámica poblacional de las principales especies de insectos colectados en las distintas localidades de los


M 1 2 3 4 5 6 7 8 M600 pb

300

100

600 pb

300

100

Figura 2. Perfi l de restricción de diferentes fragmentos sometidos a tratamiento con la endonucleasa AluI y amplificados por PCR secuencial utilizando a los iniciadores P1/P7 y R16mF2/R16mR1 y el DNA extraído de papa, insectos y maleza. Línea M= marcador de peso molecular escalera 100; línea 1= H. texana; línea 2= Aceratagallia spp.; línea 3= Helianthus annuus; línea 4= papa con síntoma típico de infección por punta morada; línea 5= papa mostrenca; línea 6= B. cockerelli; línea 7= Empoasca spp.; línea 8= Convolvulus arvensis.

estados de Coahuila y Nuevo León durante el año 2004 (no se muestran los datos del 2003 que fueron muy similares). La zona sombreada en dichas fi guras, corresponde a muestreos en maleza y las fechas posteriores son poblaciones de insectos detectados en el cultivo.Se realizó la detección de una nueva especie de la familia Psilidae cuyo nombre científi co es Heteropsylla texana (Crawford) (Homoptera: Psyllidae). En el estado de Coahuila se detectó desde la primera semana de marzo hasta la tercera semana de junio; sin embargo, el período de mayor incremento poblacional fue de abril a mayo, período

Figura 3. Incidencia poblacional de vectores de punta morada de la papa en el Tunal, Coahuila.

Figura 4.

Figura 5.

Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en E. Zapata, Coahuila.

Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en Huachichil, Coahuila.

en el cual las poblaciones de Bactericera cockerelli [Sulc](Homoptera: Psyllidae) fueron bajas (Figuras 3, 4 y 5).

Las poblaciones de H. texana, en el estado de Nuevo León se detectaron de la tercera semana de abril a la segunda semana de junio (Figuras 6, 7 y 8), las poblaciones fueron menores que en el estado de Coahuila, lo cual se atribuye a que las temperaturas fueron más altas en las localidades muestreadas en Nuevo León. Las poblaciones de B. cockerelli aumentaron considerablemente de junio a septiembre, y las de H. texana disminuyeron, incluso a cero, lo cual concuerda en todas las localidades y se asume que esto es debido a que B. cockerelli es más tolerante a altas temperaturas que H. texana. En el predio el Tunal, Coahuila, las poblaciones de B. cockerelli, fueron positivos al fi toplasma desde la primera semana de



Figura 6. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en San Rafael, Nuevo León.

Figura 7. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en el Cristal, Nuevo León.

Figura 8. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en Raíces, Nuevo León.

mayo; en la primera semana de junio además de B. cockerelli, H. texana también fue positiva al fi toplasma. En la primera semana de julio las poblaciones de B. cockerelli de nuevo fueron positivas al fi toplasma además de las chicharritas (Figura 3). Como puede observarse en las Figuras 3, 4, 5, 6, 7 y 8 la mayor población entre los insectos corresponde a B. cockrelli.

En la Figura 9 se indica la presencia del fi toplasma en insectos, papa y maleza, la cual fue determinada mediante las pruebas de PCR-secuencial. En los insectos la asociación con fi toplasmas ocurre desde la primera quincena de mayo hasta la segunda quincena de agosto. El psílido B. cockerelii

presenta el mayor porcentaje de asociación con fi toplasmas en todos los predios muestreados. El psílido H. texana, se detectó positivo a fi toplasma solamente en las poblaciones colectadas en la primera quincena de junio en el predio el Tunal, Coahuila.

Las especies de chicharritas y pulgones que tuvieron mayor incidencia tanto en el cultivo como en la maleza aledaña fueron, Empoasca spp. (26%), Aceratagallia spp. (14%), (Homoptera: Cicadellidae), Myzus persicae (32%) y Aphis gossypii (28%). De estas cuatro especies, sólo se detectaron positivas a fi toplasmas la chicharrita verde Empoasca spp. y chicharrita gris Aceratagallia spp. Lo anterior ocurrió desde la primera quincena de junio a la primera quincena de agosto en los predios de Emiliano Zapata y el Tunal, Coahuila. Los pulgones y los especimenes pertenecientes al orden Thysanoptera de la familia Thripidae (trips), no se encontraron positivos a fi toplasmas.

En las plantas mostrencas de papa, el fi toplasma solamente se detectó en las plantas que presentaban el síntoma típico de punta morada en la primera quincena de julio y en la segunda de agosto. De la maleza analizada, la presencia de fi toplasmas se detectó en el girasol o polocote (Helianthus annuus L.) (Compositae) y en la correhuela (Convolvulus arvensis L.) (Convolvulaceae) (Figura 9).

En estudios preliminares sobre insectos asociados a la papa indican que el psilido B. cockerelli fue el más común y abundante en las zonas productoras de papa que presentaban daños similares a los producidos por la punta morada de la papa en los Estados Unidos de América (Munyaneza et al., 2007). Datos similares han sido reportado en México por Garzón et


al. (2004) y Hernández-García et al. (2006), lo que pone de manifi esto que B. cockerelli juega un rol preponderante en la diseminación de la punta morada de la papa en el noreste de México. Munyaneza et al. (2007), al no detectar la presencia de fi toplasmas en plantas y/o tubérculos provenientes de plantas de papa con síntomas de la enfermedad conocida como “zebra chip” (ZC), sugieren que la sintomatología observada fue debido a la posible inyección de una toxina por el psílido al momento de alimentarse, aunque también sugieren que la sintomatología pudo ser ocasionada por un patógeno de etiología desconocida.

Sin embargo, en estudios recientes realizados por Lee et al. (2006) y Secor et al. (2006), detectaron tres fitoplasmas diferentes (yellows phytoplasma 16SrI-A, clover proliferation phytoplasma 16Sr VI y un fi toplasma anteriormente conocido como stolbur phytoplasma group 16SrXII y que recientemente fue llamado “Candidatus phytoplasma americanum”) en tubérculos infectados con ZC aunque en bajas concentraciones. Si bien es cierto que los

psílidos inyectan toxina a las plantas cuando se alimentan, ocasionando disturbios en el desarrollo y metabolismo de la planta (Eyer y Crawford, 1933; Eyer, 1937; Eyer y Miller 1938; Carter, 1950; Wallis, 1955; Abernathy, 1991; Purcel et al., 1997; Liu y Trumble, 2004; Liu et al., 2006), también es cierto que algunas especies de psílidos pueden transmitir patógenos de plantas incluyendo bacterias, fi toplasmas y virus (Davies et al., 1992; Carraro et al., 1998; Blomquist y Kirkpatrick 2002; Tedeschi y Alma 2004; Salazar, 2006).

En el caso de la enfermedad del amarillamiento del psílido Binkley (1929), sugirió que esta era una enfermedad causada por un virus más que las posibles toxinas inyectadas por el psílido. En el caso particular de la papa, hasta la fecha no ha sido posible aislar la toxina que se sospecha es inyectada por el psílido y tampoco ha sido detectada usando técnicas moleculares modernas (Munyaneza et al., 2007), lo que imposibilita concluir con seguridad que la sintomatología observada en las plantas de papa donde se alimentan los psílidos sea debida exclusivamente a una posible inyección

Figura 9. Incidencia del fi toplasma por insecto, localidad, cultivo y hospedero.



de toxinas o si también un patógeno esta involucrado. La evidencia de que B. cockerelli puede trasmitir fi toplasmas fue demostrada por Salas et al. (2006), aunque con menor efi ciencia que algunas especies de chicharritas.

Por consecuencia, en la estrategia del manejo de la enfermedad en esta región, se debe considerar prioritario el control de B. cockerelli, tanto como posible inyector de toxina como por ser un posible vector de los dos grupos de fi toplasmas detectados en Coahuila y Nuevo León, sin olvidar a las especies de chicharritas Empoasca spp. y Aceratagallia spp., las cuales también fueron detectadas positivas a fi toplasmas.

CONCLUSIONES

Heteropsylla texana se detectó como una nueva especie asociada al cultivo de la papa en los estados de Coahuila y Nuevo León, y se observó positiva para fi toplasma.

Bactericera cockerelli es el insecto con mayor porcentaje de asociación con los fi toplasmas que infectan la papa.

Las chicharritas de los géneros Empoasca spp. y Aceratagallia spp. fueron positivas a los fi toplasmas que infectan a la papa.

En el Helianthus annuus, Convolvulus arvensis, y Solanum tuberosum (papa mostrenca), se detectó la presencia de los fi toplasmas que infectan a la papa.

Los fi toplasmas detectados en papa, insectos y plantas hospederas, pertenecen a los grupos I y II de fi toplasmas.

LITERATURA CITADA

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INDICADORES FÍSICOS DEL SUELO BAJO LABRANZA DE CONSERVACIÓN Y SU RELACIÓN CON EL RENDIMIENTO DE TRES CULTIVOS*

SOIL PHYSICAL INDICATORS UNDER CONSERVATION TILLAGE AND THEIR RELATIONSHIP WITH YIELD OF THREE CROPS*

Agustín Navarro Bravo1§, Benjamín Figueroa Sandoval1, Mario Martínez Menes1, Félix González Cossio2 y Esteban Salvador Osuna Ceja3

1Programa de Edafología, Colegio de Postgraduados, km 35.5, carretera México-Texcoco, C. P. 56230, Montecillo, Estado de México, México. 2Instituto de Socioeconomía, Estadística e Informática, Colegio de Postgraduados. 3Campo Experimental Pabellón, INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Marzo de 2006

Aceptado: Junio de 2007

RESUMEN

El manejo físico del suelo implica optimizar, en la zona de las raíces de las plantas, las propiedades físicas, tales como: estructura, porosidad, infi ltración, retención de agua, entre otras; que son importantes para el manejo sustentable del recurso e identifi cación de indicadores físicos del suelo. Por ello, se evaluó un agroecosistema de haba-maíz-frijol en rotación con labranza de conservación, para conocer los indicadores físicos a través de las propiedades físicas y químicas del suelo y su relación con el rendimiento de los cultivos, en el Colegio de Postgraduados, Texcoco, Estado de México durante 2006. Las propiedades de suelo medidas fueron resistencia mecánica, densidad aparente, materia orgánica, conductividad eléctrica, porosidad, distribución del tamaño de partículas, humedad aprovechable, saturada y residual, conductividad hidráulica saturada, infi ltración acumulada, sorbilidad; así mismo, se evaluó el rendimiento de haba, maíz y frijol. Los datos se analizaron mediante análisis de regresión simple y múltiple. Los resultados mostraron que la materia orgánica y la conductividad hidráulica saturada, son los indicadores del suelo que defi nen el rendimiento de los tres cultivos bajo labranza de conservación.

Palabras clave: estructura del suelo, rendimiento de grano, sostenibilidad.

ABSTRACT

Soil physical management implies the optimization, near the plant root zone (plant rhizosphere), of the physical properties such as: structure, porosity, infiltration, and water retention, among others. These characteristics are important for the sustained management of the soil and for the identification of soil physical indicators. For that reason the agroecosystem faba bean-corn-dry bean rotation, under conservation tillage, was evaluated in order to know the physical indicators throughout the physical and chemical soil properties related to crop yield. The research was conducted at the Colegio de Posgraduados, Texcoco, State of Mexico during 2006. Measured soil properties were: mechanic resistance, bulk density, organic matter, electric conductivity, porosity, distribution of particle size, usable moisture, saturated and residual, saturated hydraulic conductivity, accumulated infiltration and sorbility. Likewise, faba bean, corn and common bean seed yield, were measured. Data were analyzed throughout multiple and simple regression analysis. Results indicate that organic matter content and saturated hydraulic conductivity are the soil indicators that define seed yield in the three studied crops under conservation tillage.

Key words: grain yield, soil structure, sustainability.


Agustín Navarro Bravo et al.

INTRODUCCIÓN

El suelo es un recurso natural y un sistema muy complejo; que permite el sostenimiento de las actividades productivas, pero por su amplia variabilidad, es difícil establecer una sóla medida física, química o biológica que refl eje su calidad (Bandick y Dick, 1999).

Los métodos agrícolas de producción de cultivos se han concentrado en la labranza intensiva, suministro de insumos externos como estrategia para incrementar la fertilidad del suelo y rendimiento de la cosecha. Sin embargo, las consecuencias de la labranza intensiva son la compactación del suelo, pérdida de la biodiversidad, contaminación del suelo y el agua por el uso excesivo de agroquímicos, así como el incremento de la erosión. Por el contrario, la labranza de conservación es un esquema de producción de cultivo, diferente a los métodos convencionales y una alternativa de manejo productivo del suelo. Sus principales ventajas son: aumentar el contenido de materia orgánica en la superfi cie del suelo, coadyuvar a la estabilidad estructural, incrementar la retención de agua, y reducir el escurrimiento y producción de sedimentos. Lo anterior promueve aumento en la calidad física de los suelos agrícolas y del ambiente en general (Gregorich y Carter, 1997).

Para cuantifi car la calidad física del suelo, los indicadores necesitan ser medidos espacialmente a través de la evaluación de las propiedades del suelo (físicas, químicas y biológicas), las cuales deben ser fáciles de medir, aún los más sensibles a cambios generados por las prácticas de manejo, cuyos valores indicarían la calidad (Larson y Pierce, 1991; Dexter, 2004).

La calidad física del suelo se asocia con el uso efi ciente del agua, nutrientes, y pesticidas; lo cual reduce las emisiones de gases que generan el efecto invernadero. Como consecuencia, se presenta un incremento en la producción agrícola (Lal et al., 1998). La calidad física del suelo no se puede medir directamente, pero se infi ere a través de indicadores de calidad del suelo estáticos o dinámicos, y medición de atributos del mismo, que se infl uencian por el uso y prácticas de manejo (Carter, 2002; Sanchez-Maranon et al., 2002; Dexter, 2004). Los cambios temporales en las propiedades del suelo con la labranza, son indicadores que se usan para determinar si mejora la calidad del suelo, si es estable o si disminuye con el tiempo (Lal, 1998).

Lo anterior permite establecer niveles críticos de indicadores de calidad del suelo, asignar un factor de peso y relacionarlo con la productividad (Lal, 1994).

En un sistema de manejo sustentable, la interpretación se mide en los cambios adquiridos por los indicadores de calidad del suelo en el tiempo (Larson y Pierce, 1991). Las variaciones en espacio y tiempo de los indicadores de calidad del suelo, son la consecuencia de numerosos factores físicos, químicos y biológicos. Por lo tanto, se han propuesto varias series de datos mínimos para valorar cuantitativamente la sustentabilidad de un suelo con prácticas de manejo (Larson y Pierce, 1991; Doran y Perkin, 1994; Lal, 1994). La regresión lineal (factor simple) y el análisis multivariado son herramientas estadísticas que se utilizan para evaluar la calidad del suelo (Li y Lindstorm, 2001; Mendham et al., 2002), así como funciones de pedotransferencia (Salchow et al., 1996; Dexter, 2004), y análisis de componentes principales (ACP), para determinar indicadores de calidad del suelo (Brejada et al., 2000).

La hipótesis de este estudio fue que el rendimiento de los cultivos evaluados bajo el sistema de rotación que se implemento en labranza de conservación, se puede explicar mediante el comportamiento de las propiedades físicas y químicas del suelo. Por tanto, el objetivo de esta investigación fue: encontrar los indicadores físicos del suelo a través de las propiedades físicas y químicas de éste, y su relación con el rendimiento de haba, maíz y frijol.


El estudio se realizó en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados, Texcoco, Estado de México, que se ubica en las coordenadas geográfi cas (19° 28' 4.26" latitud norte y 98° 53' 42.18" longitud oeste con una altitud de 2 250 m). La precipitación media anual es de 550 mm, con una buena distribución (>450 mm) durante la estación de crecimiento del haba, maíz y frijol, y temperatura media anual de 18 oC con un período libre de heladas de 150 días. El suelo tiene textura migajón arcillo limoso, de origen aluvial y lacustre, moderadamente drenado, clasifi cado como Fluvaquentic Endoaquoll (Gutiérrez-Castorena, 1999).

Durante el ciclo primavera-verano de 1995 se estableció un experimento de largo plazo con labranza de conservación, donde se realizan prácticas de rotación de cultivos de gramíneas y leguminosas para producción de grano. En esta área experimental (0.84 ha), se realizó un análisis geoestadístico de materia orgánica (MO) en la capa arable (5, 10, y 15 cm de profundidad) del suelo, porque en esta capa hay mayor acumulación de MO en un sistema de

Indicadores físicos del suelo bajo labranza de conservación y su relación con el rendimiento de tres cultivos 153

producción de cultivos con labranza de conservación, dando las 10 parcelas de escurrimiento (2 m x 7 m, 14 m2) con aplicación de lluvia simulada con diferentes niveles de MO, para medir propiedades físicas y químicas del suelo en tres puntos centrales equidistantes y lineales de las parcelas de escurrimiento; así mismo se evaluó el rendimiento de grano de los cultivos dentro y alrededor de dichas parcelas.

El contenido de humedad volumétrica (θv) en el perfi l edáfi co (15 cm), la resistencia mecánica (RM) y la infi ltración acumulada del agua (Ia), se determinaron con métodos no invasivos de exploración electromagnética: refl ectometría de dominio del tiempo (TDR), penetrómetro de ultrasonido (PU) y un simulador de lluvia móvil tipo ARS/USDA respectivamente. Además se uso métodos tradicionales para medir densidad aparente (ρa), materia orgánica (MO), conductividad eléctrica (CE) y textura del suelo.

La determinación de ρa se realizó al igual que la θv y RM en cada punto de muestreo a 15 cm de profundidad, se utilizó el método del cilindro de volumen conocido (Jury et al., 1991). La porosidad total (ƒ) se determinó a partir de la densidad aparente (ρa) medida y se consideró una densidad real igual a 2.6 Mg m-3 (Hillel, 1980).

La humedad aprovechable (θa) se estimó como la diferencia en humedad entre capacidad de campo (CC) y punto de marchitamiento permanente (PMP); la humedad residual (θr) fue predicha por el modelo propuesto por Rawls et al. (1991).

La CE y MO se evaluaron en muestras de suelo que se recolectaron en los tres puntos de muestreo de las parcelas de escurrimiento. En el laboratorio se efectuaron las determinaciones a través del método de pasta de saturación y Walkley y Black, respectivamente.

La infi ltración del agua (I) se determinó al usar un simulador de lluvia tipo ARS/USDA (Norton et al., 1995), con el cual se aplicaron tres eventos de lluvia en cada área de muestreo respectivo con una intensidad de 20, 60 y 100 mm h-1. La tasa de infi ltración se determinó a partir de la diferencia entre la intensidad de la lluvia y el escurrimiento ocurrido (Q). La conductividad hidráulica saturada (Ks) se determino con los datos de la tasa de infi ltración, los cuales se grafi caron contra el tiempo para los eventos de 60 y 100 mm h-1 de lluvia que se aplicco en cada área de muestreo, y se calculó el promedio aritmético de los tres últimos valores de la tasa de infi ltración. Estos valores corresponden a la porción de la curva de

velocidad de infi ltración donde ésta se hace constante. La infi ltración acumulada (Ia) se obtuvo de la diferencia entre la lluvia total y el escurrimiento. La sorbilidad (So) se calculó de acuerdo con Chong (1983).

La siembra de los cultivos de haba, maíz y frijol se realizó a equidistancias (entre hileras y entre plantas) de 30 cm en forma manual, para garantizar una densidad de 100 000 plantas ha-1 en cada uno de los cultivos evaluados; como alternativa para obtener una alta población de plantas en un sistema de labranza de conservación que maneja residuos de cosecha sobre la superfi cie del suelo.

Se determinaron las estadísticas descriptivas básicas y posteriormente se hicieron análisis de correlación por pares de parámetros con los 14 atributos de suelo medidos en la capa de 0-15 cm de profundidad y el rendimiento de los tres cultivos, se uso el software SAS V8.0 (1999). Los atributos que se uso para el análisis de correlación fueron: RM, ρa, MO, CE, ƒ, contenido de arena(Ar), limo (Li), arcilla (Ac), θa, θs, θr, Ks, Ia, So, rendimiento de haba (Ŷh), maíz (Ŷm) y frijol (Ŷf). También se realizó un análisis de regresión múltiple, con el rendimiento de grano de los cultivos (Ŷh, Ŷm y Ŷf) como variables dependientes y los atributos del suelo como variables independientes.


Las propiedades del suelo que presentaron coefi cientes de variación (CV), mayores de 25% fueron la RM, Ia, CE y Ks. Lo que indicó una mayor variación espacial de estos en el área donde se ubicaron las parcelas. Los coefi ciente de variación de las variables físicas: θa, θs, θr, So, Ar, Lm y Ac, fueron menores de 20%; pero la ρa y ƒ estos fueron cercanos a cero o con una distribución espacial uniforme. Para el rendimiento de grano de haba (Ŷh), maíz (Ŷm) y frijol (Ŷf), los coefi cientes fueron de bajos a moderados, con un rango de 4.38 a 24.96%. Otras estadísticas tales como: mínimo, máximo, media, mediana y la desviación estándar se muestran en el Cuadro 1.

El análisis de correlación por pares de parámetros de los 14 atributos de suelo y tres rendimientos de cultivos, mostró una correlación signifi cativa con una probabilidad p≤0.05 en 21 de los 136 pares de atributos del suelo (Cuadro 2). La RM se correlacionó negativamente con CE (R2= -0.85), pero con las demás variables disminuyó; la CE tuvo un R2= 0.75 con la Ar, y disminuyó estadísticamente con las otras variables.



Propiedades N Mínimo Máximo Media Mediana D. Std. CV (%)

RM (kPa) 10 680 3567 2105.18 2365.15 1024.53 48.67 a (g cm-3) 10 1.16 1.18 1.17 1.17 0.006 0.51

MO (%) 10 1.70 2.20 1.94 1.95 0.135 6.96 CE (dS m-1) 10 0.44 1.33 0.778 0.714 0.279 35.89

(%) 10 0.546 0.553 0.550 0.551 0.002 0.36 Ar (%) 10 13 17 14.9 15 1.287 8.64 Li (%) 10 50 55 52.1 52 1.969 3.78 Ac (%) 10 30 37 33 32 2.211 6.70

a (cm3 cm-3) 10 0.164 0.382 0.303 0.305 0.058 19.19 s (cm3 cm-3) 10 0.379 0.598 0.519 0.521 0.058 11.20 r (cm3 cm-3) 10 0.034 0.049 0.044 0.046 0.005 10.82

Ks (cm h-1) 10 0.157 0.527 0.394 0.432 0.113 28.59 Ia (cm) 10 7.9 59.3 38.8 40.05 15.442 39.80 So (cm s-½) 10 0.703 0.992 0.829 0.829 0.079 9.58

h (t ha-1) 10 1.83 2.76 2.17 2.09 0.307 14.13 m (t ha-1) 10 5.38 6.19 5.75 5.73 0.251 4.38 f (t ha-1) 10 1.25 2.62 1.95 2.03 0.487 24.96

Cuadro 1.Estadística descriptiva de las propiedades del suelo Fluvaquentic Endoaquoll.

Donde: RM= resistencia mecánica; ρa= densidad aparente; MO= materia orgánica; CE= conductividad eléctrica; ƒ= porosidad total; Ar= arena; Li= limo; Ac= arcilla; θa= humedad aprovechable; θs= humedad saturada; θr= humedad residual; Ks= conductividad hidráulica saturada; Ia= infi ltración acumulada; So= sorbilidad y Ŷh, Ŷm y Ŷf= rendimiento de haba, maíz y frijol respectivamente.

Por el contrario, la MO se correlacionó signifi cativamente con ρa, ƒ, Ks, So, Ŷh y Ŷm (R2> 0.7), y correlación R2 = 0.59 con el rendimiento del frijol. Una alta correlación positiva fue obtenida entre Ia con Ks y Ŷf (R

2> 0.77), pero negativamente con ρa (R

2= -0.55). La Ks tuvo una alta correlación positiva con Ŷh, Ŷm, Ŷf, Ia y MO (R2> 0.72) y una correlación negativa con Ac (R2= -0.7). La So se correlacionó positivamente con MO y ƒ (R2> 0.72), y negativamente con ρa (R

2= -0.72). La ƒ se correlaciona positivo con So y MO (R2= 0.72), pero con ρa tuvo una R2= -1, (dado que ésta se estimó a partir de la ρa). De la misma manera, existió una alta correlación positiva entre θa y θs (R

2= 1), pero estas dos variables presentaron una correlación baja (R2< 0.52) con las otras variables estudiadas. La θr se correlacionó positivamente con Li (R2= 0.75) y negativamente con Ac (R2 = -0.99). En este análisis de correlación las variables θa y θs fueron las únicas que no se correlacionaron signifi cativamente con el total de variables estudiadas (Cuadro 2).

Al efectuar las regresiones lineales simples, la MO, Ks, Ia y So tuvieron una regresión lineal aceptable con el rendimiento de los tres cultivos. En la Figura 1 se ilustra que la MO y Ks se relacionaron con el rendimiento de haba, maíz y frijol (R2< 0.6; Figura 1a-f); So con el rendimiento de haba (R2= 0.42; Figura 1g); mientras que la Ia se relacionó con el rendimiento de maíz y frijol (R2< 0.66; Figura 1h-i).

Las propiedades del suelo que explican el rendimiento del haba de mayor a menor importancia son: MO, Ks, So, Ac, θr, Ia, Li, RM y CE; estas variables del suelo aportaron una explicación individual de 59.1 a 18.2%; otras como la ρa, ƒ, Ar, θa y θs explicaron individualmente menos de 12% (Figura 2). En la misma figura se muestra la línea acumulativa del porcentaje de explicación de las propiedades del suelo sobre el rendimiento de haba. Se observa que la línea comienza con 59.1% de MO, con un ligero aumento a Ks, del mismo modo en los tramos de So a θr y de Ia a CE existieron aumentos que llegaron al 100% en forma acumulativa; pero de Ks a So, θr a Ia no existe aumento en forma acumulativa.

El rendimiento de maíz se influenció por Ks, MO, Ia, So, ρa, ƒ, Ac, RM, θr y CE; las cuales explicaron individualmente de 51.8-14.2% (Figura 3). Además, se observó que la línea acumulativa inicia con Ks a So, con un ligero aumento en porcentaje de acumulación, pero de ƒ a RM y de θr a CE, existe un mayor aumento que finaliza con 100% de explicación. Por el contrario, en el tramo de So a ƒ y de RM a θr la pendiente es cero, es decir, indica que en forma acumulativa estas variables no explican un aumento razonable como lo hacen individualmente.


RM a MO CE Ar Li Ac a s r Ks Ia So h m f

RM 1

a 0.58 1 MO -0.45 -0.72 1 CE -0.85 -0.48 0.29 1

-0.58 -1.00 0.72 0.48 1 Ar -0.67 -0.07 -0.04 0.73 0.07 1 Li -0.25 0.05 0.32 0.25 -0.05 -0.13 1 Ac 0.62 0.00 -0.26 -0.65 0.00 -0.47 -0.82 1

a -0.11 0.08 -0.07 0.24 -0.08 0.24 0.31 -0.41 1

s -0.11 0.08 -0.07 0.24 -0.08 0.24 0.31 -0.41 1.00 1

r -0.63 0.03 0.21 0.69 -0.03 0.55 0.75 -0.99 0.42 0.42 1 Ks -0.63 -0.52 0.74 0.50 0.52 0.17 0.68 -0.70 0.11 0.11 0.66 1 Ia -0.15 -0.55 0.69 0.13 0.55 -0.15 0.35 -0.22 0.12 0.12 0.19 0.77 1 So -0.33 -0.72 0.87 0.32 0.72 0.08 -0.02 -0.02 -0.05 -0.05 0.02 0.53 0.66 1

h -0.49 -0.33 0.77 0.43 0.33 0.28 0.51 -0.61 0.20 0.20 0.57 0.72 0.52 0.65 1

m -0.44 -0.50 0.70 0.38 0.50 0.30 0.31 -0.45 0.03 0.03 0.43 0.72 0.69 0.53 0.69 1

f -0.18 -0.29 0.59 0.15 0.29 -0.17 0.69 -0.52 0.52 0.52 0.46 0.77 0.81 0.45 0.62 0.48 1

Cuadro 2.Coefi cientes de correlación entre propiedades físicas y químicas del suelo Fluvaquentic Endoaquoll y el rendimiento de haba, maíz y frijol.

Donde: RM= resistencia mecánica (kPa); ρa= densidad aparente(g cm-3; MO= materia orgánica (%); CE= conductividad eléctrica (dS m-1); ƒ= porosidad total (%); Ar= arena (%); Li= limo (%); Ac= arcilla (%); θa= humedad aprovechable (cm3 cm-3); θs= humedad saturada (cm3 cm-3); θr= humedad residual (cm3 cm-3); Ks= conductividad hidráulica saturada (cm hr-1); Ia= infi ltración acumulada (cm); So= sorbilidad (cm s-½) y Ŷh, Ŷm , Ŷf= rendimiento de haba, maíz y frijol (t ha-1) respectivamente.

Figura 1. Relación lineal entre el rendimiento de grano de haba, maíz y frijol con MO, Ks, Ia y So.

y = 1.311x + 3.2017R2 = 0.4941

5.25.45.65.8

66.26.4

1.6 1.8 2 2.2 2.4M O (%)

b) Maíz

Ks (cm h-1)

y = 1.6077x + 5.1111R2 = 0.5181

5.25.45.65.8

66.26.4

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

e) Maíz

y = 2.1159x - 2.1548R2 = 0.3442

00.5

11.52

2.53

1.6 1.8 2 2.2 2.4M O (%)

c) Frijol

Ks (cm h-1)

y = 3.326x + 0.6386R2 = 0.593

00.5

11.5

22.5

3

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

f) Frijol

Ia (cm)

y = 0.0113x + 5.3068R2 = 0.4798

5.25.45.65.8

66.26.4

7 27 47 67

h) Maíz

Ia (cm)

y = 0.0254x + 0.9625R2 = 0.6517

00.5

11.5

22.5

3

7 27 47 67

i) Frijol

Ks (cm h-1)

y = 1.9648x + 1.3963R2 = 0.5212

00.5

11.52

2.53

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

d) Haba

Rend

imien

to (t

ha-1

)

So (cm s-½)

y = 2.5182x + 0.0817R2 = 0.4261

00.5

11.5

22.5

3

0.65 0.75 0.85 0.95 1.05

g) Haba

Rend

imien

to (t

ha-1

)Re

ndim

iento

(t ha

-1)

y = 1.7476x - 1.2193R2 = 0.5914

00.5

11.52

2.53

1.6 1.8 2 2.2 2.4M O (%)

a) Haba



0

20

40

60

80

100

120M

O Ks

So

Ac r Ia

Li Rm

CE

a ƒ Ar a s

Propiedades del suelo

Porce

ntaje Indiv idual

Acumulativ o

Figura 2. Porcentaje expl icat ivo individual y acumulativo de las propiedades del suelo sobre el rendimiento de haba, en las parcelas de escurrimiento.

0

20

40

60

80

100

120

Ks

MO Ia

So

a ƒAc

Rm

r CE Li Ar a s


Porce

ntaje Indiv idual

Acumulativ o

Figura 3. Porcentaje expl icat ivo individual y acumulativo de las propiedades del suelo sobre el rendimiento de maíz, en las parcelas de escurrimiento.

El rendimiento de frijol se debió a la Ia, Ks, Li, MO, Ac, θa, θs, θr, So y ρa, con un rango de 65.2-8.5% y las variables restantes explican individualmente menos de 8% (Figura 4). En la misma fi gura se muestra la línea del porcentaje acumulativo de las variables del suelo que explicaron 100% el rendimiento del cultivo de frijol, en este caso existen pendientes marcadas, por ejemplo, de Ia a Li se encuentra el mayor porcentaje de explicación (85.5%); además, se observan tramos de MO a θa, y θr, a ρa, con menor porcentaje de explicación, pero hay tramos de Li a MO y θa a θr, donde no hay pendiente del rendimiento.

0

20

40

60

80

100

120

Ia

Ks Li

MO Ac

a s r So

a ƒRm

Ar

CE


Porce

ntaje Indiv idual

Acumulativ o

Figura 4. Porcentaje expl icat ivo individual y acumulativo de las propiedades del suelo sobre el rendimiento de frijol, en las parcelas de escurrimiento.

Con la inclusión de dos o más propiedades del suelo como variables independientes y el rendimiento de grano del haba, maíz y frijol como variable dependiente en las regresiones múltiples la R2 aumentó de 0.64-0.97. La MO, Ks y Ac, explicaron 80% el rendimiento de haba, pero al incluir RM y Ar se explicó un 85% y al incluir la θr se alcanzó 96% (Cuadro 3). El rendimiento de grano del cultivo de maíz se infl uenció por Ks, MO y Ar, las cuales explican 64% de dicho rendimiento, pero al incluir la Ia, aumentó 73% y posteriormente al adherir a So, se alcanzó un 94% (Cuadro 3). De la misma manera, las propiedades del suelo que infl uenciaron el rendimiento de grano de frijol fueron Ia, Ks y MO, variables que explican el 71% el rendimiento, pero al incluir θa a la ecuación, aumento a 88% y fi nalmente al adherir Ar se alcanzó el 97% (Cuadro 3).

De nueve ecuaciones de regresión múltiple que se muestran en el Cuadro 3, en ocho de ellas el coefi ciente de la MO fue positivo, lo cual indicó que el rendimiento de grano de los cultivos estudiados aumenta conforme el contenido de MO fue mayor en el suelo. Cada una de las variables del suelo tuvieron una infl uencia diferente para explicar el rendimiento de los cultivos, pero en general la Ks, MO y Ar fueron tres de 14 variables del suelo que estuvieron presentes en las regresiones múltiples con el rendimiento de grano de los tres cultivos (haba, maíz y frijol). Otras variables que infl uenciaron en menor importancia en las ecuaciones de regresión múltiple fueron: Ac, RM, y θr para explicar el rendimiento del haba, así también Ia y So infl uenció en el rendimiento de maíz, del mismo modo Ia y θa en el rendimiento de frijol (Cuadro 3).


Cuadro 3.Ecuaciones de regresión múltiple para el rendimiento (t ha-1) de haba, maíz y frijol.

Donde: Ŷh, Ŷm, Ŷf = rendimiento de haba, maíz y frijol respectivamente; MO= materia orgánica; RM= resistencia mecánica; ρa= densidad aparente; Ks= conductividad hidráulica saturada; Ac= arcilla; Ar= arena; θr= humedad residual; Ia= infi ltración acumulada; So= sorbilidad; θa= humedad aprovechable.

CONCLUSIONES

La materia orgánica, conductividad hidráulica saturada y contenido de arcilla fueron las variables que defi nieron el rendimiento del haba. El rendimiento de maíz infl uenciado por la conductividad hidráulica saturada, materia orgánica y contenido de arena. El rendimiento de frijol está asociado con la infi ltración acumulada, conductividad hidráulica saturada y materia orgánica. Por lo tanto, la conductividad hidráulica saturada y la materia orgánica (agua y nutrimento) son los indicadores del suelo que defi nen el rendimiento de los tres cultivos manejados con labranza de conservación.

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1 h= 2.03MO-1.09Ks--0.09Ac+1.67 0.80 2 h= 2.17MO-0.57Ks-0.08Ac+0.0001RM+0.08Ar-0.52 0.85 3 h= 1.88MO-0.04Ks-0.63Ac+0.0002RM+0.23Ar-274.13 r+2.68 0.96 4 m= 0.73Ks+0.88MO+0.05Ar+2.98 0.64 5 m= 0.01Ks+0.71MO+0.08Ar+0.008Ia+2.94 0.73 6 m= -2.17Ks+3.45MO+0.16Ar+0.02Ia-4.56So+0.49 0.94 7 f= 0.02Ia+1.85Ks-0.44MO-1.38 0.71



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CALIDAD DEL FRUTO DEL DURAZNERO EN EL SISTEMA MILPA INTERCALADA CON ÁRBOLES FRUTALES EN LADERAS*

FRUIT QUALITY OF PEACH TREES GROWING UNDER THE MILPA SYSTEM INTERCROPPED WITH FRUIT TREES IN HILLSIDES

Elizabeth Santiago-Mejía1§, José Isabel Cortés-Flores2, Antonio Turrent-Fernández2, Ernesto Hernández-Romero3 y David Jaen-Contreras1

1Fruticultura, Recursos Genéticos y Productividad, Colegio de Postgraduados. Campus Montecillo. km 36.5 carretera México - Texcoco. C. P. 56230. Montecillo, Estado de México. 2Edafología, Recursos Naturales, CP 3 Estrategias para el Desarrollo Agrícola Regional, Colegio de Postgraduados, Campus Puebla. §Autora para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

La condición nutrimental del duraznero afecta la calidad del fruto. El duraznero, variedad “Diamante” bajo el sistema milpa intercalado con árboles frutales (MIAF) en laderas abruptas, manejado con una fertilización similar a la usada en terrenos planos, produce frutos con una calidad variable. Por lo tanto, para determinar la condición nutrimental del árbol y su relación con la calidad del fruto; se estudió el efecto de la densidad de plantación de árboles (D) (baja y alta), nivel de fertilización de maíz y frijol (F) (baja y alta), y posición de la rama del árbol (R) (aguas arriba y aguas abajo); en un arreglo factorial 23, con ocho tratamientos en bloques al azar y tres repeticiones, en dos sitios experimentales localizados en el municipio de San Jerónimo Tecoatl, estado de Oaxaca, en el año 2005. El análisis foliar demostró que en el sitio Santa Catarina, solamente los nutrimentos Mn y Zn presentaron diferencias signifi cativas. El primero por efecto de la interacción D x F x R y el segundo por efecto de F. En el sitio Centro de Salud, la concentración de Mg presentó diferencias signifi cativas por el efecto de Cu y D por la interacción F x R. La calidad del fruto fue aceptable en cuanto a °Brix e índice de color; sin embargo, la fi rmeza fue baja (0.40 - 0.62 kg cm-2). La concentración de N en el árbol presentó valores de exceso, afectando la calidad del fruto.

Palabras clave: Prunus persica L. Batsch, calidad del fruto, sistema milpa intercalada con árboles frutales (MIAF).

ABSTRACT

Nutritional status of peach trees affects fruit quality, in peach “Diamante” under the Milpa System Intercropped with Fruit trees (MIAF) in hillsides, with a similar fertilization on level soils, is variable.

Then nutritional status and fruit quality as affected by two planting densities (D), two rates of fertilization to maize and beans (F), and two branch position in tree (R) in two locations of San Jerónimo Tecoatl country, in the state of Oaxaca during the year 2005 were evaluated. Eight different combinations (factorial 23) were tested in a complete randomized block experimental design with three replicates. Foliar analysis in site “Santa Catarina” indicated that only concentrations of Mn and Zn were different between treatments, due to effects of interaction D x F x R and by main effect of F, respectively. In site “Centro de Salud”, Mg and Cu were signifi cantly affected by D and interaction F x R, respectively. Total soluble solids were greater than 11.0 °Brix and color index was acceptable. However, fruit fi rmness was lower (0.40-62 kg cm-2) than normal for peach “Diamante”. Nutritional status of trees was unbalanced with high N concentrations, in detriment of fruit fi rmness.

Key words: Prunus persica L. Batsch, fruit quality, milpa system intercropped with fruit trees (MIAF).


Aceptado: Abril de 2007


Elizabeth Santiago-Mejía et al.

INTRODUCCIÓN

El crecimiento y desarrollo óptimo de los árboles frutales y calidad del fruto que producen depende de los factores de manejo, entre ellos la nutrición y densidad de plantación. La nutrición del árbol está estrechamente relacionada con la disponibilidad de nutrientes en el suelo, la cual está determinada por la fertilidad nativa del suelo y la fertilización que se aplique. Aunque la mayoría de los frutales utilizan cantidades pequeñas de nutrimentos, con excepción de N, P y K, la escasez de alguno de ellos puede afectar su ciclo biológico y rendimiento (Faust, 1989). En terrenos planos y con pendiente moderada, la variación de los nutrientes disponibles en el suelo es menor, en comparación con aquellos con pendiente pronunciada (>20%), donde el suelo está sujeto a fuerte erosión hídrica.

En el estado de Oaxaca, se practica la agricultura de ladera en 73 352 ha dedicadas a la milpa (Cruz et al., 2005), en terrenos con pendientes mayores a 20%, con el manejo tradicional utilizando la tecnología roza, tumba y quema (RTQ) y milpa permanente. Cortés et al. (2001) mencionan que el rendimiento anual de maíz en las regiones Cuicateca, Mazateca y Mixe, estado de Oaxaca es de 500 a 700 kg ha-1, y el rendimiento de fruto de durazno es de 5 t ha-1, el cual es insufi ciente para satisfacer las necesidades anuales de alimentos de las familias rurales.

Ante esta situación defi ciente, debido a los bajos rendimientos de maíz y deterioro del suelo el proyecto manejo sustentable de laderas (PMSL) propuso desarrollar el sistema milpa intercalada con árboles frutales (MIAF), como una tecnología alternativa sustentable para la milpa en laderas abruptas, con la fi nalidad de lograr la seguridad alimentaria de las familias rurales mediante el mejoramiento del manejo de la milpa y controlar la erosión hídrica del suelo e incrementar de manera signifi cativa el ingreso familiar a través del manejo adecuado de árboles de durazno. Para desarrollar el sistema MIAF se determinó que la prioridad fuera defi nir la fórmula de fertilización para maíz y frijol, y densidad de plantación de los árboles de durazno, manteniendo constantes la distancia entre las hileras de los árboles, poda, dosis, método y fecha de fertilización de los mismos, así como el control de malezas.

Una vez que los árboles de durazno empezaron a producir fruto, el rendimiento se fue incrementando de acuerdo a la edad del árbol, de tal manera que era posible alcanzar el rendimiento esperado de frutos por hectárea por año durante la vida productiva del árbol bajo el sistema MIAF, en el

cual la superfi cie ocupada por los árboles es de un tercio, ya que los dos tercios restantes están ocupados por maíz y frijol. Sin embargo, se observó que la calidad del fruto era variable, con una vida de anaquel corta que no corresponde a la variedad utilizada que es “Diamante”. La dosis de fertilización empleada es similar para esta variedad en suelos con pendiente moderada (<20%).

El análisis foliar de árboles de durazno variedad Diamante en el sistema MIAF con aplicaciones de estiércol de equino (0 y 40 kg árbol) y fertilizados con 150-75-150 g de N, P2O5 y K2O respectivamente, reportó que las concentraciones de N y K eran defi cientes, y las de P, Fe, Mg, B, Cu, y Mn estaban en el intervalo óptimo (López, 2001). El análisis del fruto indicó que el contenido de sólidos solubles totales (SST) varió entre 12.4 y 14.2° Brix, y la fi rmeza de 1.6 a 2.20 kg cm-2 y altos índices de saturación de color (Pinedo et al., 2004), valores que son aceptables para la comercialización de fruta fresca. En suelos de ladera con pendientes abruptas, que es la condición de trabajo del PMSL, no se cuenta con este tipo de información que permite conocer si el árbol de durazno está nutrido de manera adecuada y con ellos producir frutos de buena calidad.

El objetivo del presente trabajo fue determinar la condición nutrimental del árbol de durazno variedad Diamante y la calidad del fruto que produce en función del nivel de fertilización de maíz y frijol, y densidad de plantación de árboles; considerando la posición de las ramas manejadas con el sistema MIAF. En laderas abruptas, se espera que la rama en posición aguas arriba de la hilera de los árboles, al estar conectada directamente con la porción de raíz que recibe una mayor cantidad de agua infi ltrada con nutrientes adicionales aplicadas al maíz y frijol está en mejores condiciones de nutrición y por ende el fruto producido es de mejor calidad.


El estudio se realizó en dos sitios experimentales establecidos en terrenos de productores cooperantes de la región Mazateca, del municipio San Jerónimo Tecoatl, estado de Oaxaca. El primer sitio denominado “Centro de Salud” se localiza en la comunidad de San Jerónimo Tecóatl. El clima es templado con una temperatura media anual de 17 °C y pendiente del terreno de 37%; el segundo sitio identifi cado como “Santa Catarina” pertenece a la comunidad del mismo nombre, el clima es subtropical, temperatura media anual de 19 °C y pendiente del terreno de 25%. La precipitación anual en ambos sitios es >2

Calidad del fruto del duraznero en el sistema milpa intercalada con árboles frutales en laderas 161

000 mm. Los suelos son Feozem, Acrisol, Rendzina y Luvisol, con una profundidad >1.0 m (Vergara et al., 2004), el pH varía de 5.1 a 5.7, el contenido de materia orgánica fl uctúa de 2.53 a 4.10%, y la conductividad eléctrica es menor de 0.10 dS m-1. En el sitio experimental “Centro de Salud” los árboles de durazno tenían seis años de edad, mientras que en “Santa Catarina” tenían cinco años. En ambos casos, la conducción y poda del árbol fue de acuerdo al sistema tatura modifi cado.

Tratamientos y diseño experimental

Los tratamientos se defi nieron con base en los factores densidad de plantación de árboles de durazno, nivel de fertilización para maíz y frijol, y posición de la rama del árbol, cada uno a dos niveles. Es decir, se tuvieron ocho tratamientos en arreglo factorial bajo el diseño de bloques al azar con tres repeticiones. Las densidades de plantación fueron 1 111 y 1 481 árboles ha-1, las cuales se combinaron con dos niveles de fertilización, nivel bajo y nivel alto para maíz y frijol, y la posición de la rama aguas abajo y arriba respecto a la hilera de árboles (Figura 1). El nivel de fertilización bajo se basó en la fórmula 80-80-00 con 50 mil plantas ha-1 para maíz y en la 40-40-00 con 120 mil plantas ha-1 para frijol (kg ha-1 de N, P2O5 y K2O), respectivamente. Para el nivel de fertilización alto, las fórmulas base fueron 120-100-00-2000 con 65 mil plantas ha-1 para maíz, y 60-60-0 con 160

Rama aguas arriba

Rama aguas abajo

Filtro de escurrimientos

9 m

mil plantas ha-1 para frijol (kg ha-1 de N, P2O5, K2O y gallinaza), respectivamente. El tamaño de la parcela experimental para cada tratamiento fue de 4.5 m de largo perpendicular a la pendiente por 9 m de ancho en el sentido de la pendiente. Para tener 1 111 y 1 481 árboles ha-1, estos fueron plantados con una separación de 1.0 y 0.75 m en la hilera, respectivamente. En los tratamientos de 1 111 árboles ha-1 se tuvieron cuatro árboles por parcela útil, mientras que con 1 481 árboles ha-1, fueron seis árboles. Los niveles de fertilización con las densidades de plantación correspondiente para maíz y frijol se aplicaron en cuatro surcos localizados aguas arriba y cuatro surcos localizados aguas abajo de la franja ocupada por los árboles de durazno. La distancia entre surcos fue de 0.75 m.

La fertilización al árbol fue de 30g N, 15g P, 25g K, más 1 kg de gallinaza árbol-1 año-1, hasta el tercer año de edad y de ahí en adelante la dosis se mantuvo constante. Para 2005 la fertilización fue de 90-45-75 g de N, P y K, más 3 kg de gallinaza, por árbol. Un tercio de nitrógeno (30 g), más todo el fósforo y potasio se aplicaron en abril, y los ⅔ restantes de nitrógeno en septiembre. Las fuentes de fertilizantes utilizados fueron urea (46% N), superfosfato de calcio triple (46% P2O5) y KCl (60% de K2O). En la hilera de los árboles, dentro de la franja ocupada por ellos se colocó el fi ltro de escurrimientos a base de rastrojo de maíz colocado horizontalmente, entrelazado

Figura 1. Diseño del sistema milpa intercalada con árboles frutales (MIAF) en laderas abruptas.



y recargado en los troncos junto con los residuos de la poda de verano (junio) e invierno (diciembre).

El estado nutrimental del árbol se evaluó mediante el análisis foliar, para lo cual se obtuvo una muestra de 60 hojas colectadas en la parte media de ramillas seleccionadas al azar, en ambas ramas del árbol (aguas arriba y aguas abajo). Las hojas se colectaron a los 100 días después de fl oración plena (DDFP) (abril 2005). Éstas se lavaron con agua potable, agua destilada y agua deionizada, se secaron a 70 °C durante 48 h, se molieron y se analizaron en laboratorio para determinar N, P, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu y B de acuerdo a la metodología descrita por Etchevers (1988).

Para determinar la calidad de fruto, se tomaron cinco frutos por tratamiento cortados en madurez fi siológica (mayo de 2005). La fi rmeza de la pulpa se midió con un puntal de 11 mm de diámetro, de acuerdo al método de Kader y Mitchel (1989). Los sólidos solubles totales se cuantifi caron con un refractómetro digital, y el color externo del fruto se evaluó mediante un colorímetro por reflexión Hunter Lab de acuerdo a las metodologías de AOAC (1990) y Little (1975), respectivamente.

Tratamiento Concentración de nutrimentos N P K Ca Mg Mn Fe Cu Zn B

D+ F R (g kg-1) (mg kg-1)

1 111 Nivel bajo Arriba 36.6 2.0 54.6 15 4.1 137.8 258.3 11.5 15.6 157.3

1 111 Nivel bajo Abajo 38.3 1.8 52.6 13 4.1 127.0 195.0 11.1 14.5 157.7

1 111 Nivel alto Arriba 46.1 1.7 49.4 12 4.1 120.6 284.3 10.6 16.3 160.3

1 111 Nivel alto Abajo 36.6 1.8 51.5 13 4.0 128.5 175.5 11.3 16.5 182.7

1 481 Nivel bajo Arriba 39.5 1.9 55.2 14 4.2 141.3 234.5 11.5 16.5 137.9

1 481 Nivel bajo Abajo 39.7 1.8 58.1 17 4.3 164.6 321.3 11.3 18.5 155.6

1 481 Nivel alto Arriba 40.7 1.8 54.7 12 4.3 157.5 333.5 12.6 17.3 154.7

1 481 Nivel alto Abajo 41.2 1.8 53.6 13 4.3 58.1 248.0 11.5 19.3 168.6 Nivel óptimo 32 1-3 23 20 6.0 80-161 120 10 30 45

Significancia de las pruebas de F

F ns ns ns ns ns ns ns ns ** nsD x F x R ns ns ns ns ns * ns ns ns ns

Cuadro 1.Valores medios de concentración de macro y micronutrimentos en hojas de duraznero “Diamante” afectados por la densidad de plantación (D), posición de la rama (R) y nivel de fertilización de maíz y frijol (F) colectadas a los 100 DDFP en el sitio experimental Santa Catarina, 2005.

D+= árboles ha-1; Nivel bajo= 80-80-00 y 40-40-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; Alto= 120-100-00+2 toneladas de gallinaza y 60-60-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; *, ** Signifi cativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.

Para detectar diferencias entre tratamientos, se realizó un análisis de varianza combinado con el programa Statistical Analysis System (SAS, Institute, 2000) y la separación de medias con la prueba de la diferencia mínima significativa (DMS) al nivel de 0.05 de probabilidad.


Condición nutrimental del árbol

En el sitio Santa Catarina, el análisis de varianza combinado indicó que sólo los nutrimentos Mn y Zn fueron afectados significativamente; el primero por la interacción densidad de plantación x nivel de fertilización al maíz y frijol x posición de la rama del árbol (D x F x R), y el segundo x el nivel de fertilización de maíz y frijol (Cuadro 1).

El efecto de la interacción D x F x R indicó que con 1 481 árboles ha-1, independientemente del nivel de fertilización aplicado al maíz y frijol en la rama aguas


arriba, la concentración de Mn no presentó diferencias significativas. Sin embargo, con el nivel alto de fertilización la concentración de Mn disminuyó 99.34 mg kg-1 en la rama aguas abajo, siendo el único tratamiento en presentar defi ciencias; y hubo un ligero aumento con el nivel bajo de fertilización, estos resultados concuerdan con los reportados por López (2001), quien encontró que el Mn disminuyó 17% (13 mg kg-1) en hojas de duraznero “Diamante” al recibir una aplicación adicional de 40 kg de estiércol de equino por árbol.

Respecto al Zinc, con el nivel de fertilización bajo la concentración en la hoja disminuyó en 2.29 mg kg-1, esta reducción está relacionada con las dos toneladas de gallinaza que contiene el nivel alto de fertilización. Según Méndez (2004), la gallinaza contiene 60 mg kg-1de cobre. Moore (1983) indica que el cobre en altas cantidades inhibe fuertemente la absorción de zinc por las raíces, debido a que compiten por el mismo sitio de absorción, y Becerril (1991) menciona que los niveles de zinc son bajos cuando el nitrógeno alcanza concentraciones muy altas, como ocurrió en este estudio.

Tratamiento Concentración de nutrimentos N P K Ca Mg Mn Fe Cu Zn B

D+ F R (g kg-1) (-mg kg-1)

1 111 Nivel bajo Arriba 43.8 1.9 57.0 15.7 4.3 77.1 201.3 10.5 14.0 156.3

1 111 Nivel bajo Abajo 40.2 1.9 53.4 16.8 4.3 121.3 357 10.8 14.5 165.9

1 111 Nivel alto Arriba 33.0 2.1 51.9 16.6 4.3 79.8 398 9.0 11.8 143.3

1 111 Nivel alto Abajo 40.2 1.9 57.8 14.0 4.2 98.1 389 10.7 12.5 162.9

1 481 Nivel bajo Arriba 39.2 1.9 56.8 14.9 4.1 402.8 362 9.6 11.8 155.4

1 481 Nivel bajo Abajo 39.5 1.9 54.2 15.3 4.3 73.1 193.8 9.0 12.0 148.9

1 481 Nivel alto Arriba 37.8 1.8 57.5 14.1 4.1 89.5 156.3 9.8 12.7 158.2

1 481 Nivel alto Abajo 38.8 1.8 53.7 14.0 4.1 76.8 311.5 11.7 13.3 179.3

Nivel óptimo 32 1-3 23 20 6 80-161 120 10 30 45

Significancia de las pruebas de F

F ns ns ns ns ** ns ns ns ns nsD x F x R ns ns ns ns * ns ns * ns ns

Cuadro 2.Valores medios de concentración de macro y micronutrimentos en hojas de duraznero “Diamante” afectados por la densidad de plantación (D), posición de la rama (R) y nivel de fertilización de maíz y frijol (F) colectadas a los 100 DDFP en el sitio experimental Centro de Salud, 2005.

D+= árboles ha-1; Nivel bajo= 80-80-00 y 40-40-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; Alto= 120-100-00+2 toneladas de gallinaza y 60-60-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; *, ** Signifi cativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.

En el sitio experimental Centro de Salud, el Mg y Cu presentaron diferencias signifi cativas. El primero debido al efecto de la densidad de plantación (D) y la interacción nivel de fertilización al maíz y frijol x posición de la rama del árbol (F x R); que también fue signifi cativa para el Cu (Cuadro 2).

Para el caso de Mg, la concentración con 1 111 árboles ha-1 fue de 4.29 g kg-1 y con 1 481 árboles ha-1 disminuyó a 4.18 g kg-1. Esta diferencia puede estar relacionada a una competencia entre las raíces en un menor espacio de exploración para cada árbol. López (2001) encontró valores bajos de Mg en espolones de ciruelo plantados en densidades altas (1 333 árboles ha-1), la concentración se abatió por la extracción que hacen los frutos. En general, la concentración de Mg fue defi ciente para todos los tratamientos.

La concentración de Mg de acuerdo a la interacción (F x R) en la rama aguas arriba fue similar, sin embargo hubo diferencias en la rama aguas abajo, debido al nivel de fertilización a maíz y frijol. El nivel alto de fertilización ocasionó una disminución a 4.1 mg kg-1. El suelo per se es



pobre en el contenido de Mg, independientemente del nivel de fertilización aplicado al maíz y frijol.

Respecto a la concentración de Cu, el efecto de la interacción (F x R) indicó que con el nivel bajo de fertilización no mostró diferencias signifi cativas en ninguna de las ramas del árbol. Sin embargo el nivel alto de fertilización ocasionó un incremento en la concentración de Cu en 1.75 mg kg-1 en la rama aguas abajo respecto a la rama aguas arriba.

Respecto al efecto de la densidad de plantación en la concentración de Cu, los resultados muestran que con la densidad de plantación alta disminuyó la concentración presentando niveles de defi ciencias (Cuadro 2). Becerril (1999) refi ere que el suministro de Cu es bajo con fuertes aplicaciones de N, en este estudio con la mayor densidad de plantación se aplicó más nitrógeno.

En ambos sitios se observó altas concentraciones de N en las hojas, de acuerdo a la tabla de referencia de Faust (1989). Este resultado pudo estar relacionado con la cantidad de materia orgánica presente en el suelo, aporte de los fertilizantes aplicados a maíz y frijol, descomposición del fi ltro de escurrimiento y la movilidad

del N en el suelo; se puede inferir que la dosis de N aplicada a los árboles es alta, por lo que sería conveniente reducir la cantidad de fertilizante nitrogenado. En campo se tuvo un crecimiento vigoroso de los brotes anuales de más de 60 cm de longitud y esto sucede cuando los árboles reciben dosis altas de N. El nitrógeno es muy móvil en el suelo por lo tanto se puede deducir que la dosis de N aplicado a los árboles es alta.

El contenido de P en el suelo y en las hojas estuvo en su intervalo óptimo, aún siendo suelos ácidos, donde el fósforo está menos disponible. Esto debido a la aplicación de la gallinaza que es una fuente de P, a diferencia del N, la cantidad de P con el fertilizante mineral aplicado al árbol más la adición de la gallinaza, es la adecuada.

Calidad del fruto

En la calidad del fruto, se presentaron diferencias signifi cativas en el contenido de sólidos solubles totales y en el índice de saturación en el sitio experimental Santa Catarina y Centro de Salud, respectivamente, ambos debido al afecto de la densidad de plantación (Cuadro 3).

Tratamiento Sitio Santa Catarina Sitio Centro de Salud Color Color

D+ F R L ° Hue Firmeza (kg cm-2)

SST(°Brix) L ° Hue

Firmeza (kg cm-2)

SST(°Brix)

1 111 Nivel bajo Arriba 27.9 83.6 0.53 11.03 28.1 81.2 0.49 13.20

1 111 Nivel bajo Abajo 28.1 76.5 0.47 11.63 27.9 81.3 0.40 12.10

1 111 Nivel alto Arriba 27.1 78.5 0.58 11.20 28.0 80.3 0.40 11.76

1 111 Nivel alto Abajo 27.0 81.4 0.62 11.46 27.9 77.4 0.45 11.50

1 481 Nivel bajo Arriba 27.7 82.2 0.57 10.73 28.7 82.3 0.42 11.66

1 481 Nivel bajo Abajo 27.6 78.1 0.57 10.43 28.6 80.4 0.36 12.63

1 481 Nivel alto Arriba 27.2 71.4 0.57 10.76 28.5 83.2 0.34 12.60

1 481 Nivel alto Abajo 27.6 82.1 0.59 10.93 29.4 71.3 0.34 11.73

Significancia de las pruebas de F D ns ns ns * * ns ns ns

Cuadro 3.Características de color, fi rmeza y sólidos solubles totales en frutos de durazno afectados por la densidad de plantación (D), posición de la rama (R) y nivel de fertilización de maíz y frijol (F) cortados en madurez fi siológica, en los sitios experimentales Santa Catarina y Centro de Salud, 2005.

D+= árboles ha-1; Nivel Bajo= 80-80-00 y 40-40-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; Alto= 120-100-00+2 toneladas de gallinaza y 60-60-00 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O; Índice de color o °Hue= tan-1 (b/a); Índice de saturación (L) = (a2 + b2)½, *, ** Signifi cativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.


Sólidos solubles totales (SST)

En el sitio Centro de Salud el contenido de SST varió de 11.73 a 13.20 °Brix, no presentando efectos signifi cativos. En términos de comercialización de fruta fresca este contenido de SST es aceptable. Para el sitio Santa Catarina, al incrementar la densidad de plantación el contenido de SST disminuyó, presentando un contenido de 11.33 y 10.71 °Brix para 1 111 y 1 481 árboles ha-1, respectivamente. Estos resultados concuerdan con los presentados por Pinedo et al. (2004), con una densidad de 333 árboles ha-1 los frutos observaron un mayor contenido de SST, con 14.20 ° Brix manejados en el sistema MIAF, estos valores están en el intervalo óptimo para frutos cortados en madurez fi siológica según Kader y Mitchell (1989).

Firmeza

La fi rmeza del fruto osciló entre 0.47 - 0.62 y 0.34 - 0.45 kg cm-2 no presentando diferencias signifi cativas entre tratamientos en ambos sitios experimentales. Pinedo et al. (2004) encontraron en el sistema MIAF, que el fruto de durazno variedad “Diamante” presentó una fi rmeza de 2.20 kg cm-2 aplicando la menor densidad de plantación (333 árboles ha-1), con aplicación de estiércol (40 kg árbol-1 año-1) y con aplicación de riego de auxilio (240 L árbol-1 año-1). El durazno “Diamante” se caracteriza por presentar defi ciencias en la forma y poca fi rmeza del fruto (Espíndola y Muñoz, 2001).

La poca fi rmeza en el fruto está relacionado a una concentración alta de N en el fruto, donde se tuvieron valores de 22.0 - 55.0 g kg -1, en donde los niveles óptimos están entre 10.0 - 15 g kg -1 en base a materia seca. Ante esta situación se hace indispensable revisar la cantidad de N aplicado al árbol en forma de fertilizante mineral, debido a que se tienen cantidades adicionales aportadas por la descomposición del fi ltro de escurrimientos y la dosis aplicada al maíz y frijol.

Color

Las características en color del fruto, en el sitio experimental Santa Catarina indicó que los valores de índice de color y el índice de saturación oscilaron entre 71.42 - 83.59 y de 27.04 - 28.1, respectivamente, no presentaron diferencias signifi cativas a los tratamientos aplicados.

Para el sitio experimental Centro de Salud no se tuvo efecto de los tratamientos en el índice de color y los valores estuvieron

71.32 y 83.24. Respecto al índice de saturación, éste respondió a la densidad de plantación, con 1 111 árboles ha-1 fue 28.0 y con 1 481 árboles ha-1 fue 28.7, representando un 3% más de intensidad de color en los frutos con la densidad que presentó un mayor número de árboles por ha. Estos datos confi rman los resultados presentados por Pinedo et al. (2004), en donde se encontró que los frutos con valores más altos de saturación (28.93) fueron los que se encontraban en el tratamiento con una densidad de plantación alta.

Según Hernández (2000), usando una fórmula 150 - 150 - 80 de N, P y K más aplicaciones foliares se incrementó el color de fondo del fruto y se redujo la tonalidad verde debido al potasio aplicado. Suárez (1999) reporta que el índice de color en frutos de plátano se incrementó a medida que se aumentó la dosis de nitrógeno.

CONCLUSIONES

Los árboles presentaron un desbalance nutrimental en ambos sitios experimentales, independientemente del nivel de fertilización aplicado, debiendo revisar la cantidad de N aplicado a los árboles, por las altas concentraciones que se presentaron en hojas.

El sitio experimental Centro de Salud, en términos comparativos presentó mejores características en cuanto al contenido de sólidos solubles totales e índices de saturación y color, sin embargo, el sitio Santa Catarina tuvo frutos con mayor fi rmeza, no obstante estos valores son bajos en ambos sitios experimentales, lo que reduce su período de comercialización.

La concentración de fósforo en las hojas estuvo en el intervalo óptimo en todos los tratamientos para ambos sitios experimentales, no obstante que es un elemento poco disponible en suelos ácidos.

La cantidad de N aplicado a los árboles se debe disminuir debido a los efectos adversos en la fi rmeza del fruto.

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RENDIMIENTO DE TRES TIPOS DE CRUZAS ENTRE GENOTIPOS SILVESTRES Y CULTIVADOS DE FRIJOL (Phaseolus vulgaris L.)*

SEED YIELD OF THREE TYPES OF CROSSES BETWEEN WILD BY DOMESTICATED GENOTYPES IN COMMON BEAN (Phaseolus vulgaris L.)

Teresa Susana Herrera Flores1§ y Jorge Alberto Acosta Gallegos2

1Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo, 2Programa de frijol, CEVAMEX, INIFAP. §Autora para correspondencia: [email protected]



RESUMEN

Con el objetivo de caracterizar agronómicamente durante el 2000, se estableció en el Campo Experimental Valle de México, del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) un experimento en el que se evaluaron nueve poblaciones segregantes derivadas de tres tipos de cruzas entre un progenitor cultivado y tres poblaciones de frijol silvestre: simples, retrocruza uno y cruzas simples con doble recombinación. El progenitor cultivado fue Negro Tacaná y las poblaciones silvestres fueron de Hidalgo, Puebla y Jalisco. El experimento se estableció el 12 de junio y se condujo bajo temporal más riego suplementario. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones y la parcela experimental consistió de tres surcos de 5 m de longitud separados a 80 cm. Se cuantifi caron los días a fl oración y madurez, rendimiento por planta y por parcela, así como el peso de 100 granos. En todas las poblaciones se observaron plantas más tardías para iniciar la fl oración y para madurar que el progenitor cultivado, sobre todo en las cruzas simples de doble recombinación. Las plantas de las poblaciones derivadas por retrocruza, como era de esperarse, mostraron similitud fenológica y morfológica con las plantas del progenitor recurrente, Negro Tacaná. Se observaron diferencias signifi cativas en rendimiento entre tipo de población; las poblaciones derivadas por retrocruza mostraron rendimientos similares al del progenitor cultivado. Entre las cruzas simples, la de Negro Tacaná-Hidalgo resultó

sobresaliente (258.8 g m2). En todas las poblaciones se observó un pequeño número de plantas con rendimiento superior a las del progenitor cultivado, es decir, segregantes transgresivas. Pocas plantas individuales mostraron un tamaño de grano mayor al del progenitor cultivado y en todas las cruzas se observó segregación transgresiva en sentido negativo, es decir, hubo plantas con peso de grano menor al del progenitor silvestre. El tipo de cruza más apropiado para utilizar poblaciones silvestres en el mejoramiento del frijol común, es el de retrocruza.

Palabras clave: cruza simple, doble recombinación, frijol silvestre, mejoramiento, retrocruza.

SUMMARY

The objective of the research was to during 2000 an experiment was established at Campo Experimental Valle de Mexico, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agricolas y Pecuarias (INIFAP) in which three of each type of cross made between a cultivated and three wild genotypes were evaluated: simple cross, backcross one and simple crosses with double recombination. The cultivated parent was the cultivar Negro Tacaná and the wild populations were from different geographical origin, Hidalgo, Puebla and Jalisco. The trial was


Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

established on june 12, 1998 and conducted under rainfall plus suplemental irrigation. A complete random desing with three replicates was utilized and the experimental plot consisted of three rows 5 m in length separated 0.8 m. In all segreganting populations there were late fl owereing and maturing plants, but with a larger frequency in those populations derived from simple crosses with double recombination. Plants derived from backcrousses, as it was expected, displayed similar phenological and morphological traits as the recurrent parent, Negro Tacaná. Signifi cant differences were observed among populations for seed yield in g m2 ; those populations derived from backcrosses showed a seed yield similar to the recurrent parent, Negro Tacaná. Among the simple crosses, the one derived from Negro Tacaná x wild Hidalgo displayed a seed yield similar to the one of the cultivated parent (259 g m2). In all populations the were individual plants that showed superior yield than those of Negro Tacaná, i.e. transgressive segregants. In regard to seed size, few individual plants showed a larger size than Negro Tacaná, the cultivated parent. In all crosses a negative transgressive segregation was observed for seed size, in other words there were plants with smaller seed size than the wild parent. From the results it seems that the best type of cross for the utilization of wild germplasm in breeding the common bean is the backcross.

Key words: backcross, bean breeding, double recombination, simple cross, wild bean.

INTRODUCCIÓN

El frijol (Phaseolus vulgaris L.) es un cultivo tradicional en México que se ha consumido desde hace miles de años, es una excelente fuente de proteína y se complementa con el maíz. Sin embargo, los rendimientos unitarios que se obtienen en México son bajos debido a que en su mayor parte esta especie se cultiva en áreas de temporal errático donde con frecuencia ocurren períodos de sequía, prevalecen suelos pobres en nutrimentos y bajo contenido de materia orgánica y con baja capacidad de retención de humedad.

En el género Phaseolus L., entre las cinco especies cultivadas el frijol común es la especie más importante en la alimentación humana y se cultiva desde el nivel del mar hasta los 3 000 m de altura (Singh, 1999). Debido a la distribución y evolución de las formas silvestres de P. vulgaris L. bajo diversas condiciones ecogeográfi cas, es factible que esas poblaciones silvestres posean características adaptativas que les han permitido sobrevivir y evolucionar en condiciones extremas (Gepts,

1999). Esas valiosas características deberían ser utilizadas en el mejoramiento de la forma cultivada, un ejemplo de lo anterior es la arcelina que es una proteína de reserva del grano con propiedades insecticidas para controlar el ataque del gorgojo pinto del frijol Zabrotes subfaciathus (Cardona et al., 1990; Debouck, 2000; Goossens et al., 2000).

Uno de los principales impedimentos para lograr avances en el mejoramiento del frijol común cultivado es la reducida variabilidad genética por la utilización de progenitores genéticamente cercanos y por el efecto de autofecundación (Silbernagel y Hanna, 1988; Singh, 2001). En la actualidad los mejoradores prefi eren utilizar en un programa de mejoramiento líneas élite dentro de la misma clase comercial y evitar utilizar germoplasma exótico. Lo anterior lo hacen para poder recuperar con relativa facilidad el tipo de grano comercial y las características de la planta que facilitan la mecanización y el cultivo intensivo.

Hoy en día la utilización de poblaciones silvestres en el mejoramiento del frijol cultivado es reducida, ya que entre otras causas se desconocen los atributos sobresalientes de dichas poblaciones (Acosta et al., 1996). El objetivo de esta investigación fue caracterizar agronómicamente nueve poblaciones segregantes derivadas del cruzamiento de una variedad mejorada y tres poblaciones de frijol silvestre.


Localización geográfi ca y características climáticas del sitio de prueba

El experimento se estableció en las instalaciones del Campo Experimental del Valle de México (INIFAP), que se localiza en Chapingo, a los 19º 27’ de latitud norte y los 98º 51’ de longitud oeste a una altura de 2 240 msnm, en el municipio de Texcoco, Estado de México. El clima de esta área es templado subhúmedo con precipitación media anual de 640 mm, régimen de lluvias en verano y una temperatura media anual de 15 °C (García, 1981). El suelo del sitio experimental es un migajón arenoso profundo del orden Molisol. El pH es de 7 con una capacidad de retención de humedad media, y contenido medio de materia orgánica. Además, cuenta con un contenido medio a alto de nitrógeno.

Germoplasma utilizado

Los progenitores utilizados para desarrollar las poblaciones segregantes evaluadas fueron tres poblaciones silvestres:

Rendimiento de tres tipos de cruzas entre genotipos silvestres y cultivados de frijol (Phaseolus vulgaris L.) 169

Lolotla (S10), G 23429 (S13) y G 12979 (S15) mismos que se utilizaron como progenitores masculinos (Cuadro 1). El progenitor femenino fue la variedad mejorada con adaptación tropical “Negro Tacaná” (López et al., 1996). Los cruzamientos se llevaron a cabo en 1998 emasculando la fl or del progenitor femenino y colocando sobre el estigma de éstas el polen de estigmas ya polinizados de fl ores recién abiertas de los progenitores masculinos. Las plantas F1 y los progenitores se sembraron en el campo en 1998 para realizar las retrocruzas y doble recombinación al cruzar diferentes plantas F1 dentro de la misma cruza. Durante el invierno de 1998-1999 se produjeron las poblaciones segregantes F2 y durante el verano de 1997 las F3 de las poblaciones utilizadas en el presente estudio (Cuadro 2).

Genotipo Estado Origen Peso 100 granos

(g)

Contenido de testa1

(%)

Absorción de agua1

(%)

Tiempo de cocción(min)

Contenido de proteína1

(%)

Lolotla Escapado Hidalgo 15.9 11.5 5.8 173 23.5 G 23429 Silvestre Puebla 4.2 19.2 125.7 230 28.0 G12979 Silvestre Jalisco 5.2 16.4 125.4 235 24.6 NegroTacaná

Cultivado INIFAP 20.2 9.3 39.5 92 23.1

Cuadro 1.Características del grano de cuatro genotipos de frijol utilizados para desarrollar las poblaciones segregantes estudiadas (Pérez et al . , 1998).

1En base a peso seco.

Genotipo1 Días a floración

Días a madurez

Peso 100 de granos (g)

Rendimiento (kg ha-1)

Negro Tacaná 56 bc2 107 16.7 ab 2535 a NT/S10 63 ab 110 14.5 abcd 2588 a NT/S13 66 a 113 10.1 cd 1790 abc NT/S15 56 bc 114 9.6 d 1375 bc Media de cruzas simples 62 112 11.4 1918 (NT/S10)/(NT/S10) 60 abc 103 10.1 abcd 1228 c (NT/S13)/(NT/S13) 59 abc 109 13.3 bcd 2070 abc (NT/S15)/(NT/S15) 55 c 109 13.2 bcd 1751 abc Media de cruzas dobles 58 107 12.2 1683 NT/(NT/S10) 59 abc 111 19.3 a 2213 ab NT/(NT/S13) 56 bc 109 15.9 abc 2349 a NT/(NT/S15) 56 bc 106 15.8 abc 2480 a Media de retrocruzas 57 109 17 2347 DMS 0.05 7.47 12 5.97 904.8

Cuadro 2.Características agronómicas de nueve poblaciones segregantes de frijol y el progenitor cultivado Negro Tacaná.

1Genotipos silvestres: S10= “Weedy” o escapado de Hidalgo; S13= G 23429; S15= G 12979. Las medias con letras iguales en columnas son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05).

La variedad Negro Tacaná es de hábito de crecimiento indeterminado, con guía corta y tipo de planta arbustiva, erecta y compacta, de hojas pequeñas. El grano de color negro opaco, forma ovoidal y pequeño. La planta presenta una altura del dosel de 35 a 45 cm, con guía corta entre 25 y 35 cm. El tallo es erecto y resistente al acame (López et al., 1996). Las poblaciones silvestres de P. vulgaris L. son de hábito indeterminado trepador, semillas pequeñas y vainas dehiscentes (Delgado-Salinas et al., 1988).

Metodología

El experimento se estableció en el campo el día 12 de junio de 2000; en una superfi cie de 500 m2. Se utilizó un



diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. La superfi cie se dividió en tres bloques con surcos de 5 m de longitud y una distancia entre los mismos de 80 cm. Cada bloque se dividió en 10 parcelas de 3 surcos cada una. La distancia de siembra fue de 20 cm entre plantas, dando por resultado una densidad de población aproximada de 60 000 plantas ha-1. La semilla de las poblaciones segregantes utilizada fue escarifi cada antes de la siembra. La escarifi cación consistió en eliminar una parte de la testa con un cortauñas para que hubiera una mayor absorción de agua y por ende una germinación uniforme. Después de la siembra se aplicó un riego para asegurar una emergencia uniforme. El experimento se fertilizó con la dosis 40-40-00 (N-P-K) y durante la conducción del cultivo se dio un riego de auxilio; se dieron dos cultivos mecánicos y dos deshierbes con azadón. No se aplicaron agroquímicos para protección a las plantas durante el ciclo del cultivo.

Características cuantifi cadas

En la etapa de primera hoja trifoliada (V3), se eligieron nueve plantas con competencia completa por parcela, las cuales se etiquetaron para ser identifi cadas con facilidad y así darles seguimiento. Las características cuantifi cadas fueron: días a fl oración, días a madurez, número de vainas totales por planta, granos por vaina, peso de granos por planta (g), peso de 100 semillas (g) y peso de materia seca (g). También se tomaron notas por parcela, para los días a fl oración, el cual se consideró cuando 50% de las plantas iniciaron la fl oración en cada una de las parcelas; para los días a madurez se consideró cuando 50% de las plantas presentó vainas maduras en la parte inferior de la planta. En ese estado se cosecharon las plantas para evitar desgrane; además, se determinó el rendimiento por unidad de superfi cie, para lo cual se cosecharon y sumaron los pesos de todas las plantas en cada parcela incluyendo las que fueron marcadas.

Análisis de resultados

Los datos de las características cuantifi cadas se analizaron siguiendo el diseño experimental utilizado. Para el caso de rendimiento por planta individual se tomaron en cuenta todas las plantas de cada una de las poblaciones segregantes, al igual que la variedad Negro Tacaná. Además de calcularse el rendimiento por hectárea, los datos de las plantas individuales se utilizaron para determinar la frecuencia de plantas con rendimiento similar o superior al progenitor cultivado.


Características fenológicas. La población derivada de la cruza simple de NT/S13 mostró el mayor número de días al 50% de la fl oración y la derivada por doble recombinación entre NT/S15 el menor (Cuadro 2). En cuanto a la madurez, las cruzas simples resultaron más tardías que las retrocruzas y que las dobles recombinantes. La cruza simple y de doble recombinación derivadas de NT/S15 mostraron el período reproductivo más largo. Las poblaciones silvestres de P. vulgaris L. por lo general muestran un largo período reproductivo y es posible observar en las poblaciones naturales plantas con vainas maduras y aún produciendo fl ores e inclusive en algunas poblaciones naturales localizadas en sitios libres de heladas es posible observar individuos con comportamiento bianual (Evans, 1980; Debouck, 1991).

En plantas indeterminadas como el frijol, un período reproductivo largo permite al mismo tiempo la producción de frutos y la continuación de crecimiento vegetativo, características favorables para la sobrevivencia de las poblaciones silvestres en la naturaleza. Esta característica de ocurrir crecimiento vegetativo y reproductivo al mismo tiempo, es generalizada en el frijol cultivado de hábito indeterminado y más pronunciada en el frijol trepador Tipo IV, el cual por sus características morfológicas y fenológicas se asemeja al frijol silvestre. En las poblaciones derivadas por cruzas simples con una doble recombinacion se observaron muchas plantas con capacidad para trepar (hábito IV), similares a los progenitores silvestres (Delgado-Salinas et al., 1988).

Rendimiento y peso de 100 granos

En el rendimiento por planta y en promedio por tipo de cruza, las poblaciones derivadas por retrocruza obtuvieron un rendimiento similar al del progenitor cultivado (Cuadro 2). Entre las retrocruzas la que incluyó al progenitor silvestre S15 fue la de mayor rendimiento; entre las cruzas simples, la población NT/S10 produjo mayor rendimiento, que fue ligeramente superior al de la variedad Negro Tacaná. Entre las cruzas dobles recombinantes, la que incluyó al progenitor S13 produjo mayor rendimiento. Las poblaciones derivadas de NT/S13 mostraron plantas de alto rendimiento a través de los tres tipos de cruza (Figura 1).


Figura 1. Frecuencia del rendimiento en gramos por planta de poblaciones segregantes derivadas por cruzas simples, retrocruzas y cruzas simples con doble recombinación entre el progenitor cultivado Negro Tacaná con los genotipos silvestres S10, S13 y S15. La fl echa señala el rendimiento promedio del progenitor Negro Tacaná de 31.9 g planta-1.

Con respecto al peso de grano, las retrocruzas mostraron valores similares a las del progenitor cultivado e inclusive la retrocruza que incluyó al progenitor tipo “weedy” (S10) mostró un mayor tamaño de grano que Negro Tacaná (Cuadro

Cruzas simples.

NT/S10

g/planta

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50

NT/S13

g/planta

0 20 40 60 80 100 120

Fre

cue

nc

ia

0

5

10

15

20

25

30

35

40

NT/S15

g/planta

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50

60

Retrocruzas.

NT(NT/S10)

gr/planta

0 20 40 60 80 100 120 140

Fre

cue

nc

ia

0

20

40

60

80

100

120

140NT(NT/S13)

g/planta

0 20 40 60 80 100120140160180

Fre

cue

nc

ia

0

20

40

60

80

100

NT(NT/S15)

g/planta

0 20 40 60 80 100120140160180

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50

60

Cruzas simples con doble recombinación.

(NT/S10)(NT/S10)

g/planta

0 10 20 30 40 50 60 70

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50

(NT/S13)(NT/S13)

g/planta

0 20 40 60 80 100 120 140

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50(NT/S15)(NT/S15)

g/planta

0 20 40 60 80 100120140160

Fre

cue

nc

ia

0

10

20

30

40

50

60

70

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ia

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Fre

cuen

cia

2). Por otra parte, las cruzas dobles recombinantes del Negro Tacaná con los genotipos silvestres S13 y S15, estos ultimos verdaderos silvestres de grano pequeño (Toro et al., 1990), produjeron las plantas con los granos más pequeños, es decir,

g planta-1 g planta-1 g planta-1





las progenies resultaron intermedias entre los progenitores utilizados. Estos resultados sugieren que el tamaño del grano en frijol es de herencia oligogénica (pocos genes) (Ascher et al. 1994, Anderson et al., 1996), ya

que fue posible recuperar un porcentaje relativamente importante de segregantes con el tamaño del grano del progenitor cultivado con tan sólo una retrocruza (Figura 2).

Figura 2. Frecuencia del peso de 100 granos en poblaciones segregantes derivadas de cruzas simples, retrocruzas y cruzas simples con doble recombinación entre el progenitor cultivado Negro Tacaná con los genotipos silvestres S10, S13 y S15. La fl echa indica el promedio del peso de 100 granos del progenitor cultivado Negro Tacaná, el cual fue de 16.8 g.

Cruzas simples.

NT/S10

g/planta

6 8 10 12 14 16 18

Fre

cue

nc

ia

0

1

2

3

4

5

6 NT/S13

g/planta

6 8 10 12 14 16 18 20

Fre

cue

nc

ia

0

1

2

3

4

5

6NT/S15

g/planta

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Fre

cue

nc

ia

0123456789

10

Retrocruzas.

NT(NT/S10)

g/planta

5 10 15 20 25 30 35

Fre

cue

nc

ia

0123456789

101112

NT(NT/S13)

g/planta

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Fre

cue

nc

ia

0123456789

1011

NT(NT /S15)

g/plan ta

0 5 10 15 20 25 30

Frec

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ia

0

24

6

810

12

1416

Cruzas simples con doble recombinación.

(NT/S10)(NT/S10)

g/planta

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fre

cue

nc

ia

0

2

4

6

8

10 (NT/S13)(NT/S13)

g/planta

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Fre

cue

nc

ia

0

2

4

6

8

10(NT/S15)(NT/S15)

g/planta

8 10 12 14 16 18 20

Fre

cue

nc

ia

0

2

4

6

8

10

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Estos resultados preliminares indican que solo un progenitor silvestre, S13, produjo progenies superiores a través de los tres tipos de cruzamientos utilizados. A pesar de lo anterior, sin duda, la retrocruza es el método de mejoramiento apropiado para incorporar germoplasma de cualquier población silvestre a una cultivada en un programa de mejoramiento de frijol, para la recuperación de características complejas como es el rendimiento, así como para aquellas características relativamente simples como el tamaño de grano.

Por otro lado, la utilización de poblaciones asilvestradas, que se desarrollan en sitios cercanos al cultivo y que muestran características de los cultivados, aún en cruzas simples pudieran ser de utilidad tal y como se observó con la cruza del NT/S10. Beebe et al. (1997) presentaron evidencia contundente que apoya la utilización de las poblaciones asilvestradas (weedy) en el mejoramiento de la forma cultivada de P. vulgaris L. Este tipo de poblaciones muestra una gran variación genética.

Frecuencias de rendimiento por planta

En las poblaciones segregantes de cruzas simples la NT/S10 detectó un total de 191 plantas cuantifi cadas, de las cuales 62.8% tuvo una media de rendimiento de 5-40 g planta-1, 33.5% obtuvó rendimientos de 51- 85 g planta-1 y sólo 3.7% de la población indicó de 96-164 g planta-1 (Figura 1). En la población NT/S13, se cuantifi caron 168 plantas, de éstas 80.4% rindieron de 4-37 g planta-1, 15.5%, presentó rendimientos de 45-86 g planta-1 y 4.1% mostró rendimientos de 94-119 g planta-1. Mientras que la población NT/S15, se cuantifi caron 135 plantas, de las cuales 77.8% tuvieron rendimientos de 7-40 g planta-1; 17% presentó rendimientos de 51-85 g planta-1 y 5.2% con rendimientos de 95-162 g planta-1. Las tres poblaciones mostraron mayor porcentaje de plantas con rendimiento cercano a los 40 g planta-1, dentro de las cuales se ubica el rendimiento promedio por planta del progenitor Negro Tacaná que fue de 31.9 g. En la población derivada de NT/S15, y en todas las cruzas con S15 como progenitor, se observó el menor número de plantas ya que los muchos segregantes de esta cruza fueron de grano muy pequeño y mostraron difi cultad para el establecimiento en siembra directa en el campo.

En las tres poblaciones se observó alta frecuencia de plantas con rendimiento de 5-40 g planta-1 lo que provocó en las gráfi cas de distribución una marcada tendencia hacia la izquierda, que es donde se ubicó el porcentaje más alto de

individuos en las tres poblaciones (Figura 1). A la derecha se observa una distribución más pequeña de plantas con rendimiento por planta de hasta 165 g en la población de NT/S15.

Entre las poblaciones segregantes derivadas de las retrocruzas Negro Tacaná (NT/S10) presentó un total de 287 plantas, de las cuales 78.7% tuvo rendimientos promedios de 5-36 g planta-1; 20.2% presentó rendimientos de 45-86 g planta-1 y sólo 1.1% tuvo rendimientos de 96-146.7 g planta-1 (Figura 1). La población Negro Tacaná (NT/S13), tuvo un total de 220 plantas, de las cuales 65.5% tuvo rendimientos de 6-31 g planta-1, 30.9% presentó rendimientos de 43-81 g planta-1 y 4.6% con 93-180.2 g planta-1. Dentro de la población Negro Tacaná (NT/S15) se obtuvieron 181 plantas de las cuales 62.4% presentó rendimientos de 7-33 g planta-1; 34.3% con rendimientos de 45-84 g y 3.3% tuvieron rendimientos de 97 a 187 g planta-1.

Al igual que en las poblaciones derivadas de cruzas simples, las que provienen de retrocruzas presentaron un porcentaje mayor de 50% de la planta con rendimientos bajos de hasta 36 g planta, dentro de las cuales se ubica el rendimiento promedio del progenitor cultivado. En la Figura 1 las poblaciones segregantes derivadas de las retrocruzas muestran una mayor tendencia hacia la izquierda que la observada en las poblaciones derivadas de las cruzas simples con doble recombinación.

Dentro de las poblaciones segregantes de cruzas de doble recombinación, (NT/S10)(NT/S10) tuvo un total de 165 plantas, de las cuales 72.1% mostró rendimientos de 2.5-22.1 g planta-1; 21.2% tuvieron rendimientos de 27-46.6 g planta-1 y 6.7% restante, presentó rendimientos de 51-71 g planta-1 (Figura 1). En la población (NT/S13)(NT/S13) hubo un total de 196 plantas, de las cuales 69.9% presentó un rendimiento de 5-34 g planta-1; 27% de 44-83 g planta-1 y 3.1% de 91-141 g planta-1. En la población (NT/S15)(NT/S15) se cuantifi caron 171 plantas, de las cuales 78.4% tuvieron rendimientos de 5-36 g planta-1; 19.3% de 46-87 g planta-1 y el 2.3% restante mostró rendimientos de 97-148 g planta-1. En estas poblaciones, la cruza de (NT/S10)(NT/S10), presentó el mayor porcentaje de plantas con rendimiento por planta por debajo de la media del progenitor cultivado y no mostró planta alguna con rendimiento signifi cativamente superior al progenitor cultivado.

Como se observó en los resultados anteriores, las poblaciones segregantes derivadas de las retrocruzas,



son las que presentaron una mayor población de plantas individuales en comparación de los otras dos tipos de cruzas, lo que se atribuye a un mayor tamaño de semilla que facilitó el establecimiento del cultivo.

Los resultados demuestran que en todas las poblaciones existe una variación alta en cuanto al rendimiento por planta, ya que encontramos plantas con rendimientos menores, iguales y superiores al progenitor cultivado Negro Tacaná. Es probable que la mayor acumulación de genotipos con bajos rendimientos tal y como se observa en la Figura 1, se deba a la tardicidad de los mismos y no a un bajo potencial productivo. Esos genotipos de bajo rendimiento por lo general iniciaron la fl oración alrededor de los 80 días después de la siembra y fueron de grano pequeño, es decir, mostraron las características dominantes del progenitor silvestre.

En general, en todas las poblaciones segregantes el porcentaje de plantas individuales con rendimiento signifi cativamente superior al progenitor cultivado fue mínimo, de 1-7%. A través de los tres tipos de cruzas, las que incluyeron al S13 como progenitor mostró mayor número de plantas con alto rendimiento (Figura 1).

Frecuencias del peso de 100 granos de planta

En las poblaciones segregantes de cruzas simples, Negro Tacaná/S10 tuvo un 11.1% de plantas con peso de 6-10 g; 55.6% presentaron un peso de 11-15 g y 33.3% pesaron entre 16 y 18 g, es decir, 33.3% de las plantas mostró un peso de grano similar al del progenitor cultivado Negro Tacaná (Figura 2).

En las poblaciones derivadas de retrocruzas Negro Tacaná/S13 presentó 59.3% de plantas con un peso de 6-10 g; 33.3% fue de 11-15 g y 7.4% tuvieron un peso de 16 a 18 g. En esta retrocruza sólo 7.4% de las plantas presentaron un peso similar al del progenitor cultivado. Dentro de la población Negro Tacaná/S15, 70.4% de las plantas, tuvieron un peso de 5-9 g; 22.2% mostró un peso entre 11 y 17 g y 7.4% restante tuvo un peso de 19-26 g por 100 granos, el cual fue superior al promedio del progenitor cultivado Negro Tacaná (Figura 2).

En las poblaciones derivadas de las cruzas simples, se observó una marcada tendencia hacia la izquierda y la mayor cantidad de plantas con un peso de 100 granos menor a la media del peso del progenitor cultivado Negro Tacaná; mientras que la frecuencia de plantas con peso de 100 granos similar al progenitor cultivado fue baja.

En la población Negro Tacaná (NT/S10) 11.1% de las plantas tuvieron un peso de 6-12 g, 70.4% presentó un peso entre los 14 y 19 g y 18.5% tuvieron un peso de 22-32 g. Dentro de la población Negro Tacaná (NT/S13) el 33.3% de las plantas tuvieron un peso promedio de 9-13 g por 100 granos, el 59.3% pesó entre los 15 y 21 g y 7.4% presentó un peso de 23 a 28 g. En la población Negro Tacaná (NT/S15), 88.9% de las plantas presentaron un peso promedio de 4-16 g 7.4%.

En las poblaciones derivadas de las retrocruzas se presentó la mayor frecuencia de plantas con un peso de 100 granos similar al progenitor cultivado Negro Tacaná. Estos resultados indican que que la retrocruza permite una rápida recuperación de las características del grano del progenitor recurrente, el cultivado.

Dentro de las poblaciones segregantes derivadas de cruzas simples con doble recombinación la del (NT/S10)(NT/S10) tuvo un 40.7% de plantas con un peso de 7 a 9 g por 100 granos, 51.9%, de 10 a 12 g y 7.4% mostró un peso de 13 a 16 g. En la población (NT/S13) (NT/S13) 7.4% de las plantas tuvieron un peso de 2 a 7 g, 77.8% de 10 a 15 g y fi nalmente 14.8% de 18 a 23 g. En la población segregante de (NT/S15) (NT/S15), 25.9% del total de las plantas tuvieron un peso de 9 a 11 g, 70.4% de 12 a 16 y 3.7% obtuvo un peso entre 17 y 19 g 100 granos.

En las poblaciones de las cruzas dobles recombinantes se observó el mayor porcentaje (85 a 96%) de plantas con un peso de 100 granos menor al progenitor cultivado; esto en parte se atribuye a la tardicidad para fl orear de esas plantas. Estas mostraron una respuesta similar a las cruzas simples, con la mayor parte de la población con un peso de 100 granos menor al progenitor cultivado.

CONCLUSIONES

El método de la retrocruza permitió recuperar en su mayor parte las características agronómicas del progenitor cultivado Negro Tacaná, como son las fenológicas y tamaño del grano. Además, en las poblaciones derivadas por retrocruza la variación fenotípica observada en las características cuantifi cadas resultó similar a la de las cruzas biparentales con una o doble recombinación.

En cuanto al rendimiento, las poblaciones segregantes derivadas de las retrocruzas, obtuvieron un rendimiento por


hectárea similar al progenitor cultivado Negro Tacaná, y sólo una de las poblaciones segregantes derivada de la cruza simple (NT/S10) mostró un rendimiento similar.

En todas las poblaciones segregantes que incluyeron al progenitor silvestre G23429 se observó una tendencia hacia un mayor número de plantas individuales con rendimiento signifi cativamente superior al progenitor cultivado Negro Tacaná.

AGRADECIMIENTO

A la Fundación McKnight, proyecto Milpa, por el fi nanciamiento parcial otorgado a esta investigación.

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CRECIMIENTO Y RENDIMIENTO DE CULTIVARES DE AJO EN DELICIAS, CHIHUAHUA, MÉXICO*

GROWTH AND YIELD OF GARLIC CULTIVARS IN DELICIAS, CHIHUAHUA, MEXICO

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez1, Manuel Lujan-Favela2 y Rafael Ángel Parra-Quezada3§

1Producción de Semillas y Hortalizas, Campo Experimental Delicias, INIFAP. km 2 carretera Delicias-Rosales. 33000, Ciudad Delicias, Chihuahua, México. 2Hortalizas, Campo Experimental Delicias, INIFAP. 3Fruticultura, Campo Experimental Sierra de Chihuahua, INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Abril de 2006


RESUMEN

El estado de Chihuahua tiene alto potencial para producción de ajo (Allium sativum L.) de buena calidad; los cultivares difi eren en sus características fenotípicas, y la temperatura y fotoperíodo afectan su adaptabilidad. Los objetivos del presente estudio fueron: determinar los cultivares con mayor potencial de rendimiento y calidad de bulbo, y analizar el crecimiento de planta. El estudio se realizó en los ciclos otoño-invierno 2001-2004 (fechas de siembra: 24, 4 y 15 de octubre, respectivamente), en el Campo Experimental Delicias del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Se compararon un total de 16 cultivares. Se utilizó el diseño experimental de bloques al azar con cuatro repeticiones, parcela experimental de 12 m2 y parcela útil de 4 m2. Camas de 0.8 m de ancho, doble hilera y distancia entre plantas de 8 cm. En tres ciclos de producción, se encontró signifi cancia en longitud fi nal de follaje, número de hojas a cosecha, dientes y peso por bulbo, y calidad de bulbos (en base a diámetro). Se encontró signifi cancia entre cultivares en longitud fi nal de follaje, número de hojas a cosecha, dientes y peso por bulbo, rendimiento de bulbos y bulbos con diámetro mayor de 5.3 cm (tamaños 8, 9 y 10). Del-45 fue signifi cativamente mayor en número de dientes (13.2 dientes); y los menores valores los tuvieron Coreano, Del-19, Del-1, Chino Calera y Chino CEDEL (10.1 a 10.7). Los más rendidores fueron Chino Calera (14.323 t ha-1), Coreano (13.197 t ha-1) y Chino CEDEL (13.097 t ha-1); pero

Coreano presentó el mayor porcentaje de bulbos mayores de 6.5 cm (9%) y 6 cm (18%).

Palabras clave: Allium sativum L., genotipos, rendimiento de bulbos.

SUMMARY

In Chihuahua state exists a high potential for production of garlic (Allim sativum L.) of hihgt quality. The garlic cultivars present phenotypic and morpholigical differences, and temperature and photperyod have effect in your adaptability. The goal of this study was to determine the cultivars with higher yield and bulb quality, and to analyze the growth plant. The studies were carried out in the autumm-winter cycles 2001-2004 (planting dates were october 4, 15 and 24, respectively), in the fi elds of the Delicias Reseach Station (INIFAP). Sixteen cultivars were tested, the plots were distributed in a randomized block design with four replications and useful plots of 4 m2. The genotypes (cloves) were established in furrows (80 cm of width in two row of plants and distance of planting between plants was 8 cm). Variance analyses (α ≤ 0.01 and 0.05) and Tukey test at 0.05 of signifi cance were applied. The production cycles had signifi cative effect over leaf fi nal lenght, leaves number at

In memoriam. Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez



harvest, cloves and weight per bulb, and bulb quality (on the basis of diameter). The cultivars had signifi cance in leaf fi nal lenght, leaves number at harvest, cloves and weight per bulb, bulbs yield and bulbs with diameter higher 5.3 cm quality (on the basis of diameter). In the three production cycles Del-1, Chino CEDEL, Chino Calera and Coreano had the highest values of leaves number at harvest (12.2 to 12.8). Cloves number was highest in cv. Del-45 (13.2 cloves). The best yields were obtained in Chino Calera (14.323 t ha-1), Coreano (13.197 t ha-1) and Chino CEDEL (13.097 t ha-1); although Coreano had the highest percent of cloves with diameter higher then 6.5 cm (9%) and 6 cm (18%).

Key words: Allium sativum L., genotypes, bulbs yield.

INTRODUCCIÓN

El ajo (Allium sativum L.) es originario de Asia Central, específicamente de la India, y se extendió en tiempos prehistóricos por toda la región del Mediterráneo, de donde fue traído hace 500 años a América (Cuba). Esta hortaliza ha formado parte de la historia del hombre desde épocas remotas, tanto por su consumo en diversos platillos, fresco o deshidratado, como por sus atributos históricos divinos, místicos, de prevención de enfermedades y recuperación de vigor y fuerza. Ocupa el segundo lugar en importancia a nivel mundial dentro de las especies del género Allium, después de la cebolla (Allium cepa L.), con una superfi cie mundial cosechada en promedio anual de 1.03 millones de hectáreas y una producción de 11.9 millones de toneladas. No obstante, China, India, Corea del Sur, Tailandia y España cosechan prácticamente 97% de la superfi cie total mundial; sin embargo, más de tres cuartas partes de la producción se obtiene en China con 8.14 millones de toneladas. México se ubica como el quinto lugar como exportador de ajo con 15 770 t (ASERCA, 1999a).

En México la producción de ajo es de 74 651 toneladas con un crecimiento de 11.58%; mientras que la superfi cie sembrada es de 9 400 hectáreas. Por entidad federativa, Guanajuato y Zacatecas son las que mayor participación han registrado en la superfi cie sembrada con 35% y 22%, respectivamente. Sin embargo, Sonora y el sector “otros” que incluye a los estados restantes productores de esta hortaliza, son las entidades con la mayor tasa de crecimiento anual con 60 y 20%, respectivamente. Lo que indica las posibilidades que tiene este producto para incrementar superfi cies en zonas no tradicionales.

En cuanto a rendimiento promedio sobresalen Zacatecas y Aguascalientes con un promedio anual de los últimos ocho años de 8.31 y 8.20 t h-1, respectivamente. Sin embargo, Aguascalientes registró una tasa promedio de crecimiento anual negativa (-2.2); mientras que, Guanajuato, a pesar de ser el principal estado productor del país, se ha ubicado por abajo del rendimiento nacional (ASERCA, 1999b).

No obstante, la producción de ajo sigue siendo rentable en Guanajuato, Zacatecas y Aguascalientes (Sánchez et al., 1996); sin embargo, la entrada de China a la Organización Mundial del Comercio puede signifi car la pérdida de la rentabilidad del cultivo. De esta forma, para que el ajo mexicano siga siendo competitivo en el mercado internacional es conveniente establecer nuevas áreas de cultivo y continuar con el mejoramiento genético y obtención de nuevos cultivares mediante la selección, para que se incrementen rendimientos, calidad y productividad de esta hortaliza.

Con base a estudios realizados por Acosta (1985), la región centro-sur del estado de Chihuahua reúne condiciones agroclimáticas que favorecen un alto rendimiento y calidad de ajo; sin embargo, es de suma importancia determinar los genotipos más convenientes con base a su crecimiento y desarrollo, para que de esta manera se cuente con una alternativa viable y rentable para los agricultores.

Existen estudios donde se reporta que los cultivares difi eren en sus características fenotípicas, pero existe poca variabilidad genética (Pérez, 1990; Rosen y Tong, 2001; Pardo y Marín, 2003a), morfológicas, fi siológicas, bioquímicas (Messiaen et al., 1994; Stahlschmidt et al., 1997; Matus et al., 1999; Portela y Cavagnaro, 2005) y en los componentes de rendimiento ente ellos (Pérez et al., 2003). De tal forma que, ha sido necesario clasifi car los cultivares de ajo en base a características de: altura de planta, número de hojas, largo y ancho de hojas, número de dientes aéreos, diámetro, peso del bulbo y rendimiento (Pardo y Marín, 2003a).

Además, la temperatura y el fotoperíodo afectan la adaptabilidad de un cultivar en un área determinada (Takagi, 1990). Así, Jones y Mann (1963) indican que la formación de bulbos está infl uida por la temperatura a que estén expuestos los dientes o las plantas antes de que empiece la formación del bulbo. Portela y Cavagnaro (2005) señalan que para mejorar la tecnología del cultivo

Crecimiento y rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, México 179

es necesario una mejor comprensión de la ecofi siología de nuevos cultivares de ajo.

Por todo lo antes mencionado y tomando en cuenta que la región de Delicias, es una área con buen potencial para la producción de ajo (con perspectivas de exportación por su cercanía con la frontera estadounidense) y que existe una fuerte interacción genotipo-ambiente sobre la producción y calidad de bulbos. Los objetivos fueron: a) determinar los cultivares con mayor potencial de rendimiento y calidad de bulbo en la región y b) analizar el crecimiento de follaje y bulbo durante el ciclo vegetativo del cultivo.


El estudio se estableció en la región de Delicias, Chihuahua, a 28º 37´ latitud norte y 103º 17´ longitud oeste, y 1165 msnm, cuyas temperaturas medias mensuales varían de 10.5 a 29.9 ºC, con medias máximas extremas de hasta 42 ºC y medias mínimas extremas de hasta -10 ºC. El estrato de suelo de 0-30 cm de profundidad tiene una textura areno arcillo limosa (68%, 21% y 11%, respectivamente), un pH de 7.6 y una conductividad eléctrica de 0.75 mM. El contenido de materia orgánica fl uctúa de 0.23 a 0.34%.

El estudio se realizó durante los ciclos otoño-invierno 2001-2004, en terrenos del Campo Experimental Delicias del INIFAP. Se compararon un total de 16 cultivares que se presentan en el Cuadro 1. En el ciclo 2003-2004 solamente se evaluaron los cultivares más rendidores de los primeros dos ciclos. Para cada ciclo de estudio, se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con cuatro repeticiones, una parcela experimental de 12 m2 y una parcela útil de 4 m2 (un surco de 5 m de largo y 0.8 m de ancho).

Las fechas de siembra fueron el 24, 4 y 15 de octubre de 2001, 2002 y 2003, respectivamente, en camas de 0.8 m de ancho, a doble hilera y una distancia entre plantas de 8 cm. Los bulbos se desgranaron de dos a tres días antes de la siembra. Se aplicó la dosis de fertilización 180-60-80, cuyas fuentes fueron urea, 11-52-00 y nitrato de potasio, fraccionando la urea en cuatro épocas de aplicación, y el fósforo y potasio en dos partes. Se aplicó la dosis 40-60-00 antes de la siembra y el resto (140-00-80) con el fertiriego, en cuatro aplicaciones distribuidas en el período de mayor desarrollo de follaje y bulbo.

2001-2002 2002-2003 2003-2004

Blancos:PerlaCaliforniaEarly California Chino CEDEL Chino Calera Del-1Del-19

Morados:EspañolCoreanoTaiwanCriollo de Cadereyta Del-45Del-53

PerlaCaliforniaEarly California Chino CEDEL Chino Calera Del-1Del-19

EspañolCoreanoTaiwánCriollo de Cadereyta Del-45Del-53Tinguindin Tacátzcuaro

Chino CEDEL Chino Calera Del-1Del-19Del-AG

EspañolCoreano

Del-45Del-53

Cuadro 1.Cultivares de ajos evaluados de otoño-invierno (2001-2004) en Delicias, Chihuahua, México.

El criterio para la aplicación de riego por goteo fue con base a lo recomendado por Chávez y Berzoza (2002), donde las láminas de riego variaron de 2.3 a 6.9 cm; mientras que, las frecuencias de riego fueron de 15 días durante los meses de octubre, noviembre, diciembre y enero; de siete a ocho días en febrero y marzo; y de cuatro a cinco días en abril. Los emisores se encontraban ubicados cada 30 cm, y el gasto del emisor fue de 1.38 L por h. Los aporques, deshierbes manuales y aplicaciones de agroquímicos se llevaron a cabo de acuerdo a los requerimientos del cultivo.

La cosecha se efectuó de 12 a 15 días después de que se diferenciaron los dientes dentro del bulbo, y esta fue del 15 de abril al 14 de mayo; las variedades de ajos de túnica morada se cosecharon 15 a 19 días antes que los de túnica blanca. El curado de bulbos después de arrancarlos del suelo y traslape o “enchufado” del follaje fue de cinco a siete días, posteriormente los bulbos se separaron del follaje ya seco.

Las características evaluadas fueron: longitud fi nal de follaje, número de hojas a cosecha (de una submuestra de cuatro plantas por parcela útil, considerando tanto hojas vivas como en proceso de senecencia), peso promedio de bulbo, número de dientes por bulbo en diez bulbos por parcela útil, rendimiento de bulbos por parcela útil y transformación a toneladas por hectárea. Además, de una muestra de 1 kg de bulbos, se clasifi caron de acuerdo a su diámetro en seis



categorías: 5 (< 4.2 cm), 6 (4.2-4.6 cm), 7 (4.7-5.2 cm), 8 (5.3 a 5.9 cm), 9 (6.0 a 6.4 cm) y 10 (6.5 a 6.9 cm).

Por otra parte, a partir de diciembre de 2003 y cada 29 a 32 días, hasta el 19 de abril de 2004, se muestrearon cuatro plantas por parcela útil de cada cultivar, para cuantifi car la dinámica de crecimiento. Una vez muestreadas las plantas, se lavaron con agua corriente y se separó la parte aérea o follaje del bulbo de la cabeza; cada porción se colocó en una bolsa de papel perforada y, posteriormente se secaron en una estufa con circulación de aire a una temperatura de 60 a 70 ºC por 72 h, y fi nalmente se pesaron.

Para el análisis de crecimiento se calculó la tasa relativa de crecimiento (TRC) y la tasa absoluta de crecimiento (TAC), éstas se obtuvieron mediante las siguientes ecuaciones (Hunt, 1978; Hunt, 1982; González et al., 1986):

Ln W2 - Ln W1 TRC= ------------------- T2 - T1

W2 - W1 TAC= ------------------ T2 - T1

donde:

TRC= tasa relativa de crecimiento

TAC= tasa absoluta de crecimiento

W1= peso seco 1

W2= peso seco 2

T1= tiempo 1

T2= tiempo 2

Ln= logaritmo natural.

Los análisis estadísticos utilizados se realizaron considerando los siguientes modelos:

Y= β0 + β1Cv + ε

Y= β0 + β1A + β2Cv + β3 A * Cv + ε

donde:

Cv= cultivar

A= ciclo de producción

β1... βn= parámetros estimados del modelo.

Para el análisis estadístico (ANOVA y comparación de medias con la Prueba de Tukey al 0.05 y 0.01) se utilizó el Paquete SAS (Statistical Analysis System) de acuerdo con SAS Institute (1986) y Chávez (2004).


Desarrollo del follaje y número de hojas

En el ciclo otoño-invierno 2001-2002 se encontró signifi cancia estadística para longitud de follaje y número de hojas a cosecha. Los cultivares Del-45 y Español alcanzaron los mayores valores de longitud de follaje con 62.7 y 60 cm, seguidos de Del-53 y Taiwán (Cuadro 2), similar a lo reportado por Pardo y Marin (2003a). Mientras que, para el número de hojas a cosecha, los mayores valores se presentaron en Chino CEDEL y Chino Calera con 13 y 12.7 hojas, respectivamente, aunque estadísticamente iguales a Coreano, Del-45, Del-1 y Del-53.

En el ciclo otoño-invierno 2002-2003 los mayores valores de longitud de follaje se obtuvieron en los cvs. Español (73.8 cm) y Tacatzcuaro (70.7 cm), y son diferentes signifi cativamente a Perla y Tinguindin, que tuvieron los valores más bajos (53.2 y 52.7 cm), similar a lo indicado por Pardo y Marin (2003b). Para número de hojas a cosecha, los mayores valores los presentaron California (14.7), Del-1 (14.7) y Chino CEDEL (14.3), y son estadísticamente diferentes a Early California, Coreano, Chino Calera, Perla y Del-19 (Cuadro 3), concordando con Acosta y Luján (1988), quienes encontraron de 12 a 13 hojas desarrolladas durante su ciclo vegetativo.

En el ciclo 2003-2004, en la característica longitud fi nal de follaje, a excepción del cv Del-53 que tuvo el valor más bajo, no se encontró signifi cancia entre el resto de los cultivares que tuvieron valores de 64.8 a 79.5 cm, donde Español y Coreano fueron los de mayor longitud (Cuadro 4), coincidiendo con Acosta (1985), quien reportó valores de longitud de follaje de 62 a 78 cm, los cuales disminuyeron


Cultivares Longitud final de follaje (cm)

No. de hojas a cosecha

Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)

Rendimiento (t ha-1)

Morados: Español 60.0 ab 9.5 cde 7.0 ef 37.0 ab 11.250 bc Coreano 45.7 de 11.7 abc 9.5 bc 48.5 a 15.208 a Taiwán 57.3 abc 10.0 bcde 11.1 a 33.7 ab 11.176 bc C. de Cadereyta 51.7 bcd 10.0 bcde 10.2 ab 33.0 ab 9.804 c Del-45 62.7 a 11.3 abcd 9.7 ab 45.5 ab 11.270 bc Del-53 57.7 abc 11.0 abcd 9.5 bc 44.9 ab 10.967 bc Blancos Chino CEDEL 46.0 de 13.0 a 9.1 bcd 43.7 ab 13.615 ab Chino Calera 44.7 de 12.7 ab 9.0 bcd 43.8 ab 14.167 ab California 41.0 e 8.0 e 6.8 ef 28.5 b 8.542 c EarlyCalifornia 41.0 e 7.7 e 5.6 f 37.8 ab 9.538 c Del-1 48.3 cde 11.3 abcd 7.8 de 40.3 ab 8.659 c Del-19 45.3 de 8.7 de 7.1 e 40.7 ab 8.816 c Perla 44.7 de 8.7 de 7.9 cde 32.8 ab 10.625 bc DMS 9.5 2.9 1.4 18.3 3.7 CV 6.4 9.6 5.7 15.6 11.3

Cuadro 2.Componentes de rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, otoño-invierno 2001-2002.

ZMedias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima signifi cativa; CV= coefi ciente de variación.



Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)


Morados Español 73.8 az 11.7 cde 6.7 c 53.8 bcd 11.567 abcd Coreano 65.7 ab 13.3 abc 10.7 ab 75.3 a 11.583 abcd Taiwán 61.0 ab 10.0 e 8.7 bc 50.4 cd 10.676 bcd C. de Cadereyta 60.3 ab 10.3 de 10.0 ab 49.2 cd 10.087 cde Del-45 64.7 ab 12.0 bcde 12.0 a 56.8 bcd 14.493 a Del-53 68.3 ab 11.3 cde 9.3 abc 60.4 bc 14.270 ab Tinguindin 52.7 b 10.3 de 8.3 bc 65.5 ab 8.593 def Tatatzcuaro 70.7 ab 11.7 cde 8.3 bc 59.0 bc 10.413 cde Blancos Chino CEDEL 69.0 ab 14.3 ab 9.3 abc 64.0 ab 13.383 abc Chino Calera 67.2 ab 13.3 abc 9.7 ab 60.5 bc 12.343 abc California 62.5 ab 14.7 a 8.7 bc 44.6 d 5.567 f EarlyCalifornia 66.7 ab 13.7 abc 8.3 bc 54.7 bcd 6.927 ef Del-1 68.3 ab 14.7 a 9.3 abc 58.1 bc 10.087 cde Del-19 56.3 ab 12.3 abcde 8.3 bc 50.9 cd 8.310 def Perla 53.2 b 12.7 abcd 8.3 bc 48.1 cd 8.527 def DMS 18.6 2.7 2.7 12.6 3.7 CV 9.6 7.1 9.8 7.3 11.7





a medida que se retrasó la fecha de siembra. En cuanto a número de hojas a cosecha no se encontró signifi cancia entre cultivares.

Al comparar los valores promedio de los tres ciclos de producción (Cuadro 5), se encontró signifi cancia para las



Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)


Morados Español 79.5 az 10.8 a 7.5 d 41.6 c 8.975 d Coreano 79.0 ab 11.5 a 10.6 c 51.0 ab 12.521 bc Del-45 64.8 ab 10.5 a 18.7 a 48.8 abc 10.449 cd Del-53 63.0 b 11.0 a 17.1 a 49.8 abc 10.391 cd Blancos Chino CEDEL 75.3 ab 11.0 a 13.5 b 42.7 bc 12.188 bc Chino Calera 77.0 ab 11.5 a 13.2 b 53.4 a 15.625 a Del-1 77.0 ab 12.3 a 14.4 b 52.6 a 13.945 ab Del-19 76.8 ab 12.3 a 15.0 b 51.4 ab 14.601 ab Del-AG 76.2 ab 12.3 a 15.0 b 50.9 ab 14.593 ab DMS 16.3 2.5 2.0 9.0 2.7 CV 9.3 9.4 6.0 7.8 9.2

Tratamientos Longitud final de follaje (cm)


Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)


Ciclos 2001-2002 51.3 cz 11.1 b 8.6 b 43.7 c 11.744 a 2002-2003 66.7 b 12.9 a 9.4 b 60.0 a 12.005 a 2004-2005 74.3 a 11.5 b 13.0 a 49.9 b 12.540 a DMS 3.8 0.7 0.5 3.9 0.9 Morados Español 71.2 az 10.6 d 7.2 d 44.3 c 10.600 c Coreano 62.8 b 12.2 abc 10.1 c 58.3 a 13.197 ab Del-45 64.3 ab 11.3 bcd 13.2 a 50.6 abc 12.129 bc Del-53 63.1 ab 11.1 cd 11.9 b 52.1 abc 11.833 bc Blancos Chino CEDEL 64.3 ab 12.8 ab 10.7 c 50.3 abc 13.097 ab Chino Calera 62.8 b 12.4 abc 10.6 c 54.9 ab 14.323 a Del-1 64.6 ab 12.9 a 10.4 c 50.1 abc 10.762 c Del-19 59.7 b 11.2 cd 10.2 c 48.9 bc 10.830 c DMS 8.2 1.5 1.2 8.3 1.9 Inter. Ciclo x cv ** ** ** ** ** CV 8.6 8.7 7.2 10.8 10.4





características de longitud fi nal de follaje y número de hojas a cosecha. En el ciclo 2003-2004 se tuvo el mayor valor de longitud de follaje con 74.3 cm; sin embargo, en el ciclo 2002-2003 se alcanzó el mayor número de hojas a cosecha (12.9). Por otra parte, también se encontró signifi cancia entre cultivares, donde el mayor valor de longitud fi nal de follaje


lo presentó el cv Español (71.2 cm), pero sin diferenciarse signifi cativamente de Del-1, Del-45, Chino CEDEL y Del-53. Mientras que, Del-1, Chino CEDEL, Chino Calera y Coreano presentaron los mayores valores de número de hojas a cosecha (12.2 a 12.8).

Número de dientes por bulbo y peso de bulbo

De acuerdo con el Cuadro 2, en el ciclo otoño-invierno 2001-2002 los cvs. Taiwán, Criollo de Cadereyta, Del-45 y Del-53 presentaron los mayores valores de número de dientes (9.5 a 11.1), con diferencias signifi cativas entre tratamientos. Mientras que, en la característica peso por bulbo, Coreano tuvo el mayor valor con 48.5 g, pero sin diferenciarse signifi cativamente entre la mayoría de los cultivares. En el ciclo 2002-2003 Del-45 tuvo el mayor número de dientes (12), seguido de Coreano, C. de Cadereyta, Chino Calera, Chino CEDEL y Del-53 (Cuadro 3). En cuanto a peso por bulbo, Coreano tuvo el mayor valor (75.3 g), y similar a Tinguíndin (65.5 g) y Chino CEDEL (64 g). En el ciclo 2003-2004, en la característica de dientes por bulbo Del-45 y Del-53 tuvieron los mayores valores con 19 y 17 dientes por bulbo, respectivamente, con lo que superaron signifi cativamente a los demás cultivares (Cuadro 4). Mientras que, en la característica peso por bulbo, Chino Calera y Del-1 alcanzaron los mayores valores (53.4 y 52.6 g), aunque sin diferenciarse signifi cativamente de los cultivares Del-19, Coreano, Del-AG, Del-53 y Del-45. Al comparar los promedios de los tres ciclos de producción (Cuadro 5), se encontró que en el ciclo 2003-2004 se obtuvo signifi cativamente un mayor número de dientes por bulbo; sin embargo, en el ciclo 2002-2003 se alcanzó el mayor promedio de peso por bulbo.

El cultivar que presentó signifi cativamente el mayor número de dientes en los tres ciclos de producción, fue Del-45 con 13.2 dientes; mientras que, los menores valores los tuvieron los cvs. Coreano, Del-19, Del-1, Chino Calera y Chino CEDEL sin diferenciarse signifi cativamente (10.1 a 10.7). Esta información indica que el número de dientes por bulbo encontrado en este trabajo es menor al reportado por Luján (1991), Pérez et al. (2003) y Pardo y Marin (2003b), los cuales obtuvieron de 12 hasta 50 dientes; mientras que, en evaluaciones locales de los ciclos 1984-1985 y 1987-1988 con diferentes cultivares, Acosta (1985) y Acosta y Lujan (1988) encontró valores de 17 a 41 y de 9 a 14 dientes por bulbo, respectivamente.

Macías (2001) reportó valores de 11 a 24 dientes por bulbo. Por otro lado, Coreano obtuvo el mayor peso por bulbo con

58 g, aunque sin diferenciarse estadísticamente de los cvs. Chino Calera, Del-53, Del-45, Chino CEDEL y Del-1 que alcanzaron valores de 50.1 a 54.9 g. No concordando a lo encontrado por Stahlschmidt et al. (1997) y Pérez et al. (2003), donde la variación entre cultivares va de 25 a 73 g en cuatro ciclos de producción.

Rendimiento de bulbos

En el Cuadro 2, se muestra que en ciclo 2001-2002, los cultivares que tuvieron mayor rendimiento comercial fueron Coreano (15.208 t ha-1), Chino Calera (14.167 t ha-1) y Chino CEDEL (13.615 t ha-1), sin diferenciarse signifi cativamente. Mientras que, en el ciclo 2002-2003, los de mayor rendimiento fueron Del-45 y Del-53 , con 14.493 y 14.270 t ha-1, respectivamente (Cuadro 3), aunque sin diferencias signifi cativas con respecto a Chino CEDEL, Chino Calera, Coreano y Español. Por otra parte, en el ciclo 2003-2004 aunque Chino Calera presentó el mayor valor, no se detecto signifi cancia con Del-19, Del-AG y Del-1 (Cuadro 4).

Al comparar rendimientos promedio de los tres ciclos de producción, de acuerdo con el Cuadro 5, no se encontró signifi cancia estadística entre ellos. Sin embargo, al comparar promedios de cultivares se muestra variabilidad genética entre ellos; Chino Calera tuvo el mayor rendimiento (14.323 t ha-1), aunque no se diferenció signifi cativamente de Coreano (13.197 t ha-1) y Chino CEDEL (13.097 t ha-1).

Los máximos rendimientos obtenidos en los tres ciclos de producción (15.208 t ha-1 en 2001-2002, 14.493 t ha-1 en el 2002-2003 y 15.625 t ha-1 en el 2003-2004, superan a los obtenidos por Pérez et al. (2003) en Irapuato, Guanajuato, quienes en cuatro ciclos de producción reportaron como valores más altos 12.8, 10.1, 10.9 y 10.8 t ha-1. Mientras que, Macías (2001) en Aguascalientes, Aguascalientes, reportó rendimientos de 14.7 a 16.66 t ha-1. En Minnesota EE.UU, Rosen y Tong (2001) obtuvieron rendimientos de 4.59 a 7.6 t ha-1, mientras que, Gaviola y Lipinski (2004) obtuvieron de 8.536 a 12.913 t ha-1, en Mendoza, Argentina.

En otros estudios realizados en Delicias, Chihuahua, Acosta (1985) observó rendimientos de 7 a 12.5 t ha-1, en un estudio de fechas de siembra, donde se encontró que en una fecha de siembra similar (16 de octubre) a las realizadas en el presente estudio (4 al 24 de octubre) se obtuvieron de 8.5 a 8.9 t ha-1, lo que índica que en fechas de siembra de mediados de septiembre es posible incrementar aún más el rendimiento de los cultivares sobresalientes, ya que por cada día de retrasó en la fecha



de siembra a partir del 14 de septiembre el rendimiento disminuyó de 91 a 114 kg en los cultivares Cristal y Perla. Posteriormente, Acosta y Luján (1988) al comparar ocho diferentes cultivares, en una siembra realizada el 20 de octubre obtuvieron rendimientos de 4.8 a 7.9 t ha-1.

Calidad de bulbo en base a diámetro

Con base a su diámetro, mostrado en el Cuadro 6, en el ciclo 2002-2003, el cv. Coreano mostró superioridad estadística para producir bulbos clase 10 (6.5 a 6.9 cm de diámetro), con un valor de 27%, e incluso presentó un total de 50% de bulbos con diámetro mayor e igual de 6.0 cm (tamaños 10 y 9), seguido por Del 1 (25%), Chino Calera (20%) y Chino CEDEL (18%); mientras que, los cultivares que mostraron los tamaños más chicos (tamaños 5 y 6, con diámetro igual o menor de 4.6 cm) fueron California (57%), Early California (43%), Perla (28%), C. de Cadereyta (25%) y Taiwán (23%). En el ciclo 2003-2004, no se obtuvieron tamaños 9 y 10 (≥ 6.0 cm); sin embargo, Coreano, Del-19, y Del-AG presentaron los mayores porcentajes de tamaños 7 y 8 (5.3 a 5.9 cm) con valores de 7 a 11%, sin diferenciarse signifi cativamente de

Del-1 y Chino Calera (Cuadro 7). Al comparar los ciclos de producción (Cuadro 8), se observa que en el ciclo 2002-2003, se obtuvieron mayores valores de tamaños 8, 9 y 10 (58%), lo que coincidió también con un mayor peso promedio por bulbo. Mientras que, al comparar el comportamiento de los cultivares en estos ciclos de producción, Coreano presentó signifi cativamente el mayor porcentaje de bulbos mayores de 6.5 cm (9%) y mayores de 6.0 cm (18%).

Crecimiento de follaje y bulbo

De acuerdo con la Figura 1, la etapa de mayor crecimiento del follaje en la mayoría de los cultivares se presentó de mediados de enero a mediados de abril (90 a 180 días después de la siembra); sin embargo, Del-45 y Del-53 mantuvieron tal comportamiento desde mediados de diciembre hasta mediados de marzo. Mientras que, la etapa de máximo crecimiento del bulbo (Figura 2), se presentó desde mediados de marzo hasta mediados de abril (150 a 180 días después de la siembra), esto es, hasta que se cosecharon los bulbos. Este comportamiento coincide en parte con Lujan (1991) en cultivares de túnica blanca. Sin embargo, al comparar

Tamaño de bulbo (%) con base a diámetro (cm) Cultivares

106.5 - 6.9

96.0 a 6.4

85.3 a 5.9

74.7 a 5.2

64.2 a 4.6

5< 4.2

EspañolCoreanoTaiwanC. de Cadereyta Del-45Del-53Tinguindin Tacatzcuaro

Chino CEDEL Chino Calera CaliforniaEarly California 5 Del-1 4 Del-19 1 Perla

DMSCV

2 b Z

27 a 0 b 0 b 0 b 0 b 0 b 2 b

0 b 5 b 0 b 0 b 7 b 2 b 3 b

7.625.6*

5 bc 23 a 2 c 2 c

7 bc 5 bc

13 abc 10 abc

18 ab 15 abc

0 c 7 bc

18 ab 7 bc 3 bc

16.230.6*

40 ab 37 ab 22 ab 23 ab 37 ab 28 ab 40 ab 42 ab

42 ab 53 ab 7 b

10 b 43 ab 48 a

32 ab

37.837.2

41 ab 13 b 35 ab 50 a

37 ab 47 ab 35 ab 33 ab

32 ab 18 ab 37 ab 40 ab 27 ab 32 ab 33 ab

33.832.8

10 bcd 0 d

18 abcd 20 abcd

8 cd 17 abcd

8 cd 10 bcd

8 cd 8 cd

37 a 33 ab 7 cd

10 bcd 25 abc

24.234.6*

2 ab 0 b 5 ab 5 ab

12 ab 3 ab 3 ab 3 ab

0 b 0 b 20 a

10 ab 0 b 2 b 3 b

18.836.2*

Cuadro 6.Clasifi cación de bulbos de cultivares de ajo con base a su diámetro (cm) otoño-invierno 2002-2003, en Delicias, Chihuahua.

ZMedias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima signifi cativa; CV= coefi ciente de variación; *= coefi ciente de variación de datos transformados con √x+0.5.



106.5 - 6.9

96.0 a 6.4

85.3 a 5.9

74.7 a 5.2

64.2 a 4.6

5< 4.2

EspañolCoreanoDel-45Del-53

Chino CEDEL Chino Calera Del-1Del-19Del-AG

DMSCV

0 a 0 a 0 a 0 a

0 a 0 a 0 a 0 a 0 a

0-

0000

00100

2.135.7*

0 b Z11 a 0 b 0 b

0 b 4 ab 4 ab 8 ab 7 ab

11.223.6*

4 b 24 ab 5 b

15 ab

19 ab 34 a 31 a 33 a 32 a

23.137.5*

27 a 29 a 42 a 46 a

38 a 37 a 35 a 38 a 37 a

30.535.4

34 a 26 ab 41 a

28 ab

26 ab 22 ab 22 ab 13 b 12 b

21.734.6


106.5 - 6.9

96.0 a 6.4

85.3 a 5.9

74.7 a 5.2

64.2 a 4.6

5< 4.2

2001-2002 0 bz 2 b 21b 45 a 24 b 7 b 2002-2003 5 a 12 a 41a 31 b 8 c 2 b 2004-2005 0 b 1 b 6 c 23 c 37 a 30 a

DMS 1.2 3.0 6.6 7.7 7.1 5.3 Morados: Español 2 bz 3 b 22 ab 28 a 23 a 18 ab Coreano 9 a 9 a 29 a 27 a 12 a 11 ab Del-45 0 b 3 b 24 ab 29 a 21 a 19 a Del-53 0 b 2 b 21 ab 35 a 27 a 12 ab Blancos

Chino CEDEL 1 b 7 ab 20 ab 31 a 25 a 12 ab Chino Calera 2 b 6 ab 26 ab 34 a 20 a 12 ab

Del-1 2 b 7 ab 15 b 38 a 26 a 10 ab Del-19 1 b 2 b 20 ab 38 a 29 a 6 b DMS 2.6 6.5 14.0 16.4 17.1 11.4

Inter. Ciclo x cv ** ** ** ** ns ns CVy 26.5 40.2 24.6 17.9 29.5 36.0

Cuadro 7.Clasifi cación de bulbos de cultivares de ajo con base a su diámetro (cm), otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua.

Cuadro 8.Clasifi cación y comparación de bulbos de cultivares de ajo con base a su diámetro (cm) en otoño-invierno (2001-2004) en Delicias, Chihuahua.





los resultados con otros estudios realizados en Delicias, Chihuahua, los cultivares de túnica morada como C. de Cadereyta y Chileno presentaron su máximo crecimiento de follaje y bulbo de 25 a 30 días antes que los cultivares de túnica blanca; mientras que, en el presente estudio estas diferencias no fueron tan marcadas.

Figura 1. Dinámica de crecimiento de follaje en cultivares de ajo otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua. PS= peso seco.

Figura 2. Dinámica de crecimiento de bulbo de cultivares de ajo otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua. PS= peso seco.

Los cultivares que presentaron un mayor incremento en el crecimiento de bulbo por día (tasa absoluta de crecimiento del bulbo por planta), en los últimos 30 días del ciclo vegetativo, fueron Del-45 y Coreano (Figura 3).

PS fo

llaje

pla

nta-1

(g)

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Fechas de muestreo

18-Dic. 19-Ene. 19-Feb. 19-Mar. 19-Abr.

Español

Coreano

DEL-45

DEL-53

ChinoCEDELChino Calera

PS b

ulbo

pla

nta-1

(g)

35

30

25

20

15

10

5

0

Fechas de muestreo

18-Dic. 19-Ene. 19-Feb. 19-Mar. 19-Abr.

Español

Coreano

DEL-45

DEL-53

ChinoCEDELChino Calera


Figura 3. Tasa absoluta de crecimiento (TAC) de bulbo en cultivares de ajo otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua.

CONCLUSIONES

Se encontró signifi cancia entre ciclos de producción en longitud fi nal de follaje, número de hojas a cosecha, número de dientes, peso por bulbo y calidad de bulbos (con base a diámetro).

Se observó signifi cancia entre cultivares para longitud fi nal de follaje, número de hojas a cosecha, número de dientes, peso por bulbo, rendimiento de bulbos y bulbos con diámetro mayor de 5.3 cm (tamaños 8, 9 y 10).

Del-45 presentó signifi cativamente el mayor número de dientes en los tres ciclos de producción; y los menores valores los tuvieron Coreano, Del-19, Del-1, Chino Calera y Chino CEDEL.

En tres ciclos de producción los cvs. más rendidores fueron Chino Calera, Coreano y Chino CEDEL; pero Coreano presentó el mayor porcentaje de bulbos mayores a 6 y 6.5 cm.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo a los Ing. Salvador Rubio Díaz y Alberto Agapito Gándara Calderón, investigadores del Campo Experimental Zacatecas y

Delicias, respectivamente, ambos del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).

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Fechas de muestreo

19-Ene. 19-Feb. 19-Mar. 19-Abr.

EspañolCoreanoDEL-45DEL-53Sel. ChinoChino CalDEL-1DEL-*AG

TAC

(g d

ía-1

plan

ta-1)

0.900.800.700.600.500.400.300.200.100.00



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DIVERSIDAD MORFOLÓGICA DE MAÍCES NATIVOS DEL VALLE DE PUEBLA*

MORPHOLOGICAL DIVERSITY OF MAIZE LANDRACES FROM THE PUEBLA VALLEY

René Hortelano Santa Rosa1, Abel Gil Muñoz2§, Amalio Santacruz Varela1, Salvador Miranda Colín1 y Leobigildo Córdova Téllez1

1Instituto de Recursos Genéticos y Productividad, Colegio de Postgraduados. km 36.5 carretera México-Texcoco. C. P. 56230 Montecillo, Texcoco, Estado de México. 2Estrategias para el Desarrollo Agrícola Regional, Colegio de Postgraduados Campus Puebla. §Autor para correspondencia: [email protected]

RESUMEN

El objetivo de este estudio fue conocer el nivel de diversidad morfológica y los tipos raciales de los maíces nativos de la región del Valle de Puebla, Puebla, durante el año 2004 se evaluaron 58 muestras provenientes de 35 comunidades ubicadas en las microregiones de La Malinche, Iztaccíhuatl-Popocatépetl y valle, así como seis testigos de las razas Cónico, Cónico Norteño, Chalqueño y Cacahuacintle. Los experimentos se establecieron en tres localidades, una de cada microregión. En cada muestra se midieron 21 caracteres morfológicos. El análisis de varianza indicó diferencias altamente signifi cativas entre muestras para todas las variables, evidenciando la existencia de una amplia variabilidad morfológica. Los análisis de componentes principales y de agrupamiento con 18 caracteres seleccionados diferenciaron a las muestras en dos conjuntos basados en la coloración de grano: uno de grano pigmentado y otro de grano blanco. El primero presentó valores menores en las variables de tipo fenológico, vegetativo, mazorca y grano, mientras que el segundo tuvo valores altos en los caracteres mencionados. Al interior de los grupos se presentó una diferencia gradual y continua de caracteres, lo que permitió formar subgrupos. Las evidencias disponibles indican que los maíces nativos del Valle de Puebla presentan divergencia de los materiales Cónicos, y cierto grado de similitud hacia los de tipo Chalqueño, particularmente con la variante Chalco Crema. La similitud fue más evidente en los materiales de grano blanco, pues los pigmentados se apartaron notablemente de los chalqueños. Se detectó la presencia, aunque escasa, de poblaciones afi nes a la raza Cacahuacintle.

Palabras clave: Diversidad genética, razas de maíz, raza Chalqueño, raza Cónico.

ABSTRACT

To assess the existing level of morphological diversity, and the racial types present among maize landraces in the Puebla Valley region, Puebla, Mexico, an evaluation was conducted during the year 2004. It included a set of 58 samples from 35 communities located in the microregions La Malinche, Iztaccihuatl-Popocatepetl and Valle, as well as six controls, representatives of the Conico, Conico Norteño, Chalqueño and Cacahuacintle races. Experiments were planted at three locations, one for every microregion. For each sample, 21 morphological traits were recorded. The analysis of variance indicated highly signifi cant differences among samples for all variables. This was taken as an evidence of the presence of a considerable morphological variability. The principal components and cluster analyses based on 18 selected traits divided the samples in two sets, considering grain color: the pigmented ones and the white ones. The fi rst group had the lower values for phenological, vegetative, ear and grain traits, while the second had higher values for the same variables. A progressive and continuous differentiation of traits within each major group was detected, which allowed the defi nition of subgroups. The available evidences indicate that the landraces from the Puebla Valley, diverge from the Conico type materials, and have some similarity with

* Recibido: Junio de 2006

Aceptado: Septiembre de 2007


René Hortelano Santa Rosa et al.

Chalqueño types, mainly with the Chalco Crema subtype. The similarity was more evident among the white grain materials since the pigmented ones departed notably from the subtype mentioned. The presence, although scarce, of samples related to the Cacahuacintle race was detected.

Key words: Conico Race, Chalqueño Race, Genetic diversity, Maize races.

INTRODUCCIÓN

El estado de Puebla se encuentra entre los primeros cinco a nivel nacional en cuanto a producción de maíz; ya que aporta un volumen de producción de 855 242 53 t, el cual representa 4.27% de lo generado en México. Datos del INEGI (2005) indican que en dicho estado, de un total de 926 125 ha destinadas a la agricultura, 60.97% sembró con maíz; 91.3% de tal superfi cie se cultivó bajo condiciones de temporal. Otro aspecto relevante es que se emplean predominantemente variedades nativas; al respecto, INEGI (2002) refi ere a que tal utilización alcanzó 90.2% en 2001. Al interior del estado, el Distrito de Desarrollo Rural 05 Cholula, el cual abarca la región conocida como el Valle de Puebla, ocupa el segundo lugar en importancia en cuanto a producción de maíz, y reproduce las tendencias presentes a nivel estatal; en donde el cultivo se desarrolla fundamentalmente bajo condiciones de temporal y con el empleo de semilla nativa.

Trabajos de investigación realizados en el Valle de Puebla y condensados por Muñoz (2003) y Gil et al. (2004) han evidenciado la existencia de una variabilidad considerable entre las poblaciones nativas tanto en coloración de grano como en caracteres agronómicos, la cual puede agruparse en un patrón varietal, sistema que conjunta los grupos de poblaciones, los estratos o niveles ambientales y las relaciones que se presentan entre ellos (Muñoz, 2003). El patrón varietal de la región de estudio está integrado por variedades con grano de color blanco, azul, pinto, amarillo y rojo, y abarca tres niveles de precocidad: precoz, intermedio y tardío (López et al., 1996). En el trabajo de Wellhausen et al. (1951) se consigna la presencia de las razas Chalqueño y Cónico, mientras que Cervantes y Mejía (1984), basándose en evaluaciones agronómicas y observaciones de campo realizadas entre 1971 y 1973, reportaron para dicha área una variabilidad genética comprendida entre los complejos raciales Arrocillo Amarillo, Chalqueño, Cónico y Bolita, con predominancia de Chalqueño y Cónico, formando un continuo con infi ltración racial de diferente magnitud. Finalmente, Muñoz (2003) menciona que en el Valle de Puebla se encuentran los maíces Chalqueño, Cónico, Elotes cónicos y Cacahuacintle.

En este contexto, y dada la importancia del maíz en la región y el estado, así como los indicios de diversidad genética existentes y la falta de un estudio específi co de caracterización racial, se desarrolló esta investigación, la cual tuvo como objetivo determinar el nivel de variabilidad morfológica existente en los maíces nativos del Valle de Puebla, y precisar cuáles son las razas de maíz presentes en la actualidad en la región de estudio.


El área geográfi ca donde se condujo la investigación fue la conocida como Valle de Puebla, delimitada en la parte Norte por el estado de Tlaxcala; en el Sur, por los municipios de Tochimilco, Atlixco, Teopantlán y Huehuetlán el Grande; hacia el Este por los municipios de Tepeaca, Cuautinchán y Tzicatlacoyan; y en el lado Oeste por las formaciones volcánicas del Iztaccíhuatl y Popocatépetl, en colindancia con los estados de México y Morelos. Una amplia porción del valle está situada entre las estribaciones de los volcanes Popocatépetl e Iztaccíhuatl al Oeste y la Malinche al Noreste. De manera más precisa, el Valle de Puebla se localiza entre los 18º 49’ y 19º 28’ de latitud Norte, y entre los 97º 47’ y 98º 43’ de longitud Oeste (INEGI, 1987). En base a criterios de ubicación geográfi ca y altitud, el valle se ha dividido en tres microregiones (Gil et al., 2004): Iztaccíhuatl-Popocatépetl, localizada en la parte occidental y con altitudes mínimas de 2 400 msnm; La Malinche, situada al oriente del valle y a una altitud mínima de 2 600 msnm; y el valle propiamente dicho, comprendido entre ambas microregiones.

El grupo de materiales bajo estudio lo constituyeron 58 maíces nativos (Cuadro 1), colectados por el programa de mejoramiento genético del Campus Puebla entre 1999 y 2000, directamente con agricultores del Valle de Puebla, a quienes se les solicitó una muestra de 1.5 kg de la semilla que tradicionalmente empleaban para producción de grano y rastrojo. Los materiales fueron obtenidos en 32 localidades distribuidas en 13 municipios de la región (Figura 1). También se incluyeron los siguientes materiales testigo: Criollo del Mezquital (representante de la raza Cónico, grano blanco); Zac-58 (raza Cónico Norteño, grano blanco); Chalco Crema (variante de Chalqueño, grano cremoso); Chalco Palomo (variante de Chalqueño, grano blanco); Compuesto Cajetes (reportado como variante tardía de Chalqueño por Wellhausen et al., 1951), y una colecta representativa de la raza Cacahuacintle. Todos estos testigos fueron provistos por el programa de mejoramiento genético de maíz del Colegio de Postgraduados.

Diversidad morfológica de maíces nativos del Valle de Puebla 191

Etiqueta Número de Color de Localidad Municipio Altitud Región* colecta grano msnm 1 5963 Rojo Acajete Acajete 2420 M 2 6032 Blanco Acajete Acajete 2420 M 3 6097 Azul Ntra. Sra. del Monte Acajete 2800 M 4 6265 Blanco Ntra. Sra. del Monte Acajete 2800 M 5 6270 Blanco Tepetzala Acajete 2480 M 6 6962 Rojo Canoa Puebla 2600 M 7 6964 Pinto La Resurrección Puebla 2320 M 8 6967 Amarillo Tepulco Acajete 2560 M 9 6968 Blanco Tepatlaxco Acajete 2540 M A 6972 Moradillo Canoa Puebla 2600 M B 6980 Azul Tepatlaxco Acajete 2540 M C 6981 Azul Tepetzala Acajete 2480 M D 6995 Blanco C. Canoa Puebla 2600 M E 7008 Blanco C. Tepatlaxco Acajete 2540 M F 7013 Moradillo La Resurrección Puebla 2320 M G 7016 Azul La Resurrección Puebla 2320 M H 7023 Pinto Tepulco Acajete 2560 M I 7040 Amarillo Acajete Acajete 2420 M J 7252 Blanco Ixtenco Ixtenco, Tlaxcala 2500 M K 7269 Blanco S. Pablo del Monte S. P. del Monte, Tlaxcala 2240 M L 5994 Blanco S. Juan Cuautlancingo Cuautlancingo 2140 V M 6004 Azul Tianguismanalco Tianguismanalco 2160 V N 6008 Amarillo S. Matías Atzala S. Felipe Teotlalcingo 2340 V P 6013 Azul Zacatepec Huejotzingo 2220 V Q 6067 Blanco Huejotzingo Huejotzingo 2260 V R 6120 Blanco S. Mateo Capultitlán Huejotzingo 2260 V S 6153 Blanco Zacatepec Huejotzingo 2220 V T 6237 Rojo S. Lorenzo Chiautzingo Chiautzingo 2400 V U 6857 Blanco Huejotzingo Huejotzingo 2260 V V 6867 Blanco S. Matías Atzala S. Felipe Teotlancingo 2340 V W 6892 Blanco S. Miguel Tianguizolco Huejotzingo 2340 V X 6893 Azul S. Lorenzo Chiautzingo Chiautzingo 2400 V Y 6903 Moradillo S. Lorenzo Chiautzingo Chiautzingo 2400 V Z 6914 Pinto S. Lorenzo Chiautzingo Chiautzingo 2400 V a 6922 Azul S. Miguel Tianguizolco Huejotzingo 2340 V b 6929 Rojo Tianguismanalco Tianguismanalco 2160 V c 7045 Amarillo S. Simón Atzitzintla S. Salvador el Verde 2680 V d 7057 Blanco S. Matías Atzala S. Felipe Teotlancingo 2340 V e 7061 Pinto S. Lorenzo Chiautzingo Chiautzingo 2400 V f Pinto S Pinto Huejotzingo Huejotzingo 2260 V g 5977 Azul Sta. Rita Tlahuapan Tlahuapan 2500 IP h 6041 Azul S. Juan Tlale S. Felipe Teotlancingo 2480 IP i 6063 Blanco Sta. María Nepopualco Huejotzingo 2540 IP j 6099 Blanco S. Francisco La Unión Tlahuapan 2680 IP k 6149 Blanco S. Juan Tlale S. Felipe Teotlancingo 2480 IP

Cuadro 1. Número de colecta, color de grano y procedencia de los maíces nativos evaluados en 2004.



gm 6155 Blanco La Preciosita Tlahuapan 2690 IP n 6181 Blanco S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde 2240 IP o 6203 Amarillo S. Rafael Ixtapalucan Tlahuapan 2600 IP p 6214 Blanco S. Nicolás Zecalacoayan Chiautzingo 2460 IP q 6847 Blanco S. Andrés Calpan Calpan 2400 IP r 6880 Blanco S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde 2240 IP s 6927 Moradillo Sta. María Atexcac Huejotzingo 2640 IP t 7049 Rojo S. Salvador el Verde S. Salvador el Verde 2400 IP u 7050 Pinto S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde 2240 IP v 7058 Azul S. Antonio Tlaltenco Chiautzingo 2580 IP w 7073 Rojo S. Pedro Yancuitlalpan S. Nicolás de los Ranchos 2500 IP x 7078 Azul Santiago Xalitzintla S. Nicolás de los Ranchos 2560 IP y 7103 Moradillo Sta. María Nepopualco Huejotzingo 2540 IP

Cuadro 1. Número de colecta, color de grano y procedencia de los maíces nativos evaluados en 2004 (continuación).

*V= Valle; IP= Iztaccíhuatl-Popocatépetl; M= La Malinche.

S. F. TEOTLALCINGO

CUAUTLANCINGO

S. P. DEL MONTE

IXTENCO

Adaptado de CIMMYT (1974)

Figura 1. Ubicación del Valle de Puebla y municipios de colecta de los maíces nativos estudiados (Los triángulos indican localidades de evaluación).

Los 64 materiales se evaluaron en tres localidades del Valle de Puebla: Ixtenco, Tlaxcala (19° 15’ 02’’ latitud norte, 97° 53’ 38’’ longitud oeste, 2500 msnm), San Mateo Capultitlán (19° 11’ 40’’ latitud norte, 98° 24’ 54’’ longitud oeste, 2 260 msnm) y San Lorenzo Chiautzingo (19° 12’ 06’’ latitud norte, 98° 28’ 02’’ longitud oeste, 2 400 msnm) (INEGI, 1987). Las fechas de siembra respectivas fueron 26 de marzo, 3 y 7 de mayo de 2004.

Para los experimentos se utilizó un diseño látice cuadrado 8×8 con dos repeticiones (Martínez, 1988). El tamaño de la parcela experimental fue de dos surcos de 5 m de largo y 0.85 m de ancho, la parcela útil fue el total de la parcela experimental.

La siembra se realizó colocando tres semillas cada 50 cm para después de seis semanas ajustar a dos plantas por mata. La siembra y manejo del cultivo se hicieron conforme al manejo convencional de los productores de la región, utilizando las dosis de fertilización recomendadas (120-40-50 en Ixtenco; 160-70-30 en San Mateo Capultitlán y 140-60-30 en San Lorenzo Chiautzingo); en todos los casos se aplicó todo el fósforo y la mitad del nitrógeno al momento de la primera labor y aclareo, y la otra mitad del nitrógeno dos semanas después, con la segunda labor.

Tomando como referencia el trabajo de Herrera et al. (2000), en cada parcela experimental se registró la fl oración masculina y femenina en días después de la siembra, cuando 50% de las plantas de la parcela experimental presentaron emisión de polen y estigmas expuestos en el jilote superior respectivamente. Quince días después de ocurrida la fl oración, se marcaron cuatro plantas con competencia completa en las cuales se cuantifi có la altura de planta y mazorca, longitud total de espiga, longitud promedio de ramas, longitud de rama central y pedúnculo, así como el número de ramas de la espiga.

A la cosecha se colectaron las mazorcas de las plantas previamente marcadas, y se registró el peso seco de muestra, ajustado al 14% de humedad. En cada mazorca se midió longitud y diámetro en centímetros, se contó el número de hileras y granos por hilera, y se determinó el porcentaje de grano y olote. De cada mazorca también se tomaron 10 granos de la parte central, en los cuales se determinó la longitud, ancho y grosor en centímetros, así como el volumen promedio de grano, en centímetros cúbicos, y se calculó la relación ancho de grano/longitud de grano.


Empleando los datos recabados en las tres localidades, y considerando que según Martínez (1989) las series de látices pueden analizarse como si fueran bloques al azar ordinarios, se realizó un análisis de varianza combinado bajo tal diseño a través de ambientes, empleando el programa Statistical Analysis System (SAS) versión 8.0 para Windows (SAS Institute, 1999). Posteriormente, y para evitar problemas de colinealidad en análisis posteriores, se hizo una selección de variables, utilizando el método Stepwise de SAS (SAS Institute, 1999). Así, de un total de 21 caracteres evaluados en campo se seleccionaron 18 características para análisis posteriores.

Los promedios por población de las variables morfológicas seleccionadas en el paso anterior fueron estandarizados; con esta información se procedió a practicar un análisis de componentes principales, recurriendo al procedimiento PRINCOMP de SAS (SAS Institute, 1999). Además, se efectuó un análisis de conglomerados con el paquete estadístico NTSYS-pc (Rohlf, 1993) utilizando las medias estandarizadas de los 18 caracteres seleccionados. Para este análisis se usó el sistema multivariado de taxonomía numérica que permitió estimar la matriz de distancias euclidianas; el dendrograma se obtuvo por el método de agrupamiento UPGMA.


El análisis de varianza combinado indicó que para la fuente de variación maíces nativos se presentaron diferencias altamente significativas en 20 variables y significativas en una, diámetro de mazorca (Cuadro 2). Para ambientes, se presentaron diferencias altamente signifi cativas en 15 variables y signifi cativas en diámetro de mazorca; no hubo variación signifi cativa en las variables peso seco de muestra, porcentaje de grano, porcentaje de olote, granos por hilera y ancho de grano. Finalmente, en el caso de la interacción maíces nativos x ambientes, sólo hubo diferencias signifi cativas en tres de las 21 variables evaluadas: altura de planta, granos por hilera y relación ancho/longitud de grano.

La presencia de diferencias estadísticas entre maíces nativos es un indicador de la existencia de diversidad genética entre ellas, así como del nivel de variación presente para los caracteres evaluados en este estudio. Estos resultados concuerdan con el reporte hecho por Muñoz (2003), quien menciona que en el Valle de Puebla se presenta una amplia variación en los maíces nativos en cuanto a coloración de grano, ciclo vegetativo, forma y tamaño de mazorca,

entre otras características. Esta variabilidad es atribuible a la selección que ha practicado el productor para tipo y color de grano, forma y tamaño de la mazorca, número de hileras, grosor de olote y precocidad, entre otros criterios de selección.

Las diferencias detectadas para ambientes indican que éstos infl uyeron en el nivel de variación de algunas características. No obstante lo anterior, el hecho de que la interacción maíces nativos x ambientes haya resultado no signifi cativa en 18 de las 21 variables implica que, aún cuando los ambientes de evaluación causaron variaciones en el nivel de expresión de los caracteres estudiados, estas variaciones fueron constantes y similares entre maíces nativos, independientemente del ambiente. Ello se debe a que los caracteres evaluados se han reportado como estables en cuanto a su expresión (Wellhausen et al., 1951; Herrera et al., 2000; Sánchez et al., 2000), por lo que han sido recomendados para estudios de caracterización racial o de diversidad genética.

La aplicación del método Stepwise de SAS (SAS Institute, 1999) a las 21 variables evaluadas en campo, indicó que para análisis posteriores debían descartarse tres (porcentaje de olote, longitud de la rama central y del pedúnculo de la espiga) debido a que mostraban colinealidad. El análisis de componentes principales, aplicado a los promedios por material para las 18 variables seleccionadas, mostró que el primer componente (CP1), con un valor característico de 6.08, explicó el 34.5% del total de la varianza, mientras que el segundo (CP2), con un valor característico de 3.73, explicó el 21.2%. Así, en conjunto, explicaron 55.7% de la variación fenotípica observada (Cuadro 3).

Las variables originales con mayor infl uencia en el primer componente fueron de tipo vegetativo, como altura de planta y mazorca, longitud total de espiga, longitud promedio de ramas, y de tipo fenológico, como días a fl oración masculina y femenina. Para el caso del segundo componente, las variables originales de mayor valor discriminatorio fueron el diámetro de mazorca y caracteres de grano, como longitud, ancho y volumen (Cuadro 3).

Al ubicar los materiales en un plano determinado por los dos primeros componentes principales (Figura 2), se pudo observar que la mayor parte de ellos se distribuyó en dos grupos, que aglutinaron a los maíces nativos con base en color de grano: el primero incluyó a la gran mayoría de los materiales de grano azul, amarillo, moradillo, rojo y pinto (82% del total evaluado), y el segundo, esencialmente a



Cuadrados medios VariableMaíces nativos (M. N.) Ambientes M. N. × Amb. Error

Media CV (%)

Días a floración masculina 237.47 ** 17225.89 ** 5.370 ns 5.25 93.90 2.44 Días a floración femenina 300.15 ** 21382.58 ** 7.350 ns 6.60 99.24 2.58 Altura de planta 4030.26 ** 63818.78 ** 265.010 * 183.27 302.40 4.47 Altura de mazorca 3953.71 ** 33006.98 ** 190.620 ns 186.75 163.04 8.36 Peso seco de muestra 53813.35 ** 1022.67 ns 8472.740 ns 8182.85 692.73 13.05 Porcentaje de grano 18.88 ** 2.23 ns 2.200 ns 1.59 90.85 1.38 Porcentaje de olote 18.88 ** 2.23 ns 2.20 ns 1.59 9.14 13.79 Longitud de mazorca 5.23 ** 14.47 ** 1.280 ns 1.22 14.58 7.60 Diámetro de mazorca 0.54 * 1.18 * 0.060 ns 0.058 4.66 5.17 Número de hileras 12.05 ** 10.24 ** 1.220 ns 1.03 15.26 6.65 Granos por hilera 29.32 ** 14.93 ns 8.230 * 6.31 28.86 8.70 Ancho de grano 0.018 ** 0.0001 ns 0.002 ns 0.001 0.81 5.11 Longitud de grano 0.07 ** 1.61 ** 0.010 ns 0.008 1.52 5.89 Grosor de grano 0.003 ** 0.022 ** 0.0008 ns 0.0006 0.42 6.25 Ancho/longitud de grano 0.014 ** 0.22 ** 0.002 * 0.0012 0.54 6.46 Volumen de grano 0.031 ** 0.067 ** 0.004 ns 0.0035 0.52 11.30 Número de ramas de espiga 37.16 ** 219.09 ** 7.470 ns 7.58 10.55 26.08 Longitud total de espiga 50.44 ** 160.23 ** 11.530 ns 10.71 40.91 8.00 Longitud promedio de ramas 52.87 ** 287.56 ** 15.010 ns 12.16 33.28 10.47 Longitud de rama central 37.06 ** 149.10 ** 12.470 ns 10.96 27.51 12.03 Longitud del pedúnculo 8.62 ** 42.29 ** 3.950 ns 5.28 7.62 30.14 *= signifi cancia al 5%; **= signifi cancia al 1%; ns= no signifi cativo; CV= coefi ciente de variación.

Cuadro 2.Cuadrados medios, media y coefi ciente de variación del análisis combinado de 21 variables morfológicas evaluadas en 58 poblaciones criollas de maíz del Valle de Puebla y seis testigos, en 2004.

maíces nativos de grano blanco (50% del total evaluado). En consecuencia, los grupos se denominaron respectivamente de “grano pigmentado” y “grano blanco”. Cabe señalar que aún cuando color de grano fue una característica no incluida en el análisis de componentes principales, la evaluación conjunta de los 18 atributos morfológicos considerados resultó en una distribución de los materiales en la cual la coloración, más no la microrregión de procedencia o los tipos raciales, constituyó un criterio importante, de agrupamiento.

El grupo “grano pigmentado” quedó integrado por 40 maíces nativos, de los cuales 28 presentaron coloración de grano en sus diferentes tonalidades y 12 fueron de grano blanco; entre estas últimas estuvieron tres de tipo Cacahuacintle, una de ellas el testigo representante de esa raza (Figura 2). Los maíces nativos de este grupo, comparados con los del “grano blanco”, fueron más precoces y tendieron a presentar un menor porte de planta y una inserción de mazorca más

baja, así como espigas más cortas y menos ramifi cadas. Por otra parte los granos tendieron a ser más largos, anchos y de mayor volumen (Cuadro 4). El grupo “grano blanco” se formó por 15 maíces nativos de los cuales 12 presentaron color blanco de grano. En este conjunto quedó incluido el testigo representante de Chalco Crema (Figura 2). Los materiales de este grupo fueron más tardíos, con plantas más altas y con mazorcas ubicadas a mayor altura. Adicionalmente, tuvieron espigas más largas y ramifi cadas. Sus granos tendieron a ser más cortos, delgados y de menor volumen que los del grupo “grano pigmentado” (Cuadro 4).

Un análisis más detallado de los grupos reveló que al interior de los mismos era posible identifi car subgrupos. En el caso del grupo “grano pigmentado” se precisaron tres: PR (pigmentado con dominancia de color rojo), PZ (pigmentado con dominancia de azul) y PM (pigmentado con colores mezclados), los cuales se distinguieron por el incremento gradual (en el orden citado) de los promedios de diámetro


Vectores característicos VariablesCP1 [6.08]1

(34.5%)2CP2 [3.73]1

(21.2%)2CP3 [2.69]1

(15.2%)2

Altura de planta 0.376 -0.028 0.104 Altura de mazorca 0.337 -0.062 0.155 Días a floración masculina 0.294 -0.272 0.194 Días a floración femenina 0.310 -0.240 0.154 Núm. de ramificaciones de espiga 0.108 -0.132 0.152 Longitud total de espiga 0.290 0.035 0.088 Longitud promedio de ramas 0.317 -0.087 0.105 Peso seco de muestra 0.286 0.288 -0.124 Porcentaje de grano 0.020 0.278 -0.286 Longitud de mazorca 0.287 0.109 0.030 Diámetro de mazorca 0.207 0.326 -0.068 Número de hileras en mazorca 0.208 -0.135 -0.197 Número de granos por hilera 0.242 -0.102 -0.297 Ancho de grano -0.041 0.348 0.352 Longitud de grano 0.151 0.364 -0.263 Grosor de grano 0.029 0.215 0.353 Ancho/longitud de grano -0.166 -0.025 0.507 Volumen de grano 0.068 0.481 0.240

Cuadro 3.Vectores característicos, valor característico y proporción de varianza explicada por los tres primeros componentes principales para 18 variables evaluadas en 58 maíces nativos del Valle de Puebla y seis razas de referencia, 2004.

1valor característico del componente; 2porcentaje de varianza explicado por cada componente.

Figura 2. Dispersión de 58 maíces nativos y seis razas de referencia, con base en los dos primeros componentes principales del análisis de 18 variables evaluadas en 2004. Símbolos de muestras en el Cuadro 1.

1

245

78

9

A

BC

E

GH K

L

M

N P

Q

RS

T

U

V

W

Y

Z a

bd

e

f

g

i

k

pr

s

t u

v

3

6

D

FIJ

X

ch j

m

n

o q

w

x

y¿

#

$

%

&

+

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

-14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6

CP 1 (34.5%; apl, almz,dfm, dff, ltes, lpr)

CUADRANTE ICUADRANTE II

CUADRANTE III CUADRANTE IV

Grupo GranoPigmentado

Grupo Grano Blanco

PR PZ PM

BH

BC

$ = Chalco Crema% = Chalco Palomo# = Variante tardía de Chalqueño+ = Cónico& = Cónico Norteño¿ = Cacahuacintle

CP

2 (2

1.2%

; dm

z, a

gr, l

gr, v

gr)



Grupo Subgrupo dfm1 dff apl almz dmz agr lgr vgr ltes lpr (días) (días) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm3) (cm) (cm)

Grano PR 86 89 270.3 132.2 4.6 0.89 1.53 0.60 39.8 24.6 pigmentado PZ 90 95 295.8 158.9 4.7 0.84 1.57 0.56 39.9 26.3 PM 96 102 313.1 173.1 4.8 0.83 1.58 0.55 41.3 28.3 Media 91 95 293.1 154.7 4.7 0.9 1.6 0.6 40.3 26.4 Grano BH 98 104 318.8 178.0 4.5 0.77 1.47 0.46 42.4 29.5 Blanco BC 99 105 328.9 183.8 4.9 0.80 1.56 0.53 43.8 30.1 Media 99 105 323.8 180.9 4.7 0.8 1.5 0.5 43.1 29.8 Testigos Cacahuacintle 90 95 300.8 159.7 4.7 0.94 1.36 0.59 42.5 28.0 Comp. Cajetes 120 123 354.4 245.2 3.8 0.79 1.20 0.38 38.3 29.3 Chalco Crema 99 107 335.6 186.9 4.9 0.79 1.64 0.56 45.4 33.3 Chalco Palomo 101 107 283.1 132.8 4.6 0.67 1.52 0.37 38.8 25.7 Zac-58 75 77 185.2 60.0 3.8 0.77 1.23 0.38 28.6 20.4 Cr. Mezquital 90 95 267.6 131.4 4.3 0.68 1.36 0.33 40.9 26.8

Cuadro 4.Promedios para 10 caracteres de grupos identifi cados en 58 maíces nativos y seis testigos con base en los dos primeros componentes principales.

1dfm= días a fl oración masculina; dff= días a fl oración femenina; apl= altura de planta; almz= altura de mazorca; dmz= diámetro de mazorca; agr= ancho de grano; lgr= longitud de grano; vgr= volumen de grano; ltes= longitud total de la espiga; lpr= longitud promedio de ramas.

de mazorca, longitud de espiga y de rama central, aunque la mayor diferencia se observó en las variables: días a fl oración femenina y masculina, y altura de planta y mazorca (Figura 2, Cuadro 4). Fue en el último subgrupo en el cual quedó incluido el testigo de la raza Cacahuacintle.

En el grupo “grano blanco” se distinguieron dos subgrupos, BH (grano blanco heterogéneo) y BC (blanco con similitud a Chalco Crema). Los maíces nativos del primero tendieron a presentar una altura de planta y mazorca menor, así como mazorcas más angostas y granos más pequeños (Cuadro 4). Dado que el testigo Chalco Crema quedó incluido en el segundo subgrupo, es factible inferir que las poblaciones nativas contenidas en el mismo guardan mayor relación con materiales de tipo Chalqueño, en particular con Chalco Crema, que con el Chalco Palomo, el cual se mantuvo distante de los agrupamientos (Figura 2).

En cuanto a los materiales dispersos (Figura 2), el representante de la raza Cónico Norteño (Zac-58), se mantuvo lejos de los agrupamientos y fue el material con las características morfológicas más extremas (más precoz y de menor porte) (Cuadro 4). Una situación similar ocurrió con la variante tardía de Chalqueño (Compuesto Cajetes), la cual se localizó a una distancia considerable de los grupos defi nidos. En el cuadrante III, se presentaron muy próximos entre sí el Cónico (Criollo

del Mezquital) y Chalco Palomo, pero sin relación aparente con los agrupamientos (Figura 2). También se observó que las magnitudes en las medias de las variables en los maíces nativos son más elevadas que las de los materiales representativos de tipo Cónico (Cuadro 4).

En función de los resultados anteriores y del hecho de que en los agrupamientos formados quedaron incluidos los testigos Chalco Crema y Cacahuacintle, se presume que los maíces nativos cultivados actualmente en el Valle de Puebla, tienen mayor similitud con esos grupos raciales de maíz que con los materiales de tipo Cónico utilizados. Otro aspecto relevante que se deriva de los resultados es que existe una variación continua en cuanto a la expresión de caracteres morfológicos entre los maíces nativos del área de estudio, con una fracción diferenciada en torno al Chalco Crema, predominantemente de grano color blanco, y una cierta relación con los maíces de tipo Cacahuacintle más harinosos, incluidos en el agrupamiento de grano pigmentado.

Para defi nir relaciones de similitud más precisas entre los maíces nativos, se generó un dendrograma con base en las 18 variables seleccionadas. A una distancia de corte de 4.91 se identifi caron cuatro grandes grupos; uno grande conteniendo en su mayoría poblaciones con grano pigmentado (grupo I), otro de menor tamaño que incluyó fundamentalmente poblaciones de grano


Figura 3. Dendrograma obtenido mediante el procedimiento UPGMA utilizando 18 caracteres morfológicos de 58 maíces nativos del Valle de Puebla y seis testigos en 2004.

blanco (grupo II) y dos más que se describen posteriormente (Figura 3). En términos generales, esta separación de los maíces nativos fue congruente con lo observado en el análisis de componentes principales.

En el grupo “I” se distinguieron claramente dos subgrupos; el más pequeño I-a se formó con seis maíces nativos (Figura 3), todos de grano pigmentado (tres de grano amarillo, un rojo, un azul y un moradillo); pertenecientes al subgrupo PZ de componentes principales. El subgrupo I-b (Figura 3) se formó con 22 maíces nativos, siete de ellos de grano azul, otros siete de grano blanco, y el resto con diferentes coloraciones. Finalmente, se observó un conjunto de materiales (I-c) que no formaron un subgrupo

defi nido (Figura 3) y en el cual estuvieron presentes maíces nativos tanto pigmentados (cinco) como de grano blanco (cuatro). Tanto los maíces nativos del grupo I-b como los del conjunto I-c pertenecieron a los subgrupos PZ y PM de componentes principales. No se presentó tendencia alguna a separarse por zona de procedencia, ya que las poblaciones que formaron los agrupamientos provinieron de las tres regiones de colecta (Figura 3). Ninguno de los subgrupos del grupo grano pigmentado incluyó algún maíz testigo, a pesar de que se incluyeron representantes de las razas que se habían reportado como más comunes en el área de procedencia de las colectas (Cervantes y Mejía, 1984), particularmente de la raza Cónico y de la raza Chalqueño, con sus variantes Chalco Palomo y Chalco Crema (Herrera et al., 2004).



Lo anterior es importante ya que posiblemente los maíces nativos estén bajo un proceso de diferenciación, particularmente los de grano pigmentado, hacia algún tipo de maíz que no alcanzó a cubrir el espectro de los materiales utilizados como testigos.

El grupo II (grano blanco) se separó en dos subgrupos; el más pequeño (II-a) se formó con cuatro maíces nativos de grano blanco, todos provenientes del valle. El subgrupo II-b quedó integrado por siete maíces nativos, cuatro de grano blanco, uno azul, uno moradillo y un pinto; ninguno de ellos de la microrregión del valle. Dos aspectos relevantes fueron el que la mayor parte de los materiales del grupo II pertenecieron al subgrupo BC de componentes principales, y que el subgrupo II-b incluyó al testigo Chalco Crema, lo que sugiere la existencia de cierta afi nidad entre los maíces estudiados y la variante racial mencionada, tal como se había observado en la Figura 2.

Se detectó un tercer agrupamiento que se denominó grupo III (Figura 3), el cual estuvo constituido por tres maíces de grano blanco, y se mantuvo en posición intermedia entre los maíces afi nes a Chalco Crema (Subgrupo II-b) y el grupo IV, que incluyó a materiales pigmentados, ninguno de ellos de La Malinche. Cabe señalar que la muestra 7008 fue la única que se agrupó con el testigo de la raza Cacahuacintle, lo cual se explica por el hecho de que estaba registrada como tal (Figura 3).

Al igual que en el análisis de componentes principales, se notó que los materiales 6 892 (procedente de Huejotzingo) y 6 968 (procedente de Acajete) se comportaron como independientes o alejados de los agrupamientos formados. Una situación similar ocurrió con los testigos Chalco Palomo, Criollo del Mezquital (Cónico), Zac-58 (Cónico Norteño) y Compuesto Cajetes (variante tardía de Chalqueño). Sobre el Compuesto Cajetes, Romero et al., (2002) encontraron que dicho compuesto segregó como una entidad diferente al resto de poblaciones típicas de la raza Chalqueño, lo que está en concordancia con los resultados de este estudio.

Los resultados obtenidos en esta investigación evidenciaron que los maíces nativos de la zona del Valle de Puebla, sobre todo los de grano blanco, están más relacionados con la raza Chalqueño que con las razas Cónico o Cónico Norteño, y que la semejanza es mayor con la variante Chalco Crema. También indicaron que existe cierta presencia, aunque escasa, de materiales afi nes a Cacahuacintle, y que los maíces nativos con grano pigmentado no guardaron relación evidente con las

razas empleadas como testigo. Estos resultados concuerdan parcialmente con lo consignado por Wellhausen et al. (1951) y Cervantes y Mejía (1984) en el sentido de que en el área de estudio existen materiales pertenecientes a la raza Chalqueño, pero no apoyan los reportes de los mismos autores sobre la presencia de maíces nativos relacionados con maíces cónicos.

Ello podría atribuirse a que probablemente se está presentando un fl ujo génico y una recombinación importante entre los maíces nativos y/o con otros materiales introducidos. Al respecto, Wright (1976) ha indicado que en especies donde existe una distribución geográfi ca continua -como es el caso de los maíces nativos aquí estudiados- hay la oportunidad para un intercambio genético abundante, lo que a su vez puede dar como resultado una variación genética de tipo continuo. Otro factor puede ser la continua selección impuesta por los agricultores (Muñoz, 2003), la cual está dando como resultado una diferenciación importante con respecto a las colectas tipo o representativas de las razas previamente reportadas. Finalmente, otra posible explicación es que esté operando un cambio en los materiales sembrados hacia tipos reportados como más productivos que los cónicos, caso de los chalqueños (Wellhausen et al., 1951).

Por otra parte, y tal como había sido señalado por Cervantes y Mejía (1984), entre los maíces nativos del área de estudio existe un continuo en el nivel de expresión de los caracteres morfológicos considerados, consecuencia tanto de la recombinación (Wright, 1976) como de la constante selección que está imponiendo el agricultor para adaptar sus materiales a las diferentes condiciones ambientales así como a sus requerimientos agronómicos y culinarios. La magnitud de la variación presente en el continuo es amplia, como había sido reportado por Muñoz (2003) y Gil et al. (2004); no obstante, puede agruparse en una primera instancia en función de la coloración del grano, ajustándose y confi rmando de esta forma al patrón varietal defi nido para la región por López et al. (1996).

CONCLUSIONES

Las evidencias experimentales confirman la existencia de una amplia variabilidad morfológica entre los maíces nativos cultivados en el Valle de Puebla. Tal variación puede agruparse en base a la coloración del grano, existiendo una separación entre los materiales de grano pigmentado y los de grano blanco.


Al interior de los dos grupos de coloración, entre las poblaciones nativas, se detectó la presencia de un continuo en el nivel de expresión de variables como días a fl oración, porte de planta y caracteres de mazorca y grano, el cual es atribuible a factores tales como la selección practicada por el agricultor, el movimiento e intercambio de materiales y la recombinación con otras poblaciones, nativas y/o introducidas.

Los resultados sugieren que los maíces nativos del Valle de Puebla, en su conjunto, tienen mayor afinidad con la raza Chalqueño, particularmente con la variante Chalco Crema, que con otras razas. La similitud fue más evidente en el caso de los materiales de grano blanco, ya que los de grano pigmentado se apartaron notablemente de la variante mencionada. Conviene señalar que también existen algunos maíces nativos, aunque pocos, pertenecientes a la raza Cacahuacintle.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos el apoyo fi nanciero del SIZA-Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) durante los años 2004-2005 al proyecto clave 20020805012, del cual se derivó la presente investigación.

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PÉRDIDA DE SUELO, AGUA Y NUTRIENTES EN UN ACRISOL BAJO DIFERENTES SISTEMAS AGRÍCOLAS EN MICHOACÁN, MÉXICO*

SOIL, WATER AND NUTRIENT LOSSES IN AN ACRISOL UNDER DIFFERENT AGRONOMIC SYSTEMS IN MICHOACAN, MEXICO

Lenin Ejecatl Medina Orozco1§, Miguel Bravo Espinosa2, Christian Prat3, Mario Martínez Menes4, Enrique Ojeda Trejo4 y Blanca Estela Serrato Barajas2

1Facultad de Biología, Laboratorio de Edafología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Ciudad Universitaria, Av. Fco. J. Múgica S/N C. P. 58030, Morelia, Michoacán, México. 2Campo Experimental Uruapan, INFAP, 3IRD-Francia. 4Instituto de Recursos Naturales. Colegio de Postgraduados. §Autor para correspondencia: [email protected]

RESUMEN

Los productores agrícolas de la porción alta de la cuenca del Lago de Cuitzeo, Michoacán, usan el sistema denominado “año y vez” (AV), que es una rotación maíz-descanso, la cual consiste en la producción de maíz durante un ciclo y en el posterior la tierra permanece en descanso para el pastoreo del ganado. Este sistema se práctica en Andosoles y Acrisoles principalmente, y se asume que está asociado con la degradación del suelo por su bajo nivel de reciclamiento de nutrientes y por el laboreo excesivo durante el año de cultivo. El objetivo de este trabajo fue medir las pérdidas de suelo, escurrimiento y nutrientes para la rotación “año y vez” (AV) y dos sistemas alternativos: tradicional mejorado (TM) y orgánico (O). La investigación se desarrolló en un Acrisol de la subcuenca de Cointzio durante tres ciclos de cultivo bajo condiciones de temporal, en parcelas de escurrimiento de 1 000 m2 sin repeticiones. Los resultados indicaron que todos los sistemas presentaron pérdidas de suelo permisibles (<1.2 t ha-1 año-1), excepto en TM y O en el año 2002 cuando la cobertura vegetal fue menor de 20%; sin embargo, bajo el sistema AV hubo un aumento signifi cativo en el escurrimiento y con ello mayores pérdidas de nutrientes durante el año de descanso, causados por un aumento en la densidad aparente de la superfi cie del suelo, cambio que no se presentó en O y TM, quizás por el efecto del laboreo del suelo. Las principales fugas nutrimentales en los tres

tratamientos fueron: N, Ca2+, Mg2+, Na+ y K+. Lo anterior sugiere que el sistema AV tiene mayor efecto de degradación en el año de descanso que durante la fase de cultivo. Las mejores prácticas para reducir las pérdidas de agua, suelo y nutrimentos fueron: cultivos tupidos (avena), y el uso de residuos de cosecha como cobertura del suelo (30% de cobertura), este último disminuyó además signifi cativamente la evaporación. Un análisis de la pérdida de suelo a nivel de subcuenca en Acrisoles, mostró que es posible reducir la erosión de manera signifi cativa utilizando cubiertas de residuos de cosecha en la producción de cultivos TM.

Palabras clave: degradación, dinámica de nutrimentos, rehabilitación, sostenibilidad.

ABSTRACT

In the upper part of Cuitzeo Lake watershed, Michoacan, Mexico, farmers use a traditional short-fallow production system. With this system, land is sown one year, and left without cultivation from one to three years for grazing. This system is used mainly on Andisols and Acrisols, and it is supposed to be associated with soil degradation due to low nutrient recycling level and to excessive tillage during the

* Recibido: Febrero de 2006

Aceptado: Enero de 2007


Lenin Ejecatl Medina Orozco et al.

cultivation year. The objective of this study was to measure soil, nutrient and runoff losses under the traditional short-fallow system (AV), and under two alternatives systems: organic (O), and improved traditional (TM) systems. Research was carried out on an Acrisol in the Cointzio sub-watershed, during three years under rainfed conditions on 1 000 m2 runoff plots without replications. Results showed that soil losses under all systems were permissible (< 1.2 t ha-1 year-1), except in TM and O in 2002 when the plant coverage was less than 20%, with a signifi cant increase of runoff and nutrient losses when land was left on fallow due to soil surface bulk density increase. This change did not occurred with the O and TM systems, perhaps due to soil tillage effect. Main nutrient losses in the three treatments were: N, Ca2+, Mg2+, Na+, and K+. Above mentioned results suggests that soil degrading effect, under the AV system, is more intense on soils when they are left on fallow than when those are cultivated. Best practice for reducing water, soil, and nutrient losses were: dense crops such as oats, and the use of crop residue cover (30% cover), the last one was also the best management for decrease evaporation. An analysis of soil losses to sub-basin level showed that erosion can be reduced signifi cantly by using crop residues as mulch during crop production (TM).

Key words: degradation, nutrient loss, rehabilitation, sustainable.

INTRODUCCIÓN

La degradación del suelo por erosión acelerada es un serio problema en regiones tropicales y subtropicales, donde el manejo del suelo se realiza con prácticas tradicionales; la degradación del suelo tiene impactos a corto y largo plazo en la producción de alimentos, calidad del ambiente, político y económico (Lal, 2001). Para responder al problema de erosión, se deben proponerse alternativas de manejo agroecológico del suelo, que propicien una producción sustentable con mínimos riesgos al ambiente (Lal, 2000; Norton et al., 2003).

En Michoacán el maíz se siembra en 525 000 ha, de las cuales 69% son de temporal con rendimiento que varía de 0.99 a 2.47 t ha-1 (Romero et al., 2001). El cultivo en laderas se realiza bajo el sistema tradicional denominado “año y vez”, que consiste en sembrar un año y dejar uno a tres años sin siembra para ser usadas como tierras de pastoreo extensivo. Se ha documentado el efecto negativo que causa la rotación

año y vez en suelos Andosoles y los benefi cios de adopción de la labranza de conservación con uso de residuos de cosecha, la cual disminuye considerablemente las pérdidas de suelo y del escurrimiento (Tiscareno et al., 1999; Tapia et al., 2002). Sin embargo, no se cuenta con información del efecto de este sistema agrícola en Acrisoles ni de las ventajas de los sistemas alternativos de manejo de suelo. Además, no se ha probado que los sistemas de manejo que han resultado satisfactorios en Andosoles, sean adecuados para otras clases de suelos.

En la subcuenca de Cointzio perteneciente a la porción alta de la cuenca de Cuitzeo, donde es común la rotación año y vez en Acrisoles o suelos de “Charanda” (33% del área) y donde se presenta la mayor degradación por cárcavas (López et al., 2006). Los escurrimientos de la subcuenca fl uyen a la presa Cointzio que suministra de agua potable a la ciudad de Morelia y riego atierras de cultivo en el Valle Morelia-Queréndaro; actualmente la presa cuenta con más de 60 años de servicio por lo que el azolve es considerable (Romero et al., 2001). El objetivo de este trabajo fue determinar las pérdidas de suelo, escurrimiento y nutrimentos en el sistema de rotación año y vez y dos sistemas alternativos: tradicional mejorado (TM) y orgánico (O).


El presente estudio se estableció en una ladera de la subcuenca de Cointzio, en la localidad de la Ciénega 2, municipio de Morelia en el estado de Michoacán, durante tres ciclos de cultivo bajo condiciones de temporal, sin repeticiones en parcelas de escurrimiento de 1 000 m2. El sitio experimental se encuentra a una altitud de 2 270 msnm entre los 19º 35’ 19.8’’ latitud norte y 101º 12’ 20’’ latitud oeste (Figura 1). La precipitación media anual oscila entre los 800 y 1000 mm. De acuerdo con la clasifi cación de Köppen, modifi cada por García (1987), el clima es templado, temperatura media anual entre los 12 y los 18 °C, con poca oscilación térmica; sub-húmedo con lluvias en verano, donde el invierno muestra menos de 5% de las lluvias, presenta sequía intraestival [Cb (w1) (w) (i’)g]. El suelo es un Acrisol (INEGI, 1982) con reacción ácida, textura arcillosa y bajo contenido de nutrientes (Cuadro 1).

Se compararon tres sistemas de manejo agrícola sin repeticiones: a) rotación año y vez, consistió en dejar sin siembra el suelo durante 2002-2004 y se cultivó con avena durante 2003, para lo que se efectuó un barbecho y un paso

Pérdida de suelo, agua y nutrientes en un acrisol, bajo diferentes sistemas agrícolas en Michoacán, México 203

Físicas Químicas

Arena gruesa 2.0-0.2mm (%) 2.4 pH (1:2 en agua) 4.98

Arena fina 0.2-0.02mm (%) 5.7 Materia orgánica (%) 2.2

Limo grueso 0.02-0.005mm

(%)

6.1 Nitrógeno total (%) 0.11

Limo fino 0.005-0.002mm

(%)

15.9 P-Bray (mg kg-1) traza

Arcilla <0.002mm (%) 69.9 K (mg kg-1) 0.13

Clase textural Arcillosa Ca (mg kg-1) 5.71

Densidad aparente (g cm3) 1.12 Mg (mg kg-1) 2.29

Mn (mg kg-1) 111.4

Fe (mg kg-1) 12.21

Zn (mg kg-1) 0.38

Cu (mg kg-1) 0.25

Cuadro 1.Características del suelo al inicio del experimento en la capa superfi cial (10 cm).

Figura 1. Localización del área de estudio.

usó barbecho y rastra, y para maíz-frijol la labranza consistió en aplicar residuos de cosecha como cobertura del suelo (>30% ≈ 4 t ha-1) y reducir las labores de labranza (barbecho y rastra), el deshierbe fue manual cuando fue requerido y c) orgánico (O) que también incluyó la secuencia haba-avena-maíz-frijol; en todos los cultivos se usaron fuentes de fertilización orgánicos: estiércol bovino (N 161.8, P 22.8 y K 63.8 t ha1), gallinaza (N 34.6, P 22.4 y K 22.4 t ha1) y compostas; la labranza para haba y avena fue similar a TM, y para maíz-frijol fue barbecho-rastra-surcado-escarda (Cuadro 2).

Los sistemas de manejo (tratamientos) fueron evaluados en parcelas de escurrimiento de 1 000 m2, equipadas con vertedores tipo H (descarga máxima de 56.6 L s-1) y limnígrafos tipo Thalimedes instalados en la salida de cada parcela. La colecta del escurrimiento y los sedimentos se realizó con un sistema de doble tanque; el primer tanque, con una capacidad de almacenamiento de 1 750 L, de forma semicilíndrica metálico, recibió a través de tubos PVC el escurrimiento de los vertedores; el segundo tanque con capacidad de 450 L, retuvo un porcentaje conocido del escurrimiento cuando la cantidad de agua excedió el volumen del primer depósito.

Posterior a cada lluvia se colectaron dos grupos de muestras de 1 L en frascos de plástico de los tanques de almacenamiento; un primer grupo fue utilizado para determinar la concentración de sedimentos (mg L-1) por evaporación en estufa a 105 °C por 24 h. Al segundo grupo se le adicionó cloroformo (1% Vol.) inmediatamente después de colectarlo y almacenado a 4 °C hasta su análisis químico (Gardolinski et al., 2001); el número de muestras fl uctuó entre dos y cuatro según ameritó el caso.

Adicionalmente se tomaron muestras de agua de la lluvia y se analizaron para tener un punto de comparación respecto

Fertilización N-P (kg ha-1)/Abonos orgánicos (t ha-1) Cultivo ManejoAgrícola

2002 2003 2004 2002 2003 2004

AV 00-00-00 60-40-00 00-00-00 D A D

TM 60-96-40 80-40-00 +4 (R) 140-100-00 +4 (R) H+V A+V M+F

O 15 (CF) 15 (C) 10 (C) + 2 (G) H A M+F

Cuadro 2.Tratamientos agrícolas y rotaciones de cultivo aplicados en las parcelas experimentales.

CF= estiércol bovino; C= composta; G= gallinaza; R= cobertura de residuos de trigo 4 t ha-1; D= sin siembra; A= avena; H= haba; M= maíz; F= frijol.

de rastra (ambos con tractor); el control de maleza fue con herbicidas, b) tradicional mejorado (TM), incluyó la secuencia haba-avena-maíz-frijol; la labranza para haba fue con un barbecho, rastra, surcado y una escarda; para avena se



al agua del escurrimiento. Los análisis químicos consistieron básicamente en medir las formas solubles de N-NH4

+, N-NO3

- y cationes de intercambio (Ca2+, Mg2+, Na+ y K+), de acuerdo con los protocolos de los equipos usados (Technicon Autoanalizador III de Bran+Lubbe y Perkin-Elmer).

La cobertura vegetal se midió periódicamente para explicar la erosión. En 2002 se utilizó un bastidor rectangular equipado con mirillas equidistantes de 10 cm que cubrieron 2 m2 de terreno (Stocking, 1988), en los siguientes años se midió usando fotografías a color tomadas con cámara digital y analizadas con un Sistema de Información Geográfi co (SIG), ILWIS (The Integrated Land and Water Information System).

El balance de agua se realizó en 2003-2004 para determinar la distribución de agua en el suelo de los manejos agrícolas evaluados; los componentes considerados fueron: lluvia, escurrimiento, evapotranspiración (ET) e infi ltración. La entrada (lluvia) se midió con un pluviógrafo equipado con un sistema de almacenamiento de información tipo HOBO; el escurrimiento se midió directamente con el sistema de vertedor-Thalimedes, la evapotranspiración (ET) fue estimada con el método de Penman-Monteith (Allen et al., 1998). La infi ltración fue estimada como el valor residual de restar el escurrimiento y la Et al volumen de agua precipitada.

La productividad de los cultivos se calculó tomando muestras en subparcelas de 13 m2 en cada tratamiento; la producción de haba no se evaluó porque presentó un grave daño por ataque de hongos que no permitió realizar una adecuada estimación de la biomasa. Finalmente, para predecir le erosión del suelo a nivel de subcuenca se

evaluaron los manejos AV y TM tomando los resultados de 2004 y aplicando la ecuación universal de pérdida de suelo (EUPS) dentro del contexto del SIG-ILWIS, según rutina propuesta por Toxopeus (1997).


Lluvia

El 80% de la precipitación se concentró en junio-septiembre y los meses de mayor precipitación ocurrieron en el trimestre julio-septiembre (Cuadro 3). El 75% de los eventos ocurridos fueron de baja intensidad < 25 mm h-1, de acuerdo con la clasifi cación de lluvias erosivas propuesto por Hudson (1982).

Pérdida de suelo y escurrimiento superfi cial

En promedio, la rotación menos erosiva fue AV (0.90 t ha-1 año-1) y las más erosivas fueron las secuencias incluidas en TM (4.34 t ha año) y O (4.52 t ha año). Sin embargo, el volumen escurrido fue mayor para AV, respecto de TM y O, (Cuadro 4). Lo anterior sugiere que la rotación AV es poco erosiva, pero aporta volúmenes signifi cativamente mayores de escurrimiento siendo potencialmente más efi ciente para generar daños externos como podría ser la formación de cárcavas fuera de parcela. Ziegler et al. (2004) documentaron que las áreas en descanso producen incrementos desproporcionados de escorrentía, en comparación con suelos roturados.

Un análisis anual de erosión y escurrimiento mostró que en 2002 el tratamiento AV fue poco erosivo, pero generó un

Cointzio Ciénega 2

Meses Media, 1940-2004 Máxima histórica, 1958 Mínima histórica, 1946

2002

Año

2003 2004

Jun. 146.8 205.5 114.4 185.0 149.5 207.0

Jul. 178.1 322.2 109.6 180.4 205.6 145.6

Ago. 167.3 252 114.5 208.2 176.6 238.6

Sep. 143.9 239.7 91.7 206.4 107.8 201.4

Oct. 61.7 95.0 71.3 63.2 34.3 82.8

Total período 697.8 1114.4 501.5 843.2 673.8 875.4

Total anual 813.4 1392.8 564.6 899.3 725.0 1001.6

Cuadro 3.Precipitaciones históricas mensuales (mm) de la estación Cointzio, Michoacán y la ocurrida en La Ciénega 2 durante el período de crecimiento y para el período de estudio.


Tratamientos

Cultivo-año Lluviamm

AV TM O

PS E CE PS E CE PS E CE

H-2002 889.3 0.80a 54ª 0.06 12.40b 41b 0.05 12.90b 50b 0.06

A-2003 731.6 0.39ns 38ª 0.05 0.56ns 70b 0.09 0.38ns 50c 0.07

MF-2004 1001.0 1.50b 107ª 0.11 0.16a 19b 0.02 0.28a 13b 0.01

R (2002-2004) 2621.9 2.70a 199ª 0.22 13.12b 130ab 0.16 13.56b 113b 0.14

Promedio 0.90 66.3 0.07 4.37 43 0.05 4.52 38 0.05

Cuadro 4.Pérdidas de suelo, escurrimiento y coefi ciente para tres rotaciones de cultivo. Cointzio, Michoacán.

PS= pérdida de suelo (t ha-1 año-1); E= escurrimiento (mm); CE= coefi ciente de escurrimiento (mm mm-1). Letras diferentes entre tratamientos (fi las) indican diferencia signifi cativa al nivel de 0.05 de probabilidad, Tukey.

escurrimiento signifi cativamente mayor que TM y O, estos últimos estadísticamente iguales en cuanto a la pérdida de suelo y escurrimiento. Los valores altos de pérdida de suelo en TM y O (12.4 y 12.9 respectivamente) se explican porque el cultivo de haba presentó una cobertura vegetal pobre (<20%), originado por el ataque de hongos (en raíz por Rhizoctonia sp. y en hojas y tallos por Phoma sp. y Alternaria sp.) que redujeron drásticamente la biomasa aérea del cultivo de haba. Lo anterior sugiere que estos suelos son fácilmente erosionables cuando presentan una cobertura vegetal escasa.

En 2003, con cultivo de avena, la diferencia en pérdida de suelo entre los tratamientos no fue signifi cativa. Los tres tratamientos disminuyeron apreciablemente la PS con respecto al año precedente. El escurrimiento observado en los tres tratamientos fueron estadísticamente diferente en el siguiente orden de mayor a menor TM>O>AV, explicado por el desarrollo de la cobertura vegetal que también fue estadísticamente diferente, siendo AV el que presentó mayor cobertura. Entre O y TM no se observó diferencia signifi cativa pero fue ligeramente mayor O que en TM. La diferencia en el desarrollo del cultivo probablemente fue causado por el tipo de fertilización. Bolleta et al. (2003) encontraron un mayor número de plantas y macollos en avena estadísticamente significativo con fertilización química de N y P que en fertilización orgánica.

En 2004, el tratamiento AV incrementó la PS y el CE, por el contrario, TM y O disminuyeron tanto la PS como el CE. El incremento en pérdida de suelo y escurrimiento en AV durante el último año de la evaluación fue posiblemente causado por el incremento signifi cativo en la densidad

aparente del suelo en los primeros 5 cm, (Cuadro 5). Este resultado sugiere que los Acrisoles tienden compactarse cuando se dejan sin siembra y bajo pastoreo. Rachman et al. (2003) reportaron que los suelos arcillosos tienden a aumentar su densidad aparente conforme se reducen las labores de labranza, y observaron la siguiente relación: trigo>maíz>rotación, aunque este efecto es temporal, ya que la densidad se reduce cuando se laborea el suelo. Resultados similares mencionan Lado et al. (2004), en suelos donde predomina la arcilla de tipo esmectica.

Tratamiento

Profundidad (cm) AV TM O

0-5 1.37a 1.15b 1.17b

5-10 1.14 ns 1.18 ns 1.07 ns

10-15 1.16 ns 1.03 ns 1.04 ns

Cuadro 5.Densidad aparente del suelo para tres profundidades y tres tratamientos, Cointzio, Michoacán. 2004.

Letras diferentes entre tratamientos (fi las) indican diferencias signifi cativas al nivel de 0.05 de probabilidad Tukey.

Los valores de pérdida de suelo y escurrimiento localizados en este estudio fueron en comparación con los reportados para otras regiones de México, excepto para TM y O en 2002, cuando la cobertura vegetal fue menor a 20%. Tapia-Vargas et al. (2000) documentaron pérdida de suelo de 2.7 t ha-1 año-1 y coefi ciente de escurrimiento de 0.20 en agricultura tradicional de año y vez en Andosoles de la cuenca de Pátzcuaro, y PS de 0.3 t ha-1 año-1 y CE de 0.06 para agricultura de conservación con uso de residuos como cobertura al suelo. Ramírez-Cruz



y Oropeza-Mota (2001) reportaron PS de 2.7 t ha-1 año-1 y CE de 0.26 para la agricultura tradicional practicada en la región de La Fraylesca, Chiapas, mientras que en la agricultura de conservación la PS y CE fueron de 0.26 y 0.16, respectivamente. Resultados similares fueron mencionados por Maass et al. (1988) en los Tuxtlas, Veracruz, donde la PS en agricultura tradicional fue de >40 t ha-1 año-1, sin reportar los coefi cientes de escurrimiento. Lo anterior sugiere que las prácticas de conservación de suelos disminuyen la pérdida de suelo y el escurrimiento. Es importante señalar que las diferencias entre los resultados obtenidos comparados con los reportados por otros investigadores, puede ser efecto del tamaño de parcela; todos los trabajos referidos se realizaron en parcelas con dimensiones menores o iguales a 100 m2. Se ha observado que la magnitud del escurrimiento y erosión, decrece con el incremento del área, debido a la diferencia del tiempo para que ocurran los procesos de infi ltración y depositación (Lal, 2001).

Adicionalmente se analizó un grupo de hidrogramas generados durante una lluvia ocurrida el 26 de junio de 2004, 18 días después de la siembra (Figura 2). La tensión del agua en el suelo fue medida un día antes de la lluvia con un valor de 0 kPa; la lluvia acumulada en los 5 días previos al evento fue de 31.4 mm, que originó la condición de saturación en el suelo. La cobertura vegetal determinada antes del evento fue de 76% para AV, de TM de 56% y O de 24%.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

13:1

113

:17

13:2

3

13:2

913

:35

13:4

113

:47

13:5

313

:59

14:0

5

14:1

114

:17

14:2

314

:29

14:3

5

14:4

114

:47

14:5

314

:59

15:0

5

15:1

1

Tiempo (h:min)

Gas

to (L

seg

-1)

0102030405060708090100

Inte

nsid

ad (m

m h

-1)

AV-DescansoTM-Maíz+fríjol+residuosO-Maíz+fríjol

Figura 2. Hidrogramas generados en una lluvia bajo tres manejos de suelo.

En el Cuadro 6 se presentan las características de los hidrogramas. Los resultados comparativos en cuanto a gasto máximo o gasto pico, se refi eren únicamente al segundo pico que fue el más importante.

Los resultados anteriores sugieren que el año sin siembra de la rotación AV responde rápidamente en la generación del escurrimiento, 13 min después del inicio de lluvia, fue el que generó mayor escurrimiento (3.9 mm), y mostró alta

Parámetro Tratamiento

AV TM O

Lluvia (mm) - 22 -

Intensidades máximas (mm hr-1)

I5 I10 I15 I30

- - -

43.2 34.8 31.2 28.4

Inicio y final de la lluvia (min:h) - 13:17-14:13 -

Inicio del escurrimiento (min) 13:29 13:58 13:43

Duración del escurrimiento (min) 103 60 55

Lámina escurrida (mm) 3.9 a 0.4 b 0.8 c

Coeficiente de escurrimiento 0.17 0.02 0.04

Tiempo al pico (min) 38 19 24

Gasto pico (L seg-1) 3.2 0.2 0.9

Lámina de la curva ascendente (mm) 15.1 1.9 4.4

Lámina de la curva descendente (mm) 33.8 3.5 7.5

Cuadro 6.Características de lluvia del 28-jun-2004 y fl ujo superfi cial generado.

Letras diferentes entre tratamientos para la lámina escurrida indican diferencias signifi cativas al nivel de 0.05 de probabilidad para una prueba de Tukey. AV= año y vez; TM= tradicional mejorado; O= orgánico.

sensibilidad a los cambios en la intensidad de lluvia. El manejo del MF sin residuos de cosecha (O) presentó la misma sensibilidad que el año sin siembra (AV) a los cambios de intensidad, pero generó volumen signifi cativamente menor (0.8 mm) y mayor capacidad para retardar el inicio del escurrimiento (26 min después del inició de lluvia).

El manejo del MF con residuos de cosecha (TM) presentó la menor sensibilidad a cambios en la intensidad de lluvia, retuvo el flujo superficial por mayor tiempo (41 min) y redujo significativamente el volumen escurrido (0.4 mm) con respecto al año de descanso (AV) y O, representando la mejor alternativa de manejo para disminuir la pérdida de suelo y escurrimiento; lo anterior sugiere que el uso de residuos de cosecha juega un papel importante en el flujo de agua superficial; el uso de residuos ha sido ampliamente estudiado en este sistema de “año y vez” en Andosoles y se han visto sus bondades (Tiscareño et al., 1999). Es probable que las ventajas del uso de residuos extrapoladas a una cuenca con este manejo agrícola, reduzcan los riesgos de inundación de las partes bajas, como ocurre en el caso de la ciudad de Morelia.

Balance hídrico

En el Cuadro 7 se muestra el balance de agua para 2003 (cultivo de avena), donde se observó que el escurrimiento representó un porcentaje muy bajo de las salidas de


agua del sistema (<10%), y que la evapotranspiración (ET) fue la forma más importante de salida de agua (34.8%). Por su parte las variaciones en la infiltración (55.2% - 60.1%), dependieron principalmente de las diferencias en la producción del escurrimiento para cada tratamiento.

Tratamiento Lluvia

(mm)

Escurrimiento

mm (%)

Evapotranspiración

mm (%)

Infiltración

mm (%)

2003 AV 38 (5.1) 256 (34.8) 438 (60.1)

TM 70 (9.5) 256 (34.8) 406 (55.7)

O

731.6

50 (6.9) 256 (34.8) 426 (58.3)

2004 AV 107 (10.7) 308 (30.7) 586 (58.6)

TM 19 (1.9) 257 (25.2) 725 (72.9)

O

1001.0

13 (1.3) 356 (35.6) 632 (63.1)

Cuadro 7.Balance de agua para dos años de estudio y cuatro tratamientos bajo estudio.

El balance de agua para 2004 fue más variable que 2003, causado probablemente por diferencias en el manejo del suelo y vegetación. En general, el escurrimiento fl uctuó entre 10.7 y 1.3% del agua precipitada, la evapotranspiración representó entre el 25.2 y 35.6% de ésta, y la infi ltración constituyó más de 60% del agua precipitada. Con el descanso (AV) ocurrió el mayor escurrimiento pero se redujo la evapotranspiración en 5%, en relación con MF bajo O y fue ligeramente mayor que en MF con manejo TM; sin embargo, en este caso particular, el factor Kr (factor de corrección de la ET de referencia) del modelo Penman-Monteith, puede no ser el más adecuado, debido a que no se han reportado datos para los tipos de composición fl orística de terrenos en descanso. El tratamiento TM, presentó los valores más bajos de ET y escurrimiento, lo que sugiere que los residuos de cosecha favorecen la infi ltración y reducen la evaporación, comparado con AV y O.

Pérdida de nutrientes

En el Cuadro 8 se muestran los resultados obtenidos del pH del agua de lluvia y de escurrimiento. Los valores medios de pH del escurrimiento fueron ligeramente más ácidos en 2002 con valores de 5.5 y 6.0; en general la variabilidad interanual entre tratamientos del pH fue mínima. Comparado con el pH del agua de lluvia que fue signifi cativamente más ácida, lo que sugiere que el agua de lluvia al entrar en contacto con el cultivo y suelo obtiene sales que neutralizan su pH.

El nitrógeno del agua de escurrimiento y de lluvia, fue medido para 2003 y 2004. Los resultados muestran que el N-NH4

+ y

Tratamientos

Año AV TM O Lluvia

2002 6.0±0.03 ns 5.5±0.80 ns 6.0±0.80 ns ND†

2003 6.5±0.40 a 6.6±0.10 a 6.7±.26 a 4.9±0.70 b

2004 6.6±0.40 a 6.3±0.31 b 6.1±0.30 a 5.7±0.80 c

Rotación 6.36 6.13 6.26 5.3

Cuadro 8.Modif icaciones del pH del agua de escurrimiento y lluvia para 2002, 2003 y 2004 y tres tratamientos agronómicos.

†ND= no determinado. Letras iguales entre tratamientos (fi las) indica que no hay diferencias signifi cativas a un nivel de 0.05 de probabilidad para una prueba de Tuckey. AV= año y vez; TM= tradicional mejorado; O= orgánico.

el N-NO3- no varían de manera importante entre tratamientos,

teniendo rangos de concentraciones para N-NH4+ de 0.5 a

0.6 mg L-1; 2003 y de 0.9 a 1.4; 2004; respecto al N-NO3-,

los rangos de valores fueron de 0.1 a 0.2 en 2003 y de 0.3 a 0.6 en 2004. Por su parte, las concentraciones en el agua de lluvia fueron dos veces menores que las concentraciones en el agua del escurrimiento, lo que sugiere un lavado de estas formas del N del suelo (Cuadro 9). Durante 2004 los valores mayores de N-NH4

+, N-NO3-, se explican porque se

aumentaron las dosis de fertilización de nitrógeno, y también por un aumento en la concentración N-NH4

+ en al agua de lluvia, dichas concentraciones promedio fueron de 0.34 en 2003 y 0.51 en 2004.

La concentración de cationes en al agua de escurrimiento con respecto al agua de lluvia presenta un incremento, principalmente de K+ y de Ca2+, (Cuadro 9) el catión que presentó menor incremento fue Mg2+, contrario a lo que sucede en bosques de Quercus donde este catión es el que más se pierde y además neutraliza el pH del agua de lluvia (Gallardo-Lancho, 2000). En términos generales, el tratamiento O fue el que mayor concentración de cationes perdió, seguido de TM y AV, respectivamente. Lo anterior sugiere que AV es el que menor concentración de cationes pierde. Sin embargo, AV es el tratamiento con mayor volumen de agua escurrida por lo que la pérdida neta es mayor en este tratamiento que en TM y O. El incremento signifi cativo de cationes en el escurrimiento sugiere un lavado constante de cationes en el suelo, lo que indica poca retención de bases de este suelo y su posible acidifi cación en suelos que son ácidos.

Rendimientos de grano y forraje

No se obtuvo producción de biomasa del cultivo haba (Vicia sativa) en 2002 debido a daños severos ocasionados



2002 2003 2004

AV TM O AV TM O LL† AV TM O LL†

NH4+ - - - 0.6(0.7) 0.6(0.5) 0.5(0.4) 0.3(0.3) 0.9(0.7) 1.2(0.6) 1.4(0.8) 0.5(0.7)

NO3- - - - 0.2(0.2) 0.2(0.2) 0.1(0.1) 0.1(0.1) 0.3(0.2) 0.7(0.3) 0.6(0.2) 0.2(0.1)

Na+ 1.4(1.2) 1.5(1.5) 1.7(1.4) 0.05(.02) 1.4(0.5) 1.7(0.8) 0.5(0.3) 1.0(0.4) 1.9(2.5) 1.1(0.8) 0.4(0.1)

K+ 2.0(1.7) 1.6(2.2) 2.3(2.7) 1.3(0.5) 2.0(1.0) 2.3(1.0) 0.3(0.1) 3.0(1.6) 3.5(2.1) 4.0(2.8) 0.1(0.1)

Ca2+ 2.8(1.0) 4.2(2.1) 4.3(3.3) 3.9(1.4) 6.5(2.1) 6.9(2.6) 0.3(0.3) 2.5(1.2) 1.9(0.7) 1.7(0.6) 0.8(0.2)

Mg2+ 0.8(0.4) 1.2(0.7) 6.1(21) 0.4(0.2) 0.7(0.2) 2.0(0.7) 0.1(0.1) 0.5(0.3) 0.4(0.2) 0.3(0.1) <.1(<.1)

Cuadro 9.Concentración de formas solubles (mg L-1) en el agua de escurrimiento y lluvia. (2002, 2003 y 2004).

Los valores entre paréntesis corresponden a la desviación estándar de los datos. †LL= lluvia. AV= año y vez; TM= tradicional mejorado; O= orgánico.

2003 2004 Paja de avena Maíz y fríjol asociados†

AV 9.2b - - - TM 9.1b 3.4a 9.6a 0.4a O 8.3a 2.1b 15.7b 0.9b

Cuadro 10.Rendimientos de grano y forraje para dos años con los tratamientos bajo estudio.

† La tercera columna corresponde a grano de maíz, la cuarta a rastrojo de maíz y la quinta a grano de frijol. Letras iguales entre tratamientos (columnas) indican diferencias no signifi cativas (p<0.05).

por hongos en el cultivo. Para 2003 los resultados de la producción de avena no muestran diferencias signifi cativas entre AV y TM, siendo signifi cativamente menor la producción con el tratamiento O (Cuadro 10). Lo que sugiere una mejor respuesta de la avena a la fertilización química sobre la orgánica. La producción de la avena fue evaluada para paja debido a que el propósito del cultivo fue producir forraje. En el caso de maíz + frijol, los resultados muestran que la mejor producción de grano de maíz fue con TM, comparado con T y O; esto también fue observado por López-Mtz et al. (2001), quienes encontraron que el maíz fertilizado de manera química alcanzó mayores rendimientos (6.05 t ha-1 para grano), que aquellos cultivados de manera orgánica usando compostas y estiércoles (<5.66 t ha-1).

Por otra parte, la producción de frijol fue signifi cativamente mayor con el manejo O; esta respuesta posiblemente se deba

a que bajo el tratamiento O, los microorganismos del suelo estén jugando un papel importante en la producción del frijol, considerando que este tratamiento presentó un aumento significativo en algunos indicadores bioquímicos del suelo como son: carbono orgánico del suelo (COS), el nitrógeno total (Nt) y en el nitrógeno de la biomasa microbiana (Nbiom), efecto que no se registró para AV y TM (Gallardo et al., 2005). Los resultados sugieren que hay un mayor impacto de la fertilización química en la producción de grano de maíz, pero la fertilización orgánica induce un mayor rendimiento de forraje de maíz y también de la producción de grano de frijol.

Análisis espacial de la erosión

Para estimar el impacto de una alternativa de manejo para la reducción de la erosión en los Acrisoles bajo temporal de la subcuenca Cointzio, se compararon los tratamientos AV vs TM considerando los resultados de 2004. El factor R (erosividad de la lluvia) calculado para 2004 presentó un valor de 3 294 (MJ mm ha-1 h-1), la erodabilidad del suelo (K), presentó un valor de 0.04 calculado del nomograma propuesto por Foster (Figueroa et al., 1991); LS fue calculado de acuerdo a Toxopeus (1997), y el factor C fue calculado a partir de la EUPS conociendo la erosión para los tratamientos AV y TM. El factor C para AV fue de 0.027 y de 0.003 para TM. El área total agrícola en la cuenca es de 6 635.6 ha, según López et al. (2006).


Bajo un escenario ideal, el cual asume la adopción de la tecnología de residuos de cosecha para la producción de MF (TM) en Acrisoles de la subcuenca de Cointzio, las pérdidas de suelos se reducirían considerablemente, respecto al escenario de descanso (Figura 3). Los resultados muestran que con el descanso (AV) se presentaría mayor erosión en las categorías de 3-5 y >5 t ha-1, las cuales representan el 90.3% del área (Cuadro 11). Por el contrario, al adoptarse el manejo con residuos de cosecha (TM), la mayor área la ocuparían las clases de 1-2 y 2-3 t ha-1, que representan el 94% de la superfi cie total agrícola de temporal sobre Acrisoles. Estos resultados coinciden con los reportados por Tapia et al. (2002), quienes encontraron cambios de las clases 3-4 y >4 t ha-1, cuando compararon la labranza tradicional en la cuenca de Pátzcuaro contra la labranza de conservación con 100% de residuos.

Figura 3. Comparación de pérdida de suelo con manejo tradicional (AV) y tradicional mejorado (TM) 2004, en la subcuenca de Cointzio.

Tratamiento

Pérdida de suelo (t ha-1)

AV TM

0 23 23

1-2 312 5199

2-3 301 1045

3-5 999 367

>5 4998 0

Cuadro 11. Superfi cies por rango de erosión para los sistemas de manejo comparados.

CONCLUSIONES

Los resultados mostraron que la rotación AV presentó pérdidas de suelo permisibles (2.7 t ha-1), no así de escurrimiento (199 mm), que fue el que generó mayores volúmenes principalmente en el período de descanso (2004). Este incremento del volumen escurrido fue causado por una mayor compactación del suelo. Las mayores pérdidas de suelo en TM y O fueron causadas durante 2002 cuando presentaron baja cobertura vegetal (<20%), lo que indica la susceptibilidad de estos suelos cuando existe poca cobertura.

Los cultivos en surcos (haba y maíz-frijol), fueron más erosivos que la avena, pero fueron más efi cientes para reducir los escurrimientos que cuando no se induce la rugosidad (surcos). Respecto a la concentración de nutrientes disueltos en el escurrimiento, la rotación AV presentó los valores más bajos respecto a TM y O, pero al tener volúmenes mayores de escurrimiento, la pérdida neta de nutrientes fue mayor en AV que en O y TM, siendo el que retiene mayor cantidad de nutrientes este último.

La pérdida de cationes principalmente en AV, sugiere la pérdida del potencial productivo del suelo bajo manejo tradicional. El balance de agua mostró que las salidas vía escurrimiento fueron muy bajas (<11%), la evapotranspiración representó entre 26 y 36% de las salidas de agua de los sistemas agrícolas, y la infi ltración representó entre 58 y 73% del agua que entra al sistema. El uso de residuos de cosecha (labranza de conservación), fue una práctica que favoreció la infi ltración del agua en el suelo.



Se observó que la adopción de un sistema alternativo como TM, representan una importante contribución a nivel de cuenca en la reducción de los escurrimientos y la erosión, y con ello la mitigación en la degradación del suelo.

LITERATURA CITADA

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DINÁMICA DE LOS TIZONES COMÚN Y DE HALO DEL FRIJOL EN EL VALLE DE MÉXICO*

DYNAMICS OF THE BEAN COMMON AND HALO BLIGHTS IN THE VALLEY OF MEXICO

José Manuel Prudencio-Sains1, Rosa Navarrete-Maya1§, Jorge Navarrete-Maya1 y Jorge Alberto Acosta-Gallegos2

1Facultad de Estudios Superiores-Cuautitlán, UNAM, Apartado Postal 25, Cuautitlán Izcalli, Estado de México. 2Programa de frijol, Campo Experimental Bajío, INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Agosto de 2006

Aceptado: Febrero de 2008

RESUMEN

Los objetivos de este estudio fueron: 1) evaluar la dinámica de los tizones de halo y común en primavera-verano del frijol en el Valle de México y 2) identifi car materiales con resistencia a estas enfermedades, se establecieron once genotipos de frijol, de diverso origen y contrastantes en hábito de crecimiento, el 10 de junio de 2001 en Texcoco, Estado de México. La incidencia y la severidad de las enfermedades se evaluaron en diferentes etapas fenológicas y se obtuvieron la tasa de incidencia y el área bajo la curva del progreso de los tizones (ABCPE). Todos los genotipos mostraron incidencia de ambas enfermedades, desde el fi nal de la fl oración la de tizón de halo fue mayor al 50% y el común alcanzó una incidencia similar hasta el inicio del llenado de grano. No se observó relación entre la susceptibilidad a las enfermedades y el hábito de crecimiento de los genotipos. El rendimiento fue afectado negativamente por el desarrollo de ambas enfermedades, siendo mayor el impacto negativo del tizón de halo. El ABCPE describió con mayor precisión el efecto de las enfermedades sobre el cultivo, que los porcentajes de incidencia y severidad, particularmente al considerar las evaluaciones parciales en forma independiente. Los genotipos que mostraron resistencia a ambas enfermedades fueron Bayo Madero, Negro 8025 y Pinto Villa.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., Pseudomonas syringae pv. phaseolicola, Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, condiciones ambientales, resistencia.

ABSTRACT

To study the dynamics of the diseases common and halo blight during the bean crop cycle at the Valley of Mexico, and to identify resistant genotypes to both bacterial diseases, eleven bean genotypes, from different origin and contrasting growth habit, were sown on june 10, 2001 at Texcoco, State of Mexico. The incidence and disease severity were evaluated at different growth stages and the incidence rate and the area under disease progress curve were also estimated. All genotypes showed incidence of both diseases, halo blight was higher than 50% from the end of flowering, and common blight reached the same level until the beginning of seed filling. There was not significant relationship between the disease susceptibility and the growth habit of the genotypes. Seed yield was negatively affected by the development of both diseases. However, halo blight displayed a larger negative impact. The AUDPC described with major precision the effect of the diseases on the bean crop, in comparison with the incidence and severity of the diseases, particularly when each one was taken into consideration separately. Resistant genotypes against both diseases were Bayo Madero, Negro 8025 and Pinto Villa.

Key words: Phaseolus vulgaris L., Pseudomonas syringae pv. phaseolicola, Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, wheather conditions, resistance.


José Manuel Prudencio-Sains et al.

INTRODUCCIÓN

En México el cultivo del frijol (Phaseolus vulgaris L.) con frecuencia es atacado por enfermedades bacterianas como los tizones común y de halo, los cuales tienen una amplia distribución en las zonas productoras de esta leguminosa (Campos, 1991; Navarrete, 1996). El tizón común está considerado entre los cuatro problemas fi topatológicos más importantes de México (López, 1991; Becerra y López, 1994), se ha estimado que las pérdidas que provoca en el rendimiento varían de 15 al 30% (Campos, 1991). Por otra parte, en Michigan, EE. UU. las pérdidas en el rendimiento causadas por el tizón de halo varían del 23 al 43% (Schwartz, 1989).

El tizón de halo, inducido por Pseudomonas syringae pv. phaseolicola provoca la defoliación prematura de las plantas y puede llegar a causar la muerte de plantas jóvenes de genotipos susceptibles sobre todo en los de hábito determinado, tipo I, como Michigan Dark Red Kidney, Canario 107 y Cacahuate 72 (Campos, 1991; Navarrete y Acosta, 2000). En el Valle de México se ha observado que el tizón de halo ataca severamente los genotipos azufrados y peruanos, de hábito determinado (raza Nueva Granada), y generalmente ésta es la primera enfermedad foliar que se contempla en los cultivos de temporal (Navarrete y Acosta, 2000).

El tizón de halo se desarrolla con temperaturas de 16 a 20 ºC, humedad relativa alta (> 80%), lluvia y rocío (Zaumeyer y Thomas, 1957; Patel y Walter, 1963; Campos, 1991). P. syringae pv. phaseolicola provoca manchas circulares, con el centro necrosado rodeado por un halo amarillento verdoso. Posteriormente el área necrótica se rasga y cae, si las condiciones son favorables hay defoliación. La enfermedad puede desarrollarse de manera sistémica, los brotes nuevos muestran clorosis y la planta es de menor tamaño que las plantas sanas. En las vainas se forman manchas circulares de aspecto grasoso, con exudados color crema cuando hay humedad relativa alta, al secarse dejan una lesión café rojiza (Rudolph, 1984; Schwartz, 1989). La bacteria puede causar el aborto de semillas, dejarlas enjutas o causar su muerte. Las semillas infectadas pueden transmitir a P. syringae pv. phaseolicola, con lo que facilitan su dispersión al siguiente ciclo (Saettler et al., 1991).

Por otra parte, el tizón común inducido por Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli generalmente ataca al frijol en la etapa reproductiva en las siembras de verano. Se han

documentado ataques de tizón común en diversas localidades del Altiplano de México, registrándose incidencias de 40 al 100% (Campos, 1991; Jacobo et al., 1992; Navarrete, 1996).

Los síntomas inducidos por X. axonopodis pv. phaseoli son manchas foliares necróticas irregulares, rodeadas por un delgado halo amarillento, que se desarrollan en el borde o en diferentes áreas de la lámina foliar. Las mayores pérdidas ocurren con temperaturas de 27 a 28 ºC, humedad relativa alta y lluvias frecuentes (Campos, 1991; Saettler et al., 1991). Los síntomas en vainas y semillas son pequeñas manchas rojizas irregulares, con exudados amarillos cuando hay humedad relativa alta (Allen y Wiley, 1983; Saettler, 1991). Las semillas pueden tener un desarrollo anormal y quedar arrugadas (Saettler, 1991), cuando tienen un buen desarrollo también constituyen un foco de infección, ya que al sembrarse originan plantas enfermas (Campos, 1991; Saettler, 1991).

Para el combate de estas enfermedades se recomienda el control cultural, especialmente el uso de genotipos resistentes, el uso de densidades óptimas de siembra, la rotación de cultivos por tres años, la eliminación de residuos de cosecha y la producción de semilla libre de la enfermedad (Campos, 1991; Saettler, 1991).

Los objetivos de este estudio fueron: 1) evaluar la dinámica de los tizones de halo y común durante el ciclo del frijol en la primavera- verano en el Valle de México y 2) identifi car genotipos con resistencia a estas enfermedades.


Localización. El experimento se estableció en el Campo Experimental Valle de México del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), localizado en Texcoco, Estado de México (19o 29’ latitud norte y 98o 51’ longitud oeste, 2 240 msnm y precipitación media anual de 644 mm), con clima templado húmedo e inviernos benignos (García, 1981).

Germoplasma utilizado y conducción del experimento. Se utilizaron once genotipos de frijol de diferentes origenes y hábitos de crecimiento (Cuadro 1). La siembra se realizó el 10 de junio de 2001 en un diseño de bloques completos al azar con seis repeticiones. La parcela experimental fue de un surco de cinco metros con una separación de 0.6 m.

Dinámica de los tizones de halo del frijol en el Valle de México 215

Se efectuaron las labores culturales recomendadas para el cultivo en la región; se dió un riego para facilitar la emergencia (16 de junio) y dos de auxilio (13 de julio y 12 de agosto). Se fertilizó al momento de la siembra con la dosis 40-40-00 de N-P-K por ha.

Evaluación de las enfermedades. A partir de la emergencia de las plantas se realizaron monitoreos para detectar los síntomas de los tizones de halo y común, por infección natural. Se marcó un metro lineal en cada parcela y se evaluaron las plantas dentro de éste, a los 50, 67, 85 y 99 días después de la siembra (dds), considerando los siguientes indicadores:

Incidencia. Se obtuvo la incidencia de ambos tizones, de halo (P. syringae pv. phaseolicola) y común (X. axonopodis pv. phaseoli) en cada parcela y a través de repeticiones, utilizando la fórmula de Van der Plank (1975):

I= PE / PT X 100

donde:

I= índice de incidencia (%)

PE= plantas enfermas

PT= plantas totales.

Severidad. La evaluación se basó en la comparación con una escala visual (Schoonhoven y Pastor-Corrales, 1987) modifi cada, donde los valores de 1 a 3 se consideran resistentes, de 3.1 a 6 intermedios y de 6.1 a 9 son susceptibles.

Genotipo Origen Color de semilla Hábito de crecimiento Raza Estatus biológico

DON 38 Malawi Pinto III Durango Mejorado DON 1013 Malawi Canario II Nueva Granada Mejorado Bayo Madero México (INIFAP) Crema III Durango Mejorado Ilomba Tanzania Cacahuate I Nueva Granada Criollo HHL 9438-56 Honduras Café II Mesoamericana Mejorado Negro 8025 México (INIFAP) Negro III Mesoamericana Mejorado BAT 477 Colombia (CIAT) Crema III Mesoamericana Mejorado 97-RS-326 Michigan, EUA Pinto II Durango Mejorado Chippata Tanzania Canario I Nueva Granada Criollo 97-RS-303 Michigan, EUA Pinto II Durango Mejorado Pinto Villa México (INIFAP) Pinto III Durango Mejorado

Cuadro 1.Características de los once genotipos de frijol Phaseolus vulgaris L. utilizados en el estudio, Texcoco, Estado de México, 2001.

I= determinado arbustivo; II= indeterminado arbustivo y III= erecto o rastrero.

Los datos se transformaron a valores semilogarítmicos, se dividieron entre 100 para obtener el porcentaje en centésimas y se obtuvo su raíz cuadrada (Little y Hills, 1989).

Área bajo la curva del progreso de la enfermedad (ABCPE) estandarizada y tasa de intensidad de la enfermedad (TI). Se determinaron de acuerdo a las fórmulas de Van der Plank (1975):

ABCPE= [(Yi + (Yi + 1)) / 2] [ti + 1 - ti]

donde:

Yi= intensidad de la enfermedad (%)

ti= período de evaluación en días, por lo que las unidades son % día -1.

La ABCPE estandarizada considera el ABCPE entre el tiempo total de la epidemia.

La tasa de intensidad de la enfermedad TI representa la velocidad con que se desarrolla una epidemia y se expresa en % día -1:

TI= (Yt – (Y t – 1)) / (t – (t – 1))

donde:

t y t - 1= fechas en que se cuantifi có la enfermedad

Yt y Yt - 1= cantidades de enfermedad registradas en cada fecha.



Condiciones climáticas. Se obtuvieron los datos de precipitación, temperaturas máxima y mínima diarias durante el ciclo de cultivo en una estación meteorológica, localizada a 500 m del sitio experimental.

Análisis estadísticos. Los análisis de varianza se realizaron de acuerdo al diseño experimental con el paquete estadístico MSTATC (Freed et al., 1991) y la separación de medias con la prueba múltiple de Duncan al 0.05. Se obtuvieron los coefi cientes de correlación entre los indicadores: severidad, incidencia, área bajo la curva del proceso de la enfermedad, tasa de intensidad de la enfermedad y rendimiento, con los datos obtenidos en cada fecha de evaluación, así como con los datos de máxima severidad y de severidad e incidencia promedio.


Todos los genotipos mostraron incidencia de ambas enfermedades, tizón común y de halo. A los 50 dds no se habían detectado síntomas de ninguna de ellas y solamente el genotipo Chippata presentaba más de 50% de fl oración. A los 67 dds en todos los genotipos se observó una incidencia promedio de tizón de halo mayor al 50%, mientras que el tizón común alcanzó esa incidencia hasta los 85 dds (Cuadro 2). Esto coincide con observaciones anteriores, en que las pudriciones de raíces y el tizón de halo, fueron las primeras enfermedades que se registraron atacando al frijol de

Tizón de halo Tizón común

Días después de la siembra Días después de la siembra Genotipos 67 85 99 x 67 85 99 x DON 38 83.33 78.50 81.00 80.90 81.83 97.83 97.67 92.40 DON 1013 96.67 98.67 79.17 91.50 55.50 87.33 97.17 80.00 Bayo Madero 53.5 52.33 45.50 50.40 50.33 88.17 92.83 77.11 Ilomba 91.00 72.33 75.83 79.71 83.00 98.33 97.67 93.00 HHL 9438-56 98.67 100.00 98.67 99.11 80.83 88.83 81.33 83.70 Negro 8025 67.33 79.50 76.83 74.55 26.45 97.17 98.67 74.10 BAT 477 97.17 94.33 94.33 95.30 37.83 85.67 96.67 73.40 97-RS-326 100.00 100.00 100.00 100.00 98.67 100.00 100.00 99.50 Chippata 91.17 100.00 100.00 97.00 47.00 69.83 94.00 70.30 97-RS-303 80.83 83.83 88.17 84.30 73.17 97.50 100.00 90.20 Pinto Villa 56.17 62.00 50.67 56.20 63.83 90.17 95.17 83.00 Promedio (x) 83.20 83.80 80.90 63.50 91.00 95.60

Cuadro 2.Porcentaje de incidencia de los tizones de halo y común en once genotipos de frijol (Phaseolus vulgaris L.) cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001.

Cada valor es media de seis repeticiones, valores con distinta letra indican diferencias estadísticas signifi cativas (p<0.05).

temporal en el Valle de México (Acosta y Navarrete, 1996; Navarrete y Acosta, 2000).

Probablemente las condiciones climáticas promedio (temperatura y precipitación), en el período de los diez días previos a cada evaluación, tiempo sufi ciente para la incubación de éstos patógenos fueron favorables para el desarrollo de los tizones (Cuadro 3). En la evaluación a los 67 dds hubo una precipitación media de 45.45 mm, temperatura mínima de 8.35 ºC, media de 15.8 ºC y máxima de 24.2 ºC, condiciones óptimas para el desarrollo del tizón de halo. Posteriormente los valores de temperatura y precipitación fueron menores, ya que ésta última disminuyó a la mitad en la evaluación a los 85 dds y a la décima parte en la de los 99 dds (Figura 1, Cuadro 3).

El tizón común fue ligeramente más agresivo que el de halo, como se observa en los promedios de severidad para cada evaluación (Cuadro 4). La severidad máxima del tizón de halo fue de 75.5% en el genotipo 97-RS-326, en comparación con 69.25% que mostró el genotipo Chippata. Los genotipos mejorados Bayo Madero, Negro 8025 y Pinto Villa, con una severidad de 1.86 a 18.01% fueron resistentes a ambas enfermedades. Otros genotipos como DON 1013 y Chippata mostraron resistencia al tizón común, pero fueron intermedios para el de halo. Por el contrario, 97-RS-303 mostró resistencia al tizón de halo y susceptibilidad al común. Los genotipos susceptibles a ambas enfermedades fueron DON 38, Ilomba, HHL 9438-56, BAT 477 y 97-RS-326 (Cuadro 4).


Días después de la siembra Factor 67 85 99 Temperatura máxima 24.2 ºC 22.5 ºC 22.8 ºC Temperatura mínima 8.3 ºC 9.4 ºC 7.7 ºC Temperatura media 16.8 ºC 12.6 ºC 16.2 ºC Precipitación 45.4 mm 18.6 mm 4.4 mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 25

JUN. JUL. AGO. SEP. OCT. NOV.

precipitación

mm

0

5

10

15

20

25

30

temperaturas

°C

PP (mm) T. MAX °C T. MIN. °C T. MED. °C

Cuadro 3.Condiciones climáticas promedio de los diez días previos a las evaluaciones de tizón común y tizón de halo en Texcoco, Estado de México, 2001.

Figura 1. Precipitación y temperaturas en Texcoco, Estado de México. 2001.

Tizón de halo Tizón común Días después de la siembra Días después de la siembra

Genotipos 67 85 99 Prom. 67 85 99 Prom. DON 38 24.71 ab 28.50 bc 14.15 22.4 25.97 ab 31.48 bc 12.65 c 23.4 DON 1013 12.18 bcd 41.32 ab 14.67 22.7 2.86 d 11.06 cd 14.67 c 9.5 Bayo Madero 8.86 cd 6.24 d 1.86 5.6 5.59 d 12.45 bcd 7.12 c 8.4 Ilomba 33.20 a 18.94 cd 8.74 20.3 14.91 bcd 37.08 ab 11.28 c 21.1 HHL 9438-56 32.03 a 45.20 ab 53.67 43.6 19.24 bc 25.13 bcd 39.50 b 27.9 Negro 8025 3.45 d 4.08 d 3.67 3.7 2.16 d 14.17 bcd 18.01 bc 11.4 BAT 477 19.19 abc 52.59 a 39.79 37.2 3.11 d 30.23 bcd 37.88 b 23.7 97-RS-326 25.92 ab 14.97 cd 19.29 20.1 40.89 a 59.80 a 75.72 a 58.8 Chippata 16.37 abc 68.98 a 69.25 51.5 1.92 d 9.50 d 22.56 bc 11.3 97-RS-303 18.47 abc 18.31 cd 20.23 19.0 7.84 cd 29.14 bcd 36.89 b 24.6 Pinto Villa 11.77 cd 13.07 cd 2.40 9.1 9.16 cd 15.24 bcd 15.73 c 13.4 Promedio 18.74 28.40 22.52 12.15 25.02 26.54

Cuadro 4.Condiciones climáticas promedio de los diez días previos a las evaluaciones de tizón común y tizón de halo en Texcoco, Estado de México, 2001.

Cada valor es media de seis repeticiones, valores con distinta letra indican diferencias estadísticas signifi cativas (p<0.05).



Progreso del tizón de halo

Los genotipos que mostraron menor incidencia fueron Bayo Madero y Pinto Villa, ambos de hábito indeterminado tipo III desarrollados en la región semiárida; mientras que el Pinto 97-RS-326 introducido de EE. UU, también de hábito indeterminado, mostró 100% de incidencia desde la evaluación realizada a los 67 dds (Cuadro 2).

La severidad inicial de los genotipos a los 67 dds varió de 3.45 a 33.2%. A los 85 dds los menores valores de severidad los presentaron los genotipos Negro 8025 y Bayo Madero y los mayores Chippata, BAT 477, HHL9438-56 y DON 1013. Por otra parte, en los genotipos susceptibles BAT 477, HHL9438-56 y Chippata, la severidad del tizón de halo fue mayor a los 99 dds, en esa etapa varió entre 39.8 a 69.2% y los genotipos resistentes fueron Bayo Madero, Negro 8025 y Pinto Villa, los cuales mostraron fl uctuaciones en la severidad a través del tiempo, a los 99 dds el rango de severidad fue de 1.86 a 3.67% (Cuadro 4).

El genotipo Chippata mostró la mayor severidad (Cuadro 4) y tasa de intensidad de la enfermedad (Cuadro 5) a los 85 y 99 dds, la cual fue positiva y ascendente a través del ciclo de cultivo, llegando a cuadruplicar su valor inicial a los 99 dds.

El genotipo Pinto Villa confi rmó su resistencia al tizón de halo, la que se había observado en un estudio previo efectuado en el mismo sitio, en el que se evaluó el progreso de la enfermedad en frijol sembrado en tres fechas, la última de ellas el 12 de junio de 1997 (Navarrete y Acosta, 2000).

Tizón de halo Tizón común Días de la evaluación Días de la evaluación Genotipo 67 - 50 85 - 67 99 - 85 67 - 50 85 - 67 99 - 85 DON 38 1.45352 0.21055 -1.025 1.52764 0.30611 -1.345 DON 1013 0.71647 1.6188 -1.90357 0.16823 0.45555 0.25785 Bayo Madero 0.52117 -0.1455 -0.31285 0.32882 0.38111 -0.38071 Llomba 1.95294 -0.79222 -1.01857 0.87705 1.2316 -1.84285 HHL 9438-56 1.88411 0.73166 0.94071 1.13176 0.3272 1.02642 Negro 8025 0.20294 0.035 0.045 0.12705 0.66722 0.27428 BAT 477 1.12882 1.85555 2.38571 0.18294 1.50666 0.54642 97-RS-326 1.52470 0.60833 -0.78214 2.40529 1.05055 1.13714 Chippata 0.96294 2.92277 3.75785 0.11294 0.42111 0.93285 97-RS-303 1.08647 -0.00888 -0.01142 0.46117 1.18333 0.55357 Pinto Villa 0.69235 0.07222 0.09285 0.53882 0.3377 0.03500

Cuadro 5.Tasa de intensidad de tizón de halo y tizón común expresado en % día -1 en once genotipos de frijol cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001.

El valor máximo de severidad del tizón de halo observado fue de 69.2%, equivalente a 5.9 en la escala de uno a nueve (Schoonhoven y Pastor-Corrales, 1987), a diferencia del estudio de Navarrete y Acosta (2000), en el que el genotipo Michigan Dark Red Kidney (raza Nueva Granada) alcanzó la máxima severidad 100%, equivalente a nueve con la escala mencionada. Probablemente esto se deba a que las condiciones ambientales fueron diferentes entre los estudios, aún cuando la siembra se realizó en fechas similares, y a que Michigan Dark Red Kidney es más susceptible que cualquiera de los genotipos utilizados en esta investigación.

La tasa de intensidad de la enfermedad en los genotipos resistentes fue disminuyendo conforme avanzó el ciclo de cultivo y en el caso de Bayo Madero fue negativa a partir de los 85 dds (Cuadro 5), es decir la severidad fue menor en esta etapa que al inicio de las evaluaciones, aún cuando el porcentaje de incidencia estuvo en un rango de 43.5% a 53.5 (Cuadro 2).

En relación al hábito de crecimiento del genotipo, la incidencia y la severidad del tizón de halo, los genotipos resistentes son de hábito indeterminado III, mientras que los de mayor severidad incluyeron genotipos de los tres hábitos de crecimiento: I, II y III. En este caso sólo hubo una relación directa entre el hábito de crecimiento indeterminado y la resistencia al tizón de halo, a diferencia de lo señalado por Campos (1991) sobre la relación entre la susceptibilidad al tizón de halo y el hábito de crecimiento, ya que no se identificó una


relación directa entre ellos. Por otra parte, es probable que esa susceptibilidad si esté asociada al origen de los genotipos, los susceptibles de hábito determinado tipo I, por lo general se pueden adscribir a la raza Andina Nueva Granada. Los genotipos de frijol pertenecientes a la raza Nueva Granada son susceptibles al tizón de halo en ambas etapas vegetativa y reproductiva (Navarrete y Acosta, 2000).

El área bajo la curva del progreso de la enfermedad estandarizada en los genotipos Negro 8025, Bayo Madero y Pinto Villa fluctuó entre 3.81 a 10.37 % día -1, área equivalente a menos de la quinta parte de la registrada por el genotipo más susceptible, Chipppata con 54.24 % día -1 (Cuadro 6).

Genotipo Tizón de halo Tizón común 32 ddi 32 ddi DON 38 24.25 25.81 DON 1013 27.29 9.54 Bayo Madero 6.02 12.08 Ilomba 20.72 25.20 HHL 9438-56 43.35 26.62 Negro 8025 3.81 11.63 BAT 477 40.40 24.27 97-RS-326 18.99 57.96 Chippata 54.24 10.22 97-RS-303 18.77 24.84 Pinto Villa 10.37 13.64

Cuadro 6. Área bajo la curva del progreso de la enfermedad estandarizada (ABCPE) de los tizones de halo y común en once genotipos de frijol cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001. Datos globales.

ddi= días después de la incidencia inicial.

Las lluvias fueron abundantes durante el período previo a las evaluaciones, lo que permitió que la bacteria se dispersara de manera efi ciente hacia los genotipos susceptibles vecinos, como se ha documentado sobre el papel de la lluvia en la dispersión de esta bacteria (Fourie, 2000). La severidad del tizón de halo y la reacción de los genotipos susceptibles estuvo asociada a los cambios ocurridos en las condiciones climáticas (Figura 1). Las condiciones ambientales óptimas para el desarrollo del tizón de halo, que son de 45 a 60% de humedad relativa y temperatura media de 19 a 21 °C (Campos, 1991), se presentaron en los 10 días previos al registro de la enfermedad, lo que permitió una adecuada

incubación de la bacteria y posteriormente la expresión de síntomas (Cuadro 3). Lo anterior coincide con lo señalado por Campos (1991) sobre que el tizón común incrementa su desarrollo con el aumento de la precipitación y la temperatura, condiciones favorables para su desarrollo.

Por otro lado, no se puede descartar la posibilidad de que exista más de una raza fi siológica de P. syringae pv. phaseolicola en el sitio donde se desarrolló el estudio. Taylor et al. (1996) indicaron que la bacteria presenta a nivel mundial ocho razas fi siológicas.

Progreso del tizón común

La incidencia del tizón común entre los genotipos y las fechas de muestreo fl uctuó de 28.1 a 100% y presentó diferencias estadísticamente signifi cativas (p<0.01). La línea 97-RS-326 mostró la mayor incidencia a los 67 dds, de 98.6%, y en las evaluaciones posteriores ésta fue de 100%. La línea 97-RS-303, que como la anterior también fue introducida de Michigan, EE. UU, alcanzó 100% de incidencia hasta los 99 dds (Cuadro 3). La mayor severidad durante las tres fechas de evaluación la obtuvo la línea 97-RS-326 que alcanzó 75.72% a los 99 dds y la menor el genotipo Chippata a los 67 dds (Cuadro 4).

Es importante mencionar que la reacción de resistencia de el genotipo Chippata puede ser modifi cada por la alta susceptibilidad del mismo al tizón de halo (Cuadro 4). Es decir, cuando un genotipo resulta altamente susceptible a la primera enfermedad que ocurre durante el ciclo de cultivo, es difícil determinar con exactitud la reacción de éste a enfermedades subsecuentes. En el caso de P. syringae pv. phaseoli y X. axonopodis pv. phaseoli ambas bacterias se desarrollan a nivel foliar; además como ya se ha mencionado, generalmente el tizón de halo (P. syringae pv. phaseoli) es la primera enfermedad que ocurre y necrosa los tejidos (Navarrete y Acosta, 2000), por lo que al llegar X. axonopodis pv. phaseoli inductora del tizón común ya no hay tejido disponible para que éste se desarrolle.

No se observó ninguna relación entre el hábito de crecimiento, la incidencia y la severidad del tizón común, ya que tanto los genotipos con resistencia como los susceptibles pertenecen a los tres hábitos de crecimiento incluidos en el estudio.

La tasa de intensidad de la enfermedad que mostró la línea 97-RS-326 fue muy elevada desde los 67 dds, casi veinte veces mayor que el genotipo Chippata que fue el que mostró



la menor severidad y en las siguientes evaluaciones esta tasa también se mantuvo elevada (Cuadro 5).

A los 99 dds en el grupo con los valores más bajos de severidad estuvieron los genotipos DON 38, DON 1013, Bayo Madero, Ilomba y Pinto Villa (Cuadro 4). La tasa de intensidad de la enfermedad en DON 38 y Pinto Villa fue disminuyendo a través del ciclo, mientras que las de DON 1013, Ilomba y Bayo Madero sufrieron fluctuaciones, pero al final su tasa fue menor y negativa (Cuadro 5).

Al realizar los análisis de varianza de la severidad a los 67, 85 y 99 dds se encontraron diferencias significativas entre los genotipos evaluados. Al final de las evaluaciones la mayor severidad la presentó el genotipo 97-RS-326 (75.72%) a los 99 dds y la menor fue de 1.92% para Chippata a los 67 dds (Cuadro 4).

En el desarrollo del tizón común se observaron fluctuaciones en la severidad; en la mayoría de los genotipos ésta se incrementó durante el ciclo de cultivo y alcanzó el máximo porcentaje a los 99 dds. Sin embargo, en algunos genotipos el mayor porcentaje ocurrió a los 85 dds y posteriormente hubo una disminución, tal fue el caso de DON 38, Ilomba y Bayo Madero. Probablemente ésto haya ocurrido por los cambios en las condiciones climáticas (temperatura y precipitación) en los días previos a las evaluaciones. Por otra parte, se conoce que esta bacteria presenta variabilidad patogénica (Navarrete y Acosta, 1999), por lo que la respuesta de los genotipos puede modificarse debido a esta condición; además de que influya la probable interacción de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli con Pseudomonas syringae pv. phaseolicola.

El ABCPE estandarizada fluctuó de 9.54 a 57.96% día -1, el menor correspondió a la variedad DON 1013, lo que representó aproximadamente la sexta parte de la mayor ABCPE registrada en la línea 97-RS-326 (Cuadro 6).

Se conoce que el tizón común interactúa negativamente con la sequía, el rendimiento y el vigor del frijol (Diaz et al., 1991). En este estudio se incluyeron genotipos reconocidos como resistentes a la sequía, por lo que aquellos que muestran resistencia al desarrollo del tizón común tienen un amplio potencial para ser utilizados en los programas de mejoramiento de frijol, sobre todo para regiones con baja precipitación como algunas

del Altiplano de México. En las cuales el tizón común generalmente se presenta en la etapa reproductiva, favorecida por incrementos en la temperatura (Jacobo et al., 1992; Navarrete, 1996).

Correlaciones simples

Cuando se analizó la información de cada evaluación, hubo correlaciones positivas y significativas entre la severidad e incidencia del tizón de halo en todas las etapas en las que se determinó la ocurrencia de la misma, a los 67 dds r= 0.659, 85 dds 0.691 y 99 dds 0.689. La correlación entre la severidad del tizón de halo y el común fue positiva y significativa en la evaluación a los 67 dds, posteriormente ya no hubo significancia (Cuadro 7).

A los 67 dds la correlación entre la incidencia y la severidad del tizón común fue altamente significativa (r= 0.855 **), en la segunda evaluación fue significativa y en la tercera evaluación ya no hubo significancia. Por otra parte, en la evaluación a los 67 dds la correlación entre la incidencia del tizón común y la severidad del tizón de halo fue altamente significativa y positiva (r= 0.766 **), mientras que en la segunda evaluación la correlación fue significativa, pero negativa (r= - 0.766 **).

Al realizar correlaciones entre el rendimiento y los demás indicadores evaluados se observó que éste fue afectado negativamente principalmente por el tizón de halo. Sin embargo, en el caso del tizón común únicamente se observó la influencia de la severidad (r= - 0.562 *) y de la incidencia (r= 0.517 *) sobre el rendimiento en la última evaluación. Esto en concordancia con el hecho de que el tizón común ocurre en la etapa reproductiva. El área bajo la curva del progreso del tizón de halo también mostró una correlación negativa con el rendimiento a los 85 y 99 dds, a diferencia del área de progreso del tizón común en que no hubo significancia en ninguna de las evaluaciones (Cuadro 7).

La destrucción del tejido foliar, la defoliación y la senescencia prematura ocasionada por los patógenos necrotróficos puede tener un efecto directo sobre el rendimiento (Gaunt, 1995). Este autor también mencionó que la severidad, número de lesiones o el área de tejido dañado se relacionan con el rendimiento, pero hay más relación con el progreso de la enfermedad,


Evaluación a los 67 dds

ITH STC ITC REND. TITH TITC ABTH ABTC STH 0.659* 0.636* 0.784** -0.514+ 1.000* 0.636* 0.494ns 0.636* ITH 0.347ns 0.362ns -0.801** 0.659* 0.347ns 0.369ns 0.347ns STC 0.855** -0.248ns 0.636* 1.000* 0.386ns 1.000** ITC -0.304ns 0.784** 0.855** 0.246ns 0.855** REND -0.514+ -0.248ns -0.214ns -0.248ns ABTH 0.386ns

Evaluación a los 85 dds ITH STC ITC REND. TITH TITC ABTH ABTC

STH 0.691* -0.195ns -0.766** -0.614* 0.877** -0.027ns 0.933** -0.215ns ITH 0.258ns -0.263ns -0.834** 0.690* 0.191ns 0.704* 0.237ns STC 0.610* -0.231ns -0.276ns 0.571+ 0.088ns 0.969** ITC 0.225ns -0.823** 0.306ns -0.552+ 0.605* REND -0.483** -0.051ns -0.706* -0.248ns ABTH 0.077ns

Evaluación a los 99 dds ITH STC ITC REND. TITH TITC ABTH ABTC STH 0.689* 0.306ns -0.513+ -0.666* 0.820** 0.561+ 0.966** 0.143ns ITH 0.662* -0.070ns -0.774** 0.400ns 0.498ns 0.706* 0.605* STC 0.047ns -0.562* 0.132ns 0.659* 0.214ns 0.951** ITC 0.517+ -0.312ns -0.247ns -0.438ns 0.159ns REND -0.219ns -0.577+ -0.684* -0.450* ABTH 0.071ns

Cuadro 7.Coefi cientes de correlación simple entre severidad, incidencia, tasa de intensidad y área bajo la curva de los tizones de halo y común, y rendimiento por fecha de evaluación de once genotipos de frijol cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001.

Signifi cancia estadística= + p< 0.10; * p< 0.05; ** p< 0.01; NS= no signifi cativo; ITH= incidencia de tizón de halo; STH= severidad de tizón de halo; STC= severidad de tizón común; ITC= incidencia de tizón común; STC= severidad de tizón común; REND.= rendimiento; TITH= tasa de intensidad de tizón de halo; TITC= tasa de intensidad de tizón común; ABTH= área bajo la curva del progreso de tizón de halo; ABTC= área bajo la curva del progreso de tizón común.

aún cuando todos estos indicadores describan a la enfermedad. El ABCPE refleja el efecto del patógeno sobre el crecimiento vegetal ya que muchos patógenos retrazan la emergencia foliar, la extensión foliar, así como el tamaño foliar final, y por lo tanto afectan el rendimiento al haber menor área fotosintética útil. Los tizones de halo y común provocan en el cultivo del frijol efectos como los señalados por Gaunt (1995), por lo que probablemente esta sea la explicación a la correlación negativa entre el rendimiento y la incidencia de tizones observada en esta investigación.

El realizar el análisis por separado del efecto del tizón de halo y del tizón común en cada fecha de evaluación,

resultó más revelador que cuando se realiza de manera global, debido a que en el último caso puede enmascararse el efecto individual de cada una de las enfermedades estudiadas. O más aún, cuando se toman en cuenta solamente los valores máximos de severidad de cada enfermedad, independientemente de la fecha en la que ocurran no se visualizan las diferencias a través del tiempo (Cuadro 8).

El tizón de halo ocurrió al final de la fase vegetativa y el tizón común durante el inicio de la fase reproductiva. La tasa de incremento indicó que el tizón común fue más agresivo ya que desarrolló una severidad mayor que el tizón de halo. Las condiciones climáticas presentes durante el ciclo de cultivo fueron determinantes para el desarrollo de ambas enfermedades (Cuadro 9).



Cuadro 8.Coefi cientes de correlación simple entre severidad, incidencia y área bajo la curva de los tizones de halo y común, y rendimiento de once genotipos de frijol cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001.

a) datos promedio

ABTC IGTC IGTH SGTH ABTH REND SGTC 0.669* 0.720* 0.517+ 0.131ns 0.089ns -0.415ns ABTC 0.232ns 0.491ns 0.292ns 0.261ns 0.309ns IGTC 0.122ns -0.233ns -0.245ns -0.075ns SGTH 0.762** 0.995** -0.731* IGTH 0.758** -0.832** ABTH -0.719*

b) valores máximos

IMTH SMTC ABTC IMTC ABTH REND SMTH 0.747** 0.162ns 0.270ns -0.831ns 0.987** -0.691* IMTH 0.548* 0.431ns 0.127ns 0.737** -0.783** SMTC 0.711* 0.319ns 0.188ns -0.460ns ABTC 0.241ns 0.261ns -0.309ns IMTC -0.403ns 0.348ns ABTH -0.719*

SMTH= severidad máxima de tizón de halo; IMTH= incidencia máxima de tizón de halo; SMTC= severidad máxima de tizón común; IMTC= incidencia máxima de tizón común; ABTC= área bajo la curva del progreso de tizón común; ABTH= área bajo la curva del progreso de tizón de halo; REND= rendimiento. Signifi cancia estadística= + p< 0.10; * p< 0.05; ** p< 0.01; NS= no signifi cativo.

Genotipos Rendimiento g m-2

DON 38 248.60+ DON 1013 182.80 Bayo Madero 273.65 Ilomba 256.35 HHL 9438-56 106.60 Negro 8025 275.10 BAT 477 205.35 97-RS-326 186.50 Chippata 200.20 97-RS-303 209.90 Pinto Villa 302.20

Cuadro 9.Rendimiento promedio de once genotipos de frijol cultivados en Texcoco, Estado de México, 2001.

+ datos promedio de seis repeticiones.

CONCLUSIONES

El tizón de halo incidió signifi cativamente en los genotipos susceptibles desde la etapa vegetativa, mientras que el tizón común ocurrió principalmente en la etapa reproductiva.

La interacción entre los genotipos susceptibles y la incidencia de estas enfermedades bacterianas, estuvo infl uenciada por las condiciones ambientales ocurridas durante el período de incubación.

No hubo ninguna relación entre el hábito de crecimiento de los genotipos y su respuesta al ataque por el tizón común.

El rendimiento fue afectado negativamente por el desarrollo de ambas enfermedades, especialmente por el tizón de halo.

Los genotipos de frijol con resistencia a ambas enfermedades fueron Bayo Madero, Negro 8025 y Pinto Villa, genotipos mejorados desarrollados en el Altiplano de México.


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POTENCIAL PRODUCTIVO, PROPIEDADES FÍSICAS Y VALOR NUTRIMENTAL DE HÍBRIDOS DE MAÍZ DE ALTA CALIDAD PROTEÍNICA*

PRODUCTIVE POTENTIAL, GRAIN PHYSICAL CHARACTERISTICS AND NUTRIMENTAL VALUE IN QUALITY PROTEIN MAIZE HYBRIDS

José Luis Melesio Cuéllar1, Ricardo Ernesto Preciado Ortiz2§, Arturo Daniel Terrón Ibarra2, María Gricelda Vázquez Carrillo3, Pedro Herrera Macías4, Carlos Abel Amaya Guerra4 y Sergio Othón Serna Saldívar5

1Sistemas Alternativos de Producción, Instituto Tecnológico de Roque No. 33. Celaya, Guanajuato, km 8 carretera Celaya-Juventino Rosas, Apartado Postal 508, C. P. 3811. 2Programa de Maíz, Campo Experimental Bajío, INIFAP. 3Programa de Maíz, Campo Experimental Valle de México, INIFAP. 4Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León. 5Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, ITESM-Campus Monterrey, §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Octubre de 2006


RESUMEN

Los híbridos de maíz de alto potencial productivo y calidad proteínica constituyen una alternativa para benefi ciar a la población mexicana que depende de la tortilla como su principal fuente de alimentación. Con el objetivo de comparar el potencial de rendimiento, la respuesta agronómica las propiedades físicas y nutrimentales de los granos, en el Campo Experimental Bajío (Celaya, Guanajuato, México) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), se sembraron en 2003, 14 híbridos de maíz blanco de alta calidad proteínica (ACP) y dos testigos de endospermo normal. Las variables evaluadas fueron rendimiento, peso hectolítrico, peso de 1 000 cariópsides, textura del endospermo, forma del grano, contenido de proteína, aminoácidos, albúminas/globulinas y zeínas. El rendimiento medio fue de 11.1 t ha-1. Los genotipos de ACP: HEC-424973, HEC-864276, HEC-774986, HEC-867342, HEC-734286 y HEC-864542, rindieron en promedio 12.6 t ha-1, mientras que los testigos H-358 y Lince, 11.5 t ha-1. Los testigos superaron a los genotipos de ACP en peso hectolítrico (77.4 vs 76.5 kg hL-1); peso de 1 000 cariópsides (327 vs 307 g); textura del endospermo (2.5 vs 1.8); y contenido de proteína (10 vs 8%); pero tuvieron menor calidad proteínica y contenido de aminoácidos esenciales. Los genotipos ACP promediaron 49% de lisina,

47% de triptofano y 36% de albúminas/globulinas más que los testigos. La mejor combinación de potencial productivo, propiedades físicas del grano y calidad proteínica se encontró en los híbridos experimentales HEC-424973, HEC-774986 y HEC-734286.

Palabras clave: Zea mays L., aminoácidos, calidad física y proteínica del grano, rendimiento.

ABSTRACT

High yield potential maize hybrids with better quality protein might benefi t mexican population who depends highly of tortilla as the main source of feeding. With the objective to comparing yield potential, agronomic performance, grain physical characteristics and protein quality, at Bajio Experiment Station (Celaya, Guanajuato, Mexico), belonging to the Mexican Forestry, Agriculture and Husbandry National Institute (INIFAP) during summer 2003, 14 white quality protein maize (QPM) hybrids and two normal endosperm controls were planted. Harvest grains were tested for bushel weight, 1 000 kernel weight, endosperm texture, grain shape, protein content, aminutoo


José Luis Melesio Cuéllar et al.

acids, albuminuto/globulins and zeyns patterns. Average grain yield was 11.1 t ha-1. QPM genotypes HEC-424973, HEC-864276, HEC-774986, HEC-867342, HEC-734286 and HEC-864542 had a mean grain yield of 12.6 t ha-1 while the controls H-358 and Lince mean were 11.5 t ha-1. When compare with the controls, QPM genotypes had lower test weight (77.4 vs 76.5 kg hL-1) and 1 000 kernel weight (327 y 307 g), softer endosperm texture (2.5 vs 1.8, where 1= soft, 2 intermediate and 3 hard endosperm), lower protein content (10 vs 8%) and better quality protein and essential aminutoo acids content. When compared with the controls QPM genotypes had mean increments of 49% of lysine, 47% of tryptophan and 36% of albuminutos/globulins. The better combination of yield potential, agronomic performance, grain physical characteristics and protein quality were found in the experimental QPM hybrids HEC-424973, HEC-774986 y HEC-734286. The response of these genotypes support the possibility to release as new commercial hybrids. Therefore QPM hybrids with better potential used for commercial planting, will benefi t farmers and consumers.

Key words: Zea mays L., amino acids, grain yield, physic and protein grain quality.

INTRODUCCIÓN

No obstante que la producción mundial de alimentos ha aumentado más rápidamente que la población, los problemas de malnutrición entre los habitantes de países en desarrollo aún persisten. Okezie (1998) reporta que más de 800 millones de habitantes tienen una subalimentación crónica; de éstos más de 200 millones de niños sufren defi ciencias nutricionales (FAO/WHO, 1992). Además, la malnutrición contribuye a la muerte de 6.6 millones de niños menores de cinco años anualmente. En México la UNICEF reporta que aproximadamente 43% de la población sufre algún problema relacionado con la desnutrición.

El maíz (Zea mays L.) es el cereal de mayor producción mundial y es el sustento de cientos de millones de personas. En 2004 se produjeron 721 millones de toneladas a nivel mundial (FAO, 2006). En México, Centro América algunos países asiáticos y africanos el maíz, es consumido tanto en fresco como en diversas formas industrializadas, constituye la principal fuente de energía y proteínas de la población. En América Latina, el maíz es canalizado principalmente a la industria nixtamalizadora para la elaboración de tortillas y productos derivados. Sin embargo, el maíz contiene

bajas cantidades de los aminoácidos esenciales lisina y triptofano, lo que afecta negativamente la alimentación. Por su alto consumo, las tortillas de maíz de alta calidad proteínica enriquecidas con minerales y vitaminas (hierro, zinc y vitaminas A, D, E y B12) pueden ser una alternativa para disminuir el problema de malnutrición proteínica y de micronutrientes en México (Serna-Saldívar et al., 1988; Sproule et al., 1988; Amaya-Guerra et al., 2004). Desde que se descubrió el maíz opaco-2 en la década de 1960, muchos fi tomejoradores, especialmente asociados al Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), han enfocado sus esfuerzos a mejorar la calidad proteínica del maíz. Como resultado se han liberado líneas y poblaciones de alta calidad proteínica (ACP) adaptadas a regiones tropicales y subtropicales del mundo, las cuales han sido aprovechadas para generar variedades e híbridos altamente adaptados a los agrosistemas específicos de diversos países (Vasal, 2001).

Las albúminas y globulinas están compuestas de agregados biológicamente activos como enzimas, proteínas de membrana y nucleoproteínas; un contenido alto de ellas y/o bajo de prolaminas, es un excelente indicador para detectar materiales de alta calidad proteínica, ya que la primera fracción es rica en aminoácidos esenciales como la lisina y el triptofano, y la segunda carece de estos aminoácidos. Teóricamente los materiales de ACP contienen cantidades mayores de albúminas/globulinas y menores de prolaminas (Sproule et al., 1988; Vivas Rodriguez et al., 1990)

Con respecto a algunas propiedades físicas de los granos, el peso hectolítrico indica que la relación de endospermo vítreo vs suave es mayor. El peso hectolítrico óptimo para maíces grado alimenticio que se canalizan a la industria nixtamalizadora debe ser mayor a 72 kg hL-1 (Rooney et al., 1995; Rooney y Suhendro, 2001); el peso de 1 000 cariópsides está directamente relacionado con la proporción de pericarpio-germen vs endospermo (Rooney y Suhendro, 2001); la textura del endospermo también es factor importante en la industria nixtamalizadora, ya que los granos de textura suave tienden a sobrecocerse y por lo tanto a producir masa pegajosa y tortillas que pierden textura rápidamente después del horneado (Serna-Saldivar et al., 1990); además los de textura dura pierden menos materia seca durante la nixtamalización y es más fácil controlar su cocción (Jackson et al., 1988; Serna Saldivar et al., 1990).

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el potencial productivo, la respuesta agronómica, las propiedades físicas

Potencial productivo, propiedades físicas y valor nutrimental de híbridos de maíz de alta calidad proteínica 227

y la calidad proteínica-nutrimental de 14 híbridos de maíz de alta calidad proteínica, en comparación con dos testigos de endospermo normal.


Potencial productivo de híbridos de alta calidad proteínica

En el Campo Experimental Bajío (Celaya, Guanajuato, México) del INIFAP, durante el ciclo primavera-verano 2003 se sembraron 14 híbridos de maíz de alta calidad proteínica, seleccionados por su amplia adaptación y alto potencial de rendimiento mostrado en ensayos preliminares conducidos a través de años y localidades en diversas regiones maíceras de México (Preciado-Ortíz et al., 2006) y dos testigos locales de endospermo normal (Cuadro 1). Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con dos repeticiones, con parcelas de cuatro surcos de 5 m de largo y 0.75 m de ancho, para tomar datos en los dos surcos centrales. Se sembró con una densidad de población de 80 000 plantas ha-1 y se aplicó la dosis de fertilización: 250-60-60 kg ha-1. El experimento se condujo en condiciones de riego rodado, con la aplicación de un riego de siembra y dos de auxilio; el resto de los requerimientos de humedad del cultivo fueron cubiertos por el agua de lluvia. Al asumir que el carácter de alta calidad proteínica está determinado por genes recesivos y éstos pueden ser modifi cados por el polen de un maíz con endospermo normal, en los surcos laterales de cada material se polinizaron manualmente las plantas de cada parcela, para asegurar la confi abilidad en el análisis de grano de los genotipos evaluados. Se determinaron los caracteres días a emisión de polen (fl oración masculina) y a emisión de estigmas (fl oración femenina), altura de planta y de mazorca, número de plantas y de mazorcas, porcentaje de grano respecto a la mazorca y rendimiento de grano.

Propiedades físicas de los granos

Las variables evaluadas para determinar las propiedades físicas de los genotipos fueron: peso hectolítrico de acuerdo con el método 14-40 de la American Association of Cereal Chemistry (AACC, 2000), índice de fl otación (Salinas et al., 1992), en donde para califi car la textura del grano se utilizó la siguiente escala: los índices de fl otación en un rango de 0 y 12%, se les considera maíces muy duros; de 13 a 37%, duros; de 38 a 62%, intermedios; y mayor de 62%, suaves, (Gómez, 1993). El peso de 1 000 granos, calculado

No. Genotipo Tipo de híbrido a Endospermo

1 HEC-768642 CT, experimental ACP 2 HEC-457642 CT, experimental ACP 3 HEC-424973 CT, experimental ACP 4 HEC-768649 CT, experimental ACP 5 HEC-864276 CT, experimental ACP 6 HEC-774986 CT, experimental ACP 7 H-469 C CS, comercial ACP 8 HEC-867342 CT, experimental ACP 9 H-143 EC CT, experimental ACP

10 HEC-734286 CT, experimental ACP 11 HEC-864542 CT, experimental ACP 12 H-365 C CT, comercial ACP 13 H-368 C CS, comercial ACP 14 H-374 C CT, comercial ACP 15 H-358 CS, comercial Normal 16 Lince Comercial Normal

Cuadro 1.Genealogía, tipo de híbridos y de endospermo de los genotipos evaluados en Celaya, Guanajuato. Primavera-verano 2003. INIFAP-Campo Experimental Bajío.

a CS= cruza simple; CT= cruza trilineal; ACP= alta calidad proteínica.

a partir del peso de 100 cariópsides seleccionados al azar y multiplicado por 10; la forma del cariópside fue califi cada subjetivamente.

Determinación de proteína, albúminas-globulinas y zeínas

El contenido proteínico se determinó por el método Kjeldhal, utilizando un factor de conversión a proteína de 6.25 (método 46-13 de la AACC, 2000). Después de la extracción de las proteínas solubles en agua salina (0.5 M) de acuerdo a la técnica de Vivas Rodriguez et al., (1990), se procedió a la determinación de las albúminas/globulinas y zeínas. Para la extracción de las zeínas (prolaminas), al residuo libre de albúminas y globulinas se le trató con alcohol terbutílico. En cada solvente se determinó la proteína solubilizada a través del método Kjeldhal (AACC, 2000).

Análisis de aminoácidos

Hidrólisis de las muestras

El perfi l de aminoácidos de las muestras de maíz molidas y pesadas se determinó mediante la técnica de hidrólisis ácida



con HCl 6 N. por 24 h en un matraz. Se procedió a evaporar la mitad del volumen del ácido en un sistema de calentamiento con refl ujo en parrilla en preparación a la hidrólisis ácida por 24 h. Los hidrolizados fueron evaporados a sequedad para remover la solución ácida en un rotavapor a 37 °C. Posteriormente se realizaron dos lavados con agua bidestilada y rotaevaporación para remover residuos de ácido. Finalmente la muestra obtenida se aforó a 100 mL con buffer de citrato pH 2.2, se fi ltró y almacenó a -20 ºC (AOAC, 1995).

Análisis por HPLC

Preparación del estándar. De la solución del estándar hidrolizado de los aminoácidos se tomaron 10 mL a los que se les agregaron 70 mL del reactivo Buffer de borato, se agitaron los contenidos en un vórtex y posteriormente se agregaron 20 mL del reactivo AccQ•Fluor, se agitó por un min más antes de colocarlo en un baño termostado regulado a 55 ºC por 10 min.

Derivatización de la muestra. De la muestra se tomaron 20 mL, a los que se agregaron 60 mL del reactivo Buffer de borato, se agitaron en un vórtex y posteriormente se agregaron 20 mL del reactivo AccQ•Fluor, se agitó por un minuto y se incubó en baño termostado a 55 ºC por 10 min.

Derivatización del blanco. Del reactivo Buffer de borato se tomaron 80 mL, se agitaron en un vórtex y posteriormente se agregaron 20 mL del reactivo AccQ•Fluor y se agitaron por un min.

Condiciones de operación del equipo

La caracterización de los aminoácidos se realizó mediante un HPLC Waters 717 Plus (Milford, MA., EUA.), equipado con detector de fl uorescencia Waters 2475 (Milford, MA., EUA) y un arreglo de fotodiodos Waters PDA 2996 (Milford, MA., EUA.). El detector de fl uorescencia se ajustó con una longitud de onda de excitación de 350 nm, longitud de onda de emisión de 395 nm, fi ltro 0.5 y grano 100. La separación se llevó a cabo con una columna cromatográfi ca AccQ•Tag (3.9 x 150 mm con tamaño de partícula de 4 mm) (Milford, MA., EUA.). Se utilizaron dos fases móviles consistentes en agua HPLC al 10% (v/v) del Eluyente A (fase A) y acetonitrilo al 60% (v/v) (fase B). El fl ujo se mantuvo a 1 ml min-1 a 37 ºC, iniciando con 100% de la fase A y

posteriormente de 0-0.5 min, 98% A; 0.5-15 min, 93% A; 15-19 min, 90% A; 19-32 min, 67% A; 32-33 min, 67% A; 33-34 min, 0% A; 34-37 min, 0% A; 37-38 min, 100% A; 38-50 min, 100% A (AOAC, 1995).

Análisis de triptófano

El triptófano se cuantifi có con el método colorimétrico de Opienska-Blauth, modifi cado por Hernández y Bates (1969), el cual se basa en la reacción de Hopkins-Cole, por medio de la cual una molécula de ácido glioxílico y dos de triptofano forman un complejo colorido con un máximo de absorción de 560 nm. Los resultados se expresan en g de aminoácido por 100 g de proteína, correspondientes a muestras desengrasadas y libres de humedad.


Potencial productivo

Los genotipos HEC-424973, HEC-774986 y HEC-734286 fueron estadísticamente más precoces a la fl oración que el testigo Lince (Cuadro 2). Sin embargo, al momento de la cosecha, el contenido de humedad del grano de los materiales evaluados no presentaron diferencias signifi cativas, por lo que se puede interpretar que su ciclo vegetativo es similar al Lince. Otros caracteres agronómicos importantes del maíz son altura de planta y altura de mazorca. Se sabe, por un lado, que una mayor altura de planta y de mazorca tiene una alta relación con problemas de acame, y por el otro, que alturas menores de planta y de mazorca permiten incrementar la densidad de población. Los resultados obtenidos en estas variables indicaron que la altura de planta en 10 de los híbridos ACP evaluados fue similar estadísticamente al testigo Lince, y la altura de mazorca en seis híbridos de ACP fue similar estadísticamente al testigo Lince.

Al comparar las variables número de plantas con número mazorcas por parcela útil se observo que el híbrido experimental HEC-424973 presentó el mayor número de plantas prolífi cas, lo cual se vio refl ejado directamente en mayor rendimiento de grano (13 865 t ha-1). No hubo diferencia signifi cativa (p< 0.05) entre el rendimiento de la mayoría de los híbridos experimentales ACP y el del testigo de endospermo normal H-358. Los híbridos comerciales H-469 C y H-368 C y el experimental de Valles Altos H-143 EC, tuvieron el menor rendimiento.


Cuadro 2.Valores medios de las características agronómicas y rendimiento de genotipos de maíz de alta calidad proteínica y testigos comerciales de endospermo normal evaluados en Celaya, Guanajuato. Primavera-verano 2003. INIFAP-Campo Experimental Bajío.

Días a floración Altura (m) Número % RendimientoNo. Genotipo Masculina Femenina Planta Mazorca Plantas Mazorcas Humedad Grano de grano

(t ha-1)

1 HEC-768642

76.5 76.5 2.99 1.58 61.00 66.50 24.55 82.41 12.499

2 HEC-457642

78.5 79.5 3.11 1.84 65.00 67.50 25.55 80.71 11.373

3 HEC-424973

73.0 73.0 2.70 1.28 62.50 79.50 23.75 83.51 13.865

4 HEC-768649

74.5 75.5 2.79 1.32 67.00 62.50 24.40 84.86 10.037

5 HEC-864276

74.5 75.5 2.97 1.59 61.00 62.50 24.60 82.67 11.884

6 HEC-774986

72.0 73.0 2.67 1.45 62.50 69.00 21.30 82.59 12.235

7 H-469 C 74.5 75.5 2.83 1.49 62.00 57.00 25.65 81.82 9.340 8 HEC-

867342 73.0 74.0 2.73 1.41 63.00 71.50 23.25 81.53 12.203

9 H-143 EC 77.5 78.5 2.83 1.45 56.50 54.50 19.55 81.19 7.587 10 HEC-

734286 72.0 73.0 2.71 1.38 62.50 66.50 21.80 83.30 13.292

11 HEC-864542

77.0 78.0 3.02 1.64 56.00 62.00 24.30 81.35 11.982

12 H-365 C 77.0 77.0 2.75 1.35 59.50 66.50 26.05 85.67 10.944 13 H-368 C 75.5 76.5 2.79 1.55 58.50 63.50 25.40 82.86 7.129 14 H-374 C 75.0 76.0 2.81 1.42 60.00 62.00 21.80 80.86 10.948 15 H-358 79.0 80.5 3.14 1.75 60.50 66.00 24.75 82.42 11.167 16 Lince 76.0 77.0 2.64 1.17 60.50 61.50 24.00 84.39 11.895

MEDIA 75.34 76.19 2.84 1.48 61.125 64.91 23.79 82.63 11.149 DMS (0.05) 3.15 3.25 0.258 0.262 4.403 9.997 2.936 3.520 2.215

Propiedades físicas de granos

Todos los genotipos mostraron un peso hectolítrico superior a 74.0 kg hL-1, (Cuadro 3), valor considerado normal en las especifi caciones de la norma NMX-FF034 (2002), para fi nes de comercialización de maíz blanco para consumo humano y que se encuentran dentro del rango óptimo para la industria de nixtamalización. No hubo diferencias en los valores medios del peso hectolítrico de los maíces ACP con los de endospermo normal.

El peso de 1 000 cariópsides de los genotipos HEC-768642, HEC-867342, HEC-734286, HEC-864542, H-365C y H-374C de ACP y de los testigos de endospermo normal fue mayor al considerado como óptimo en maíces grado alimenticio para producción de tortillas (> 300 g 1 000-1 cariópsides (Rooney y Suhendro, 2001). El bajo peso de 1 000 cariópsides registrado

para el resto de los genotipos se relaciona con un menor tamaño del grano y por consiguiente con una mayor proporción pericarpio-germen vs endospermo.

El 30% de los híbridos ACP tuvieron una textura muy dura; el 64%, dura; y únicamente el híbrido experimental HEC-424973, que fue el de mayor rendimiento (13.9 t ha-1), tuvo una textura intermedia, y un valor de índice de fl otación 42%, que es superior al 40%.

Las formas de cariópsides de los materiales evaluados fueron de semidentado a dentado; los granos más dentados correspondieron a los genotipos HEC-457642, HEC-424973, HEC-867342, HEC-864542 y el testigo comercial Lince. El maíz ACP experimental HEC-864542 fue el que mostró la textura de endospermo más suave y por lo tanto más desfavorable para la nixtamalización. Los genotipos HEC-



457642, HEC-424973, HEC-774986, H-469 C, HEC-734286, H-365 C y H-368 C mostraron una textura suave-intermedia, que es la que más se aproxima a lo que demanda la industria productora de harinas nixtamalizadas. Los genotipos de ACP HEC-768642, HEC-768649, HEC-864276, HEC-867342, H-143 EC mostraron valores inferiores a los dos testigos comerciales H-358 y Lince. Solamente el maíz ACP H-374 C tuvo una textura de endospermo similar a la de los dos testigos. Estos maíces son los preferidos por la industria nixtamalizadora, debido a que pierden menos materia seca durante la nixtamalización y es más fácil controlar su cocción (Jackson et al., 1988; Serna-Saldivar et al., 1990).

Composición de la proteína, albúminas-globulinas, zeínas y aminoácidos

Los contenidos de albúminas/globulinas en los genotipos ACP evaluados fueron superiores en 10% a los dos

No. Genotipo Peso hectolítrico(kg hL-1)

Peso1000

granos(g)

Textura de endospermo a

Índice de flotación

(%)

Textura b Tipo de cariópsidec

1 HEC-768642 77.4 305 2 18 D 2 2 HEC-457642 76.5 280 1.75 19 D 3 3 HEC-424973 74.7 290 1.75 42 I 3 4 HEC-768649 77.7 265 2 24 D 2.5 5 HEC-864276 77.7 300 2.25 8 MD 2 6 HEC-774986 76.4 270 1.75 24 D 2.5 7 H - 469 C 78.4 265 1.75 7 MD 2 8 HEC-867342 76.3 330 2 19 D 3 9 H - 143 EC 76.6 240 2 30 D 2 10 HEC-734286 77.0 340 1.75 12 MD 2 11 HEC-864542 76.8 310 1.5 22 D 3 12 H-365 C 77.9 305 1.75 13 D 2 13 H-368 C 77.0 255 1.75 27 D 2 14 H-374 C 77.8 315 2.5 11 MD 2.5 15 H-358 79.6 305 2.5 7 MD 2.5 16 Lince 75.1 350 2.5 38 D 3 NMX-FF-034 (2002) > 74.0 < 40 Media ACP 77.0 290.7 1.9 20 2.5Media normal 77.4 327.5 2.5 23 2.8DMS 2.2 30.6 35.2

Cuadro 3.Propiedades físicas de genotipos de maíz ACP y testigos comerciales de endospermo normal cosechados en Celaya, Guanajuato. INIFAP-Campo Experimental Bajío. Primavera-verano 2003.

aPromedio de dos observaciones. Determinada subjetivamente donde 1= textura suave o harinosa; 2= textura intermedia (50% dura: 50% suave); 3= textura dura o córnea; bMD= muy duro; D= duro; I= intermedio; cPromedio de dos observaciones. Determinada subjetivamente donde 1= cariópsides córneas; 2= cariópsides semidentadas; 3= cariópsides dentadas.

testigos de endospermo normal. Solamente en los genotipos HEC-424973 y H-368C se registraron valores inferiores al 40% (Cuadro 4). Vivas Rodriguez et al., (1990) reportan un contenido de albúminas/globulinas en un genotipo ACP superior en 8.4% a un maíz de endospermo normal y Sproule et al., (1988) en 14.7%. El contenido de prolaminas en el genotipo ACP fue 12%, mientras que en el maíz de endospermo normal fue de 28%. Los genotipos ACP con mejor relación albúmina-globulina:prolaminas fueron: HEC-768642, HEC-424973, HEC-864276 y H-143 EC. La relación albúmina-globulina:prolaminas en el testigo H-358 y el material ACP HEC-864542 con una relación menos favorable.

El contenido de lisina en los materiales ACP fue intermedio en comparación con las mejores variedades de este tipo en el mundo (Sproule et al., 1988; Vasal,


No. Genotipo Proteína (%)

Albúminas y globulinas (%)

Zeínas(%)

Proteína residual (%)

Relación Albúminas-globulinas:

Prolaminutoa

1 HEC-768642 8.45 44.14 23.08 32.78 1.91 2 HEC-457642 8.49 40.99 23.56 35.45 1.74 3 HEC-424973 9.21 34.09 18.13 47.77 1.88 4 HEC-768649 8.68 42.74 26.27 30.99 1.63 5 HEC-864276 9.07 42.56 21.94 35.50 1.94 6 HEC-774986 8.37 45.04 25.93 29.03 1.74 7 H-469 C 7.72 48.57 27.59 23.83 1.76 8 HEC-867342 8.00 45.13 25.50 29.38 1.77 9 H-143 EC 8.43 44.96 23.13 31.91 1.94

10 HEC-734286 7.49 48.46 27.37 24.17 1.77 11 HEC-864542 8.33 40.57 27.49 31.93 1.48 12 H-365 C 7.31 46.10 27.36 26.54 1.68 13 H-368 C 8.73 38.14 24.63 37.22 1.55 14 H-374 C 7.6 43.16 26.84 30.00 1.61 15 H-358 (testigo) 10.13 34.45 25.67 39.88 1.34 16 Lince (testigo) 7.77 31.02 18.40 50.58 1.69

Cuadro 4.Contenido de albúminas/globulinas y zeínas en genotipos de maíz de alta calidad proteínica y testigos comerciales de endospermo normal de granos cosechados en Celaya, Guanajuato. Primavera-verano 2003. INIFAP-Campo Experimental Bajío.

aPromedio de dos observaciones.

2001; Amaya-Guerra et al., 2004). Quizás el ambiente de producción en particular o las condiciones fenotípicas de alto rendimiento propiciaron que estos materiales no tuvieran la calidad proteínica esperada. Un buen maíz ACP debe contener de 3.8 a 4 g lisina/100 g de proteína y 1 g triptófano/100 g proteína, lo que representa el doble del contenido en variedades o híbridos normales (2.2 g lisina/100 g proteína o 0.5 g triptofano/100 g proteína). Las cantidades de lisina y triptofano en la mayoría de los genotipos ACP fueron mayores que las de los dos testigos de endospermo normal (Cuadro 5).

En términos generales, el promedio de lisina de los genotipos ACP fue 1 g/100 g de proteína, mayor que la de los testigos de endospermo normal. Esto se traduce en un mejoramiento de aproximadamente 18% de la calidad proteínica cuando se expresa en concentración de lisina/requerimiento para un infante. Los genotipos ACP con peor calidad proteínica fueron HEC-864276, HEC-774986 y HEC-864542. El contenido de triptofano, considerado como el segundo aminoácido limitante en el maíz, de todos los genotipos ACP, fue 0.72 g/100 g

de proteína en promedio, mientras que los dos testigos de endospermo normal tuvieron 0.52 g/100 g proteína. Esto se traduce en un mejoramiento de aproximadamente 20% de la calidad proteínica cuando se expresa en concentración de triptofano/requerimiento para un infante (Cuadro 5). Los genotipos ACP con mejor contenido de triptofano fueron HEC-768642, HEC-768649, HEC-864542 y H 374C. Ningún híbrido ACP tuvo las cantidades de lisina y triptofano máximas esperadas y reportadas por otros autores (Sproule et al., 1988; Vasal, 2001; Amaya-Guerra et al., 2004).

Los mejores híbridos ACP en términos de rendimiento, calidad proteínica y potencial para uso industrial fueron: HEC-424973, HEC-768649, HEC-867342 HEC-734286 y H-365 C; también mostraron buenas combinaciones la mejor combinación de potencial de rendimiento, características agronómicas, y de los granos para la nixtamalización, y el mejor potencial para su cultivo comercial y utilización industrial. Estos materiales se podrían canalizar a la industria de nixtamalización para elaborar tortillas con mayor valor nutrimental.



No. Genotipo Tirosina Valina Lisina Iso-leucina

Leucina Fenilalanina Triptofano Treonina Lisina / requeridaa

(%)

Triptofano/ requeridob

(%)

1 HEC-768642

3.73 5.13 2.87 2.93 8.33 3.19 0.86 4.50 53 86

2 HEC-457642

3.63 5.22 3.19 3.30 8.89 4.36 0.71 4.16 59 71

3 HEC-424973

3.81 5.07 3.08 3.36 9.29 4.57 0.75 4.21 57 75

4 HEC-768649

4.32 5.49 3.04 3.52 9.85 5.45 0.82 4.83 56 82

5 HEC-864276

4.58 5.59 2.48 3.34 9.21 4.46 0.76 5.10 46 76

6 HEC-774986

4.70 5.60 2.63 3.45 9.97 5.26 0.74 5.24 48 74

7 H-469 C 4.11 5.92 2.87 3.33 9.36 3.72 0.73 4.94 53 73 8 HEC-

867342 4.68 5.51 3.01 3.09 8.80 2.85 0.74 4.53 55 74

9 H-143 EC 9.87 3.95 3.10 2.47 7.53 11.78 0.72 6.85 57 72 10 HEC-

734286 9.80 3.43 3.02 2.36 6.63 12.48 0.79 6.81 56 79

11 HEC-864542

4.93 5.23 2.33 3.35 9.58 5.37 0.87 5.27 43 87

12 H-365 C 3.76 5.16 3.46 3.20 9.06 4.26 0.79 3.96 64 79 13 H-368 C 3.93 5.84 3.08 3.65 9.72 4.73 0.79 4.49 57 79 14 H-374 C 3.91 5.06 2.72 2.96 8.50 4.09 0.85 4.35 50 85 15 H-358

(testigo)4.42 4.05 1.84 2.79 9.76 3.86 0.51 3.32 34 51

16 Lince (testigo)

4.62 4.98 2.09 3.55 12.51 5.26 0.54 4.42 38 54

Cuadro 5.Contenido de aminoácidos (g/100 g proteína) en genotipos de maíz de alta calidad proteínica y testigos comerciales de endospermo normal de granos cosechados en Celaya, Guanajuato. Primavera-verano 2003. INIFAP-Campo Experimental Bajío.

aContenido de lisina del grano/5.44 (requerimiento para un niño de edad preescolar) x 100; bcontenido de triptofano del grano/1.0 (requerimiento para un niño de edad preescolar) x 100.

CONCLUSIONES

Los genotipos de alta calidad de proteína HEC-424973, HEC-768649, HEC-867342 HEC-734286 y H-365 C fueron los de mayor rendimiento y mayor contenido de aminoácidos esenciales en comparación con los dos testigos de endospermo normal. En las condiciones en las que se condujo el experimento, estos materiales produjeron hasta cinco veces más que el promedio nacional de rendimiento de maíz en 2005 (2.5 t ha-1, FAO, 2006).

Ninguno de los híbridos estudiados tuvo el valor proteínico de los mejores genotipos de ACP comerciales. Aunque varios de ellos tuvieron calidad proteínica intermedia entre un maíz de endospermo normal y uno ACP. El uso de estos híbridos ACP con niveles elevados de lisina y triptofano

por la industria nixtamalizadora, es una alternativa para benefi ciar a los mexicanos que dependen de la tortilla como el sustento principal.

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue patrocinada por el Fondo Sectorial CONACyT-Guanajuato (GTO-2002-C01-6256) y la cátedra de investigación (CAT-005) del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey-Campus Monterrey.

Parte de la información de este artículo fue presentada por el primer autor como requisito parcial para obtener el título de Licenciado en Sistemas Alternativos de Producción, en el Instituto Tecnológico de Roque No. 33.


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EFECTO DEL NITRÓGENO SOBRE EL CRECIMIENTO Y RENDIMIENTO DE FRESA REGADA POR GOTEO Y GRAVEDAD*

EFFECT OF NITROGEN ON GROWTH AND YIELD OF STRAWBERRY IRRIGATED ON DRIP AND GRAVITY SYSTEMS

Gilberto Vázquez-Gálvez1, Raúl Cárdenas-Navarro2§ y Philippe Lobit2

1Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Michoacán, IPN. Justo Sierra 28. Jiquilpan, Michoacán, C. P. 59510. 2Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales, UMSNH. §Autor para correspondencia: [email protected]

RESUMEN

El cultivo de la fresa (Fragaria x ananassa Duch.) en el valle de Zamora, Michoacán, México, es uno de los generadores de empleo en el campo. Este cultivo es también uno de los mayores consumidores de fertilizantes nitrogenados ya que se aplican cantidades por arriba de 600 kg N ha-1. Durante 2003-2004 se realizó este estudio. El objetivo fue generar información local sobre el efecto del fertilizante nitrogenado y de su efi ciencia, así como del agua, en riego por goteo y gravedad en el cultivo de fresa. Se evaluó el efecto de dosis crecientes de nitrógeno aplicadas en riego por goteo y gravedad (0, 23, 77, 231, 693 y 1 537 kg de N ha-1) sobre el crecimiento y rendimiento de fruta en el cultivo de fresa. Los resultados muestran una disminución signifi cativa en la materia seca total por planta al cambiar de riego por goteo a gravedad. El aporte de 231, 693 y 1 537 kg de N ha-1, signifi có una mayor producción de materia seca. Sin embargo, el cambio de 231 a 693 y de 231 a 1 5373 kg de N ha-1, implica un incremento de 3 y 6.6 veces respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado, así como representa incrementos económicos proporcionales. El aporte de agua en riego por goteo fue 21% menor, pero su efi ciencia en la producción de fruto fue 29% mayor. La efi ciencia de N en la producción de fruto en riego por goteo fue 19% superior al obtenido en riego por gravedad.

Palabras clave: Fragaria x ananassa Duch., crecimiento y producción de fruto, riego por goteo y gravedad.

ABSTRACT

Strawberry production is the major producer of employ in the field in the valley of Zamora, Michoacan, Mexico. This horticultural crop is also one of the most important consumers of nitrogen fertilizers, which are applied in very high quantities (>600 kg N ha-1). The aim of this work was to generate local information about the effect of the nitrogen supply on plant growth and production, as well as nitrogen use efficiency and water use efficiency, in strawberry plants grown under two irrigation systems: drip and gravity. The effect of increased doses of nitrogen was evaluated in drip and gravity irrigation systems (0, 23, 77, 231, 693 y 1 537 kg de N ha-1). The results show a significant decrease in plant dry matter when irrigation changed from drip to gravity. When plants are supplied with 231, 693 and 1 537 kg de N ha-1 dry matter production increased. Nevertheless, the change from 231 to 693 and from 231 to 1 537 kg de N ha-1, involve an increase of 3 and 6.6 times respectively in the quantity of fertilizer and represents proportional economic increases. The water consumption in drip irrigation was 21% minor, but his efficiency in the production of fruit was 29% higher. The efficiency of nitrogen in fruit production in drip irrigation was 19% greater than the obtained on gravity system.

Key word: Fragaria x ananassa, drip and gravity irrigation systems, Duch., growth and fruit production.




Gilberto Vázquez-Gálvez et al.

INTRODUCCIÓN

La fresa es un cultivo estratégico en el estado de Michoacán, ya que es generador de empleos y divisas. En el ciclo agrícola 2003-2004 se establecieron 2 437 ha que produjeron 71 227 t, con un valor de 358 millones de pesos y que además generaron 1.5 millones de jornales en el campo (SEDAGRO, 2005; DDR 088, 2004).

El nitrógeno con frecuencia es el nutrimento limitante en los agroecosistemas, por ello se aplica en altas cantidades en cultivos como la fresa, en el que los agricultores con el propósito de obtener altos rendimientos y por carecer de información técnica sobre el uso y manejo de los fertilizantes nitrogenados, aplican dosis superiores a 600 kg de N ha-1 (Cárdenas et al., 2004), elevando con ello el costo de producción del cultivo y provocando serios problemas de contaminación ambiental por la lixiviación del nitrógeno, principalmente de nitratos, a los mantos freáticos subterráneos. Pocos esfuerzos se han hecho por desarrollar prácticas que mejoren el manejo de fertilizantes a fi n de incrementar la efi ciencia en el uso del nitrógeno y mejorar la calidad ambiental. Por ello, la efi ciencia productiva del nitrógeno es generalmente baja debido a que la planta utiliza un porcentaje muy bajo en relación al total aplicado. La efi ciencia de uso y la recuperación relativa de nitrógeno depende del tipo de cultivo y de su manejo, entre otros factores. Según Monroy et al. (2002), el cultivo de la fresa en riego por gravedad tiene una efi ciencia en el uso de nitrógeno de 17%. Johnson y Raun (2003), indican que en trigo la efi ciencia en el uso de nitrógeno fue de 49% con 22.4 kg de N ha-1 y decreció a 34% con 112 kg de N ha-1. Para maíz estos mismos autores reportan una efi ciencia de 34.6% con 90 kg de N ha-1 la cual decreció a 18.3% con 270 kg de N ha-1. Por su parte Ramos et al. (2002), encontraron para tomate de cáscara, valores de 233.3 kg de fruto kg de N aplicado y una recuperación relativa de N de 67.47% aplicando 80 kg de N ha-1 en riego por goteo. En ajo, Mohammad y Zuraiqi (2003), reportan una efi ciencia en el uso de nitrógeno de 29.43% con 30 kg de N ha-1 en riego por goteo.

Con relación al agua, el cultivo tiene una demanda de 12 546 m3 ha-1 durante su ciclo (CNA, 2005), pero el agricultor generalmente abusa de este recurso aplicando cantidades muy por arriba de las calculadas, ya sea por desconocimiento o por considerar que con una mayor cantidad de agua se obtienen mayores rendimientos y se controlan mejor las plagas como la araña roja. Según

datos de la CNA (2005) y del Distrito de Desarrollo Rural 088 (2004) en Zamora el cultivo de la fresa en riego por gravedad tiene un índice de productividad de 2.31 m3 kg-1 de fruta producida, pero según información proporcionada por algunos productores de fresa existe la posibilidad de mejorarlo hasta tres veces con sistemas de producción más efi cientes en el uso del agua como el riego por goteo.

En la práctica los agricultores están utilizando el sistema de riego y fertilización por goteo, a fi n de mejorar las efi ciencias tanto de nitrógeno como de agua. Se estima que este sistema comparado con el riego por gravedad genera un ahorro de agua y fertilizante que puede ser de 80 y 60%, respectivamente (Haynes, 1985; Hochmuth, 1995; Hochmuth y Cordasco, 1999). Sin embargo, en este sistema tampoco hay recomendaciones precisas sobre el uso de agua y de fertilizante para el cultivo de la fresa. En la región de Zamora el agricultor hace un uso empírico del agua y aunque utiliza menos fertilizante que en riego por gravedad, se estima que los aportes de nitrógeno superan ampliamente los 400 kg ha-1 (com. per. con productores de fresa). Cantidad que es superior a la utilizada en otras regiones de cultivo de fresa en el mundo. En California EE.UU, la mayoría de los cultivares son fertilizados con una dosis que varía entre 112 y 170 kg ha-1 (Voth, 1991). En Florida EE.UU, la mejor respuesta al nitrógeno en los cultivares Seascape, Oso Grande, y Sweet Charlie, se obtiene en el rango de 50 a 100 kg de N ha-1 (Hochmuth et al., 1996). En Carolina del Norte en EE. UU los requerimientos de unidades de nitrógeno que optimizan el rendimiento de fresa en el cultivar Chandler se ubican alrededor de 120 kg ha-1 (Miner et al., 1997). En España las cantidades totales de unidades de nitrógeno aplicadas al cultivo de fresa oscila entre 200 y 250 kg ha-1 (Cadahia, 1998). No obstante, esta información no se puede extrapolar porque es generada bajo otras condiciones de suelo, clima, agua, variedades y con un sistema de cultivo distinto. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de dosis crecientes de nitrógeno aplicadas en riego por goteo y gravedad sobre el crecimiento y rendimiento de fruta en el cultivo de fresa, a fi n de obtener información local sobre el efecto del fertilizante nitrogenado y de su efi ciencia, así como de agua, en riego por goteo y gravedad.


El estudio se realizó en la localidad de Jiquilpan, ubicada dentro de la zona fresera de Michoacán, a una altitud de 1

Efecto del nitrógeno sobre el crecimiento y rendimiento de fresa regada por goteo y gravedad 237

550 msnm, delimitada por los paralelos 20° 03’ 02’’ y 19° 52’ 54’’ de latitud norte y los meridianos 102° 39’ 33’’ y 102° 56’ 16’’ de longitud oeste. El tipo de suelo es vertisol (Cuadro 1), caracterizado por poseer gran cantidad de arcillas (54%), tiene la capacidad de intercambio catiónico (C mol+ kg-1 > 40) y contenido normal de materia orgánica (2.7%). El trabajo inició el 7 de septiembre de 2003 y terminó el 31 de marzo de 2004. En este período se registró un fotoperíodo entre 10 y 13 horas luz, y una temperatura media alrededor de 20 ºC, la máxima varío entre 30 y 35 ºC y la mínima promedio estuvo alrededor de 5 ºC durante el ciclo del cultivo.

Parámetro Valor

pH 6.72 Conductividad eléctrica 95 SFósforo Olsen (%) 15.8 Potasio (meq/100 g) 1.43 Nitrógeno (%) 0.1 Materia orgánica (%) 2.7 Calcio (Meq/100 g) 27.08 Magnesio (meq/100 g) 13.71 Sodio (ppm) 39.5 CIC (Cmol+ kg-1) ----- Textura Arcilloso Arena (%) 24.8 Limo (%) 21 Arcilla (%) 54.2 Carbonatos 9.7 ppm 0.323 meq/l Bicarbonatos 89.1 ppm

1.46 meq/l

Cuadro 1.Características químicas y físicas del suelo donde se estableció el experimento. Parcela experimental del CIIDIR, Jiquilpan, Michoacán, 2003-2004.

En riego por goteo se instaló un sistema fi jo, con depósitos de solución nutritiva con capacidad de 2 500 L para cada tratamiento, que se distribuyó a las plantas impulsada por bombas centrifugas de 0.25 hp, a través de cinta regante colocada entre las dos hileras de plantas a 3 cm de profundidad de la superfi cie y con goteros distanciados cada 20 cm. Se probaron seis niveles de fertilización nitrogenada: 0, 23, 77, 231, 693 y 1537 kg de N ha-1 en forma de Ca(NO3)2. Las necesidades de riego del cultivo, se estimaron mediante el empleo de la evaporación del tanque tipo “A”. Para ello, se determinaron los valores de Kc del cultivo y Kp (0.8) del tanque (Doorembos y Pruitt, 1976). El agua se aplicó cada tercer día para reestablecer la humedad perdida por la evapotranspiración entre cada turno de riego.

En riego por gravedad el agua se hizo llegar hasta la embocadura de los surcos por medio de tuberías conectadas a un pozo fuente del líquido. El riego se aplicó cada vez que fue necesario y con base a la lámina de riego calculada para el cultivo en la región fresera de Zamora por la Comisión Nacional del Agua (CNA, 2005). Las cantidades de fertilizante nitrogenado aportadas se colocaron en la costilla del surco a intervalos de quince días.

Tanto en riego por goteo como en gravedad cada unidad experimental estuvo formada por 3 surcos de 7 m de longitud y 0.9 m de ancho (6.3 m2) con tres repeticiones, de los cuales el surco central se tomó como parcela útil. De la combinación de los niveles de nitrógeno y sistemas de riego se formaron 12 tratamientos que se distribuyeron en un diseño de parcelas divididas en donde la parcela grande perteneció a los dos tipos de riego y la chica a las dosis de nitrógeno.

A los 30 días después del establecimiento del cultivo se aplicó una fertilización de 0-250-250 (N-P-K) kg ha-1, la cual en goteo se colocó en la cima del surco, mientras que en gravedad en el fl anco del surco. La mezcla tuvo como fuente el superfosfato de calcio triple y el fosfato monopotásico.

El control de plagas y enfermedades fue manejado de acuerdo a la guía técnica publicada por Dávalos et al. (2002), para el cultivo de fresa la cual consistió en el control de gusano cogollero y araña roja.

Se realizaron seis muestreos detructivos a los 44, 67, 95, 128, 156, y 186 días después del trasplante (DDT) para determinar la acumulación de materia seca total, así como en raíz, corona, peciolos, hojas y frutos. El rendimiento del fruto fue

Se utilizaron plantas de fresa de la variedad Aromas de fotoperíodo neutro, hijas de plantas certifi cadas procedentes de viveros regionales. Las plantas, previamente despuntadas de la raíz y de las hojas, se establecieron en surcos de 0.9 m de ancho, en suelo húmedo a doble hilera y a una distancia entre si de 25 cm a lo largo y ancho del surco, obteniéndose una densidad de alrededor de 88 800 plantas ha-1.



evaluado durante 24 fechas de cosecha. Se calculó el gasto de agua y fertilizante para cada tratamiento y cada sistema de producción.

Los análisis estadísticos y comparación de promedios se realizaron en el programa SAS (1992). Se realizó un análisis de varianza factorial considerando efectos simples e interacciones de los factores estudiados. La comparación de promedios se efectuó con la prueba de Duncan a un nivel de signifi cancia estadística de α= 0.5.


En el Cuadro 2, se presentan los valores de rendimiento de materia seca total por planta de fresa, obtenidos en seis muestreos tomados a los 44, 67, 95, 128, 156 y 186 DDT. Se observa que para todos los tratamientos la materia seca por planta se incrementó gradualmente a través del ciclo de crecimiento hasta alcanzar su valor máximo a los 186 DDT. En cada fecha muestreada, sobresalieron por su mayor valor de materia seca los tratamientos con mayor nitrógeno. En los muestreos realizados a los 44, 67, 95 y 156 DDT, las dosis de nitrógeno produjeron diferencias signifi cativas (p≤ 0.05) en la producción de materia seca por planta. A los 67, 95 y 156 DDT, las dosis con 231, 693 y 1537 kg de N ha-1 formaron un grupo de signifi cancia estadística donde se registraron los valores mayores de materia seca por planta. Aunque también a los 128 y 186 DDT, las dosis con 693 y 1 537 kg de N ha-1 fueron superiores numéricamente.

Materia seca acumulada por planta (MStotal)Días después del trasplante

Dosis de N kg ha-1

44 67 95 128 156 186 Media mg MStotal planta-1

0 737 b* 1646 c 4400 b c 8957 a 15945 b c 22424 8853 c 23 924 b 1904 b c 3374 c 7570 a 16000 b c 24993 9358 b c 77 1223 a 2173 a b 4075 b c 9787 a 14628 c 25773 9610 b c

231 851 b 2514 a 5857 a 12480 a 20447 a b 23932 11013 a b c 693 900 b 2550 a 4565 a b c 11328 a 18544 a b c 29605 11249 a b

1537 1013 a b 2511 a 5401 a b 12504 a 21369 a 29632 12072 a

CV 22.11 17.14 23.17 30.77 21.45 19.98 15.86

Cuadro 2.Variación en la acumulación de materia seca total en plantas de fresa (mg MStotal planta-1) durante el ciclo del cultivo, en función de la concentración de nitrógeno aplicado en riego por goteo y gravedad. Parcela experimental del CIIDIR, Jiquilpan, Michoacán, 2003-2004.

*Promedios seguidos por la misma letra son estadísticamente iguales (Duncan, α= 0.5).

Los resultados muestran que al cambiar la dosis de 231 a 693 kg de N ha-1 no hubo un efecto signifi cativo sobre la variación de materia seca; sin embargo, el cambio de 231 a 693 y de 231 a 1 537 kg de N ha-1, implica un gasto de 3 y 6.6 veces más respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado utilizado, lo que representa incrementos substanciales en el costo de producción. Los resultados sugieren que en los dos sistemas de producción de fresa es posible utilizar dosis de alrededor de 231 kg de N ha-1.

Esta dosis representa un ahorro de fertilizante nitrogenado de más de 50% con respecto a las utilizadas por la mayor parte de los agricultores de las regiones freseras de Michoacán. Con respecto a las recomendaciones de otros países estas cantidades son similares a las reportadas por Cadahia (1998) en España, pero son superiores a las recomendadas por Voth (1991) en California EE.UU y por Hochmuth et al. (1996) en Florida EE.UU.

Con relación al efecto promedio de los niveles de nitrógeno sobre la producción de materia seca en riego por goteo y gravedad, en el Cuadro 3 se observa que en los muestreos realizados a los 95 y 128 DDT, se registraron diferencias signifi cativas (p≤ 0.05) a favor del riego por goteo en la producción de materia seca, aunque también hubo diferencias numéricas a favor del riego por goteo a los 156 y 186 DDT. El promedio de seis muestreos de materia seca a lo largo del ciclo del cultivo muestra que el riego por goteo produjo signifi cativamente 17% más materia seca frente al riego por gravedad. Esta mayor producción de materia seca en riego por goteo no solamente se relaciona con


mayor efi ciencia en el uso del agua sino también con una mayor efi ciencia en el uso de nitrógeno ya que la menor cantidad de agua aplicada localmente reduce las pérdidas de fertilizante por lixiviación y volatilización de la superfi cie del suelo (Johnson y Raun, 2003).

El uso consuntivo reportado para el cultivo de la fresa en Zamora, Michoacán, México, es de 125 cm (12 500 m3 ha-1), de los cuales se aplican 78.65 cm (63%) en los meses de septiembre a marzo (CNA, 2005). La lámina de riego y el volumen de agua utilizados mensualmente en el cultivo, tanto en riego por goteo como en gravedad, se muestran en el Cuadro 4. En este Cuadro se observa que la lámina utilizada en riego por goteo fue inferior en un 21% en relación al riego por gravedad. Este ahorro de agua en goteo se explica por la mayor efi ciencia de este sistema de riego en la aplicación del agua a la zona radical de las plantas en pequeñas porciones que disminuyen las pérdidas por evaporación e infi ltración (Johnson y Raun, 2003). Los resultados señalan

Materia seca total acumulada Días después del trasplante

44 67 95 128 156 186 Media

Sistema de Riego

mg MStotal planta-1

Goteo 891 2210 5126 a 12696 a 18533 27585 11167 a Gravedad 991 2223 4098 b 8313 b 17111 24575 9551 b CV 22.1 17.1 23.17* 30.77* 21.45 19.98 15.86*

Cuadro 3.Materia seca total acumulada en plantas de fresa var. Aromas a través del ciclo del cultivo, en función del sistema de riego (por goteo y gravedad). Parcela experimental del CIIDIR, Jiquilpan, Michoacán, 2003-2004.

Riego por goteo Riego por gravedad Lr Lr acumulada Lr día Lr Lr acumulada Lr día

Mescm

SEP 7.88 7.88 0.26 20.56 20.56 0.68 OCT 2.98 10.86 0.09 10.28 30.84 0.33 NOV 5.1 15.96 0.17 8.81 39.65 0.29 DIC 8.12 24.08 0.26 8.81 48.46 0.28 ENE 11.57 35.65 0.37 8.81 57.27 0.28 FEB 11.75 47.39 0.42 9.98 67.25 0.35 MAR 15.82 63.21 0.51 12.33 79.58 0.39

Cuadro 4.Láminas de riego (Lr) empleadas en dos sistemas de riego (goteo y gravedad) durante el período de crecimiento del cultivo de fresa var. Aromas. Parcela experimental del CIIDIR, Jiquilpan, Michoacán, 2003-2004.

*Promedios seguidos por la misma letra son estadísticamente iguales (Duncan, α= 0.5).

que este ahorro de agua de 21% es inferior a 80% reportado por Haynes (1985); Hochmuth (1995), Hochmuth y Cordasco (1999). Aunque autores como Pizarro (1990), indican que el riego por goteo puede demandar la misma cantidad de agua que el de gravedad, ya que no hay ahorro en la evapotranspiración.

En el Cuadro 5 se muestran los resultados de la productividad del agua en la producción de fruto de fresa. Se advirtió que el valor promedio de la productividad del agua bajo riego por goteo fue superior con respecto al obtenido en riego por gravedad. En riego por goteo el valor promedio fue de 3.59 kg fruta m3, siendo este un valor superior en un 29% en comparación con el de riego por gravedad. El valor promedio obtenido de la productividad del agua en riego por gravedad, fue 1.5 veces mayor que el reportado por Monroy et al. (2002) para fresa variedad Chandler en la zona fresera de Irapuato, Guanajuato, lo cual se atribuye a una menor producción de fruto con un mayor gasto de agua.



Dosis de N Riego por goteo Riego por gravedad

kg ha-1 Rend. Aporte N EUN PA Rend. Aporte N EUN PA kg ha-1 kg ha-1 kg kg-1 N kg m-3 kg ha-1 kg ha-1 kg kg-1 N kg m-3

0 19100 0 3.02 16211 0 2.03 23 23516 23 1022 3.72 16952 23 737 2.13 77 24802 77 322 3.92 21481 77 279 2.7

231 20914 231 90 3.3 17900 231 77 2.24 693 22390 693 32 3.54 20290 693 29 3.47

1537 25504 1537 16 4.03 22681 1537 14 2.85

Media 22704 512 44 3.59 19252 512 37 2.57

Cuadro 5.Rendimiento de fruto cosechado, efi ciencia de uso del nitrógeno (EUN) y productividad del agua (PA), en dos sistemas de riego (goteo y gravedad) en función de la cantidad de N aplicada en el cultivo de la fresa var. Aromas. Parcela experimental del CIIDIR, Jiquilpan, Michoacán, 2003-2004.

CONCLUSIONES

El rendimiento de materia seca total dentro y entre los sistemas de riego se vio favorecido por la aplicación de nitrógeno. Al cambiar de riego por goteo a gravedad se observó una disminución signifi cativa en la materia seca, en promedio de seis muestreos durante el ciclo del cultivo. Asimismo, en los dos sistemas de riego se observó que la aplicación de dosis de 231, 693 y 1 537 kg de N ha-1 signifi có un mayor rendimiento de materia seca en cuatro de seis muestreos; sin embargo, el cambio de 231 a 693 y de 231 a 1 537 kg de N ha-1 implica un gasto 3 y 6.6 veces mayor respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado utilizado.

Los resultados sugieren que en los dos sistemas de producción de fresa es posible utilizar dosis alrededor de 231 kg N ha-1, lo cual signifi ca un ahorro de fertilizante nitrogenado en más de la mitad con respecto a las cantidades que la mayoría de los agricultores utilizan actualmente en la región fresera de Zamora, Michoacán. El aporte de agua en riego por goteo y gravedad fue de 6 321 y 7 958 m3 respectivamente, lo cual signifi ca un ahorro de agua 21% en riego por goteo. Sin embargo, su efi ciencia para producir fruto fue en promedio 29% superior en comparación al riego por gravedad. El valor promedio de la efi ciencia de N para producir fruto en fresa bajo riego por goteo fue 19% del obtenido en riego por gravedad.

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EL CEDRO ROJO (Cedrela odorata L.) COMO ALTERNATIVA DE RECONVERSIÓN EN TERRENOS ABANDONADOS POR LA AGRICULTURA COMERCIAL EN EL SUR DE TAMAULIPAS*

RED CEDAR (Cedrela odorata L.) AS RECONVERSION ALTERNATIVE IN LANDS ABANDONED BY THE COMMERCIAL AGRICULTURE IN THE SOUTH OF TAMAULIPAS

Celene Ramírez-García1, Gil Vera-Castillo2, Fernando Carrillo-Anzures3§ y Octavio Salvador Magaña-Torres3

1Gerencia Estatal de Tamaulipas, Comisión Nacional Forestal, SEMARNAT. 2División de Ciencia Forestales, Universidad Autónoma Chapingo, 3Área Forestal, Campo Experimental Valle de México, INIFAP. §Autor para correspondencia: [email protected]

* Recibido: Julio de 2006


RESUMEN

La reconversión productiva implica modifi car el patrón de producción tradicional, mediante el establecimiento de cultivos alternativos con mayor alternativa agronómica, rentabilidad económica y viabilidad social. Una opción de reconversión es el establecimiento de plantaciones forestales. El objetivo de este trabajo fue determinar la factibilidad de convertir terrenos agrícolas abandonados en plantaciones forestales comerciales, el estudio fue conducido de 2000-2003. Esta factibilidad se determinó mediante la evaluación de la supervivencia, el crecimiento, estado de sanidad y vigor de una plantación de cedro rojo (Cedrela odorata L.) ubicada en el Ejido Doroteo Arango, Tamaulipas. Los resultados del muestreo señalaron que, a tres años de establecida la plantación, se tiene una supervivencia de 93%, un crecimiento promedio en diámetro de 1.72 cm y 1.46 m en altura. Aún cuando se tuvo ataque de Hypsipyla grandella (Zeller), la proporción de árboles sanos es de 90.3% y la proporción de árboles vigorosos de 84.36%. Los valores obtenidos de supervivencia, crecimiento, sanidad y vigor muestran que el cedro rojo tiene una buena adaptación y crecimiento; lo que permite afi rmar que el establecimiento de plantaciones forestales comerciales de cedro en el sur de Tamaulipas es una opción viable para reconvertir terrenos agrícolas abandonados.

Palabras clave: Cedrela odorata L., crecimiento, plantaciones forestales comerciales, reconversión productiva.

ABSTRACT

The productive reconversion implies to modify the pattern of traditional production, through the establishment of alternative crops with higher agronomic viability, economic profitability and social viability. A reconversion option is the establishment of forest plantations. The objective of this work was to determine the feasibility of converting abandoned agricultural lands in commercial forest plantations, the study was conduced from 2000-2003. This feasibility was determined through the assessment of the survival, growth, health and vigour of a plantation of red cedar (Cedrela odorata L.) located in the Ejido Doroteo Arango, Tamaulipas. At three years of established the plantation, a survival of 93%, a growth diameter average of 1.72 cm and 1.46 m in height was found. Although attack of Hypsipyla grandella, 90.3% were healthy trees and the proportion of vigorous trees was 84.36%. The obtained values of survival, growth, sanity and vigour of the assessed plantation show that the red cedar has a good adaptation and growth; this allow to affirm that the establishment of commercial forest plantations of cedar in the south of Tamaulipas is a good option for abandoned agricultural lands.

Key words: Cedrela odorata L., reconversion alternative, forest comercial plantations, growth.


Celene Ramírez-García et al.

INTRODUCCIÓN

El marco normativo de la Ley de Desarrollo Rural Sustentable (LDRS) considera que las diferentes instituciones deberán coordinarse de una manera integral en los programas dirigidos al desarrollo rural. De tal manera, que estos contemplen un mejoramiento sostenido de las condiciones de vida de la población rural, además de procurar el uso óptimo, conservación y mejoramiento de los recursos naturales, orientándose a la diversifi cación de las actividades del sector primario (SAGARPA, 2001).

La mencionada ley constituye la base legal del Programa Integral de Agricultura Sostenible y Reconversión Productiva en Zonas de Sequía Recurrente (PIASRE), el cual dirige sus acciones a contrarrestar las causas recurrentes de siniestralidad y la degradación de las tierras frágiles que están expuestas a fenómenos adversos que padecen algunas regiones de nuestro país (SAGARPA, 2003).

Así, la reconversión productiva representa un instrumento hacia donde puede avanzar la producción agropecuaria y forestal en el corto, mediano y largo plazo. Con ello, se pretende lograr un mayor nivel de participación de la comunidad, para decidir el rumbo del desarrollo agrícola regional, de acuerdo con su potencialidad. La reconversión productiva implica modificar el patrón de producción tradicional, mediante el establecimiento de cultivos alternativos con mayor viabilidad agronómica, social y rentabilidad económica. De esta forma, se puede cambiar un cultivo anual establecido por otro del mismo ciclo. Otra variante consiste, en el cambio de cultivos anuales por perennes, como sucede cuando se modifi ca de cultivos anuales de temporal por pastizales o por plantaciones forestales.

Las plantaciones forestales comerciales en México han adquirido gran importancia en los últimos años. En el sur del estado de Tamaulipas, en terrenos agrícolas abandonados en donde se solían cultivar hortalizas o cereales, se presentan condiciones edafológicas y climatológicas deseables para el establecimiento de este tipo de plantaciones; además, de que se cuenta con mano de obra abundante y mercado nacional e internacional para los productos forestales.

Dentro de las opciones más atractivas que se tienen para el establecimiento de plantaciones forestales están las orientadas a obtener celulosa para papel o productos forestales maderables. Para climas templados se recomienda

el uso de especies de coníferas, principalmente los pinos; mientras que para climas tropicales las especies preciosas. Dos de las especies preciosas del trópico mexicano más importantes son el cedro rojo (Cedrela odorata L.) y la caoba (Swietenia macrophylla King), ambas de gran demanda comercial por sus excelentes características maderables y alto valor comercial (Bertoni, 1978). La madera de cedro rojo es de características excelentes, el uso futuro más indicado para esta especie, por el bello jaspeado de su madera, es la fabricación de chapas y madera terciada con fi nes de exportación (Pennington y Sarukhán, 1998). Además, a nivel nacional las maderas preciosas siempre han tenido buena aceptación y un precio elevado en comparación de otras especies, teniendo un défi cit de producción nacional que a la fecha ha provocado una demanda insatisfecha (Rojas, 1995).

Las plantaciones forestales comerciales ofrecen diversas ventajas para los inversionistas (SEMARNAT, 2001):

Diversifi cación del portafolio de inversiones• Tasa de retorno competitiva a largo plazo• Predictibilidad del ingreso si el manejo está bajo • control y el mercado para la madera producida está aseguradoLas previsiones de demanda-oferta a nivel • internacional son positivasLa competitividad de la madera de las plantaciones • es generalmente mejor, que la del bosque natural (homogeneidad del producto, acceso y condiciones de extracción más fáciles, etc.)Imagen positiva por la inversión “verde”.•

El objetivo de este trabajo fue determinar la factibilidad de convertir terrenos agrícolas abandonados en plantaciones forestales comerciales. Esta factibilidad se determinará mediante la evaluación de la supervivencia y el crecimiento de una plantación forestal comercial de cedro rojo (Cedrela odorata L.) ubicada en el Ejido Doroteo Arango, Tamaulipas.


Localización geográfi ca

La plantación de cedro rojo evaluada está localizada a 7 km de la presa Ramiro Caballero, el terreno pertenece al Ejido Doroteo Arango, municipio de González, estado de

El cedro rojo (Cedrela odorata L.) como alternativa de reconversión en terrenos abandonados por la agricultura comercial en el sur de Tamaulipas 245

Tamaulipas, con coordenadas 22° 36’ 04.4” latitud norte y 98° 34’ 55.0” longitud oeste. El predio se ubica a una altura de 321 msnm.

Clima

Según la clasifi cación de Köppen, modifi cado por García (2004), el clima que predomina en la región es el (A) Ca (wo) (e) w” semicálido subhúmedo, en el cual se agrupan los subtipos de humedad media, siendo la precipitación en el mes más seco menor de 60 mm; la oscilación térmica anual es extremosa. La temperatura media anual es de 24.5 ºC y las temperaturas máximas se registran en mayo, julio y agosto, la precipitación promedio es de 737.4 mm (INEGI, 2001).

Suelos

En la región se encuentran suelos de tipo Vertisol pélico de textura fi na, con un horizonte A con una profundidad de 0 a 25 cm, textura arcillosa y consistencia muy dura en seco, presenta facetas de fricción-presión. Son suelos muy arcillosos que descansan sobre aluviones profundos, tienden agrietarse considerablemente en época de secas y contienen porcentajes muy elevados de arcilla en todo su perfi l.

Establecimiento de la plantación

Preparación del sitio. Se realizó una quema controlada antes de iniciar el establecimiento de la plantación comercial en una superfi cie de 14 ha, ya que tratándose de áreas agrícolas se tenía el rastrojo de los vegetales que anteriormente se cultivaban y este material fue eliminado mediante una quema controlada. Se realizaron labores de nivelación y bordeo con maquinaria agrícolas a fi n de facilitar riegos, captar y conservar la humedad y mejorar el drenaje del terreno. Se realizaron trabajos de subsoleo para permitir un amplio y profundo desarrollo radicular, factor clave en el caso del cultivo de árboles.

Diseño y establecimiento de la plantación. El diseño de plantación fue en marco real, distribuyendo las plantas a una distancia de 4 m entre hileras y 3 m entre planta y planta. Se utilizó el sistema cepa común, con dimensiones de 40 x 40 x 40 cm. La época de apertura de cepas se realizó en el mes de agosto con la fi nalidad de permitir la aereación e intemperización del material dentro de la cepa.

La plantación se estableció en septiembre de 2000, en una superfi cie de 14 ha, con una densidad de 833 plantas por ha,

lo que representa un área de crecimiento de 12 m2 por árbol, esto con el fi n de garantizar una distribución adecuada de los recursos del sitio (agua, suelo, luz) entre los árboles.

Manejo de la plantación

Fertilización. Las especies forestales requieren de ciertos elementos nutritivos del suelo, de manera que si algunos son escasos deben ser agregados, por lo cual en la plantación se realizó una fertilización orgánica al momento de la plantación y tres fertilizaciones inorgánicas después de plantados los árboles cada 6 meses.

La primera fertilización se realizó utilizando gallinaza en el mes de octubre. La cual presenta un contenido nutricional, en gr kg-1, siguiente: nitrógeno 17; fósforo 0.8; potasio 5.7; calcio 1.12; magnesio 0.7 y azufre 2. El abono se aplicó en el fondo de la cepa asegurándose de cubrirlo con tierra. La cantidad aplicada fue de 1.5 t ha-1.

Las siguientes fertilizaciones se realizaron con abono inorgánico comercial conocido como Triple 17® con una dosis de 100 kg ha-1. La aplicación del Triple 17® se realizó manualmente en cada uno de los brinzales. La cantidad aplicada para cada brinzal fue de 120 g.

Control de malezas. Este control fue una de las primeras labores de mantenimiento con el objeto de eliminar plantas de otras especies que compitan por espacio, humedad y elementos nutritivos con los cedros, manteniéndolos en condiciones óptimas de crecimiento. La plantación de cedro rojo se estableció bajo un sistema de manejo con deshierbes cada tres meses. La maleza fue controlada en forma química aplicando el herbicida Faena® cada tres meses. La proporción fue de 0.5 g L-1 ha-1, respectivamente, esto se realizó en los meses de octubre, enero, abril y junio. Además se limpió la parcela mecánicamente dos veces al año, con una chaponeadora.

Control de plagas. La principal plaga del cedro rojo es el llamado barrenador del cedro (Hypsiphylla grandella). La larva de este insecto barrena los brotes apicales aún no lignifi cados de los árboles jóvenes y consume la médula de arriba hacia abajo. El brote de la yema principal muere, provocando posteriormente su ramifi cación y achaparramiento.

El barrenador se presentó en una superfi cie aproximada de media hectárea, sin embargo, no causó grandes estragos en la población. Para el combate de la plaga se aplicó por aspersión



los insecticidas Reyen® y Rimón®, con una avioneta Marca Cessna TXR y un equipo de aspersión compuesto por boquillas con espreas de calibre TK 0.5 y 7.5 y lías de conducción de aproximadamente 10 m. La aplicación se realizó cada cuatro meses, a partir de los meses de abril - mayo, que es cuando las temperaturas son elevadas y es la época de mayor actividad de la plaga. La dosis aplicada fue de 1.5 L ha-1.

Podas. Se realizó una poda por año en la plantación, a partir de un año de edad, para lograr un tronco recto y un crecimiento mayor en altura. La poda se llevó a cabo en los meses de junio a septiembre. Se puso especial cuidado en los arbolitos que fueron dañados por el barrenador de la yema ya que éstos tendieron a producir una gran cantidad de ramillas, las cuales se eliminaron, dejando solamente la más recta.

La poda se ejecutó antes de que los árboles tuvieran diámetros mayores de 10 cm y las ramillas de 4 a 5 cm, sellando los cortes con pintura para prevenir la pudrición por hongos. El corte de la poda fue liso, sin perturbar el tallo, pero sin dejar ningún pedazo en él.

Protección de la plantación. La plantación fue cercada con alambre de púas en 1 500 m a lo largo del predio. Para la prevención de incendios forestales se realizó el patrullaje por una brigada. Los patrullajes se realizan todo el año pero se intensifi can los recorridos durante la época crítica (marzo-junio). Sin embargo desde el momento de la plantación hasta la actualidad no se han presentado ese tipo de siniestros.

Variables evaluadas

La metodología de evaluación que se llevó a cabo es la establecida en el Manual de Verifi caciones del Programa para el Establecimiento de Plantaciones Forestales Comerciales (PRODEPLAN), elaborado por la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR, 2003). Las variables evaluadas fueron: supervivencia, crecimiento, vigor y sanidad. La evaluación se realizó por medio de un muestreo por conglomerados (Scheaffer et al., 1987).

Distribución de los sitios de muestreo. Para realizar una distribución sistemática de los sitios, se empleó una retícula, donde se ubicaron el número de puntos, representando cada uno a un sitio, correspondiendo a una determinada intensidad de muestreo. Las distancias entre líneas de muestreo y entre sitios fueron iguales. La intensidad de muestreo utilizada

fue de 1.2% con sitios de muestreo de 100 m2, con una equidistancia de 140 m; con esta intensidad de muestreo se tiene una precisión de 5% con una confi abilidad de 95% (CONAFOR, 2003).

Forma y tamaño de los sitios de muestreo. En evaluaciones recientes de supervivencia de arbolado menor de 3 m de altura y densidades de plantación de 1 000 a 1 400 árboles ha-1 se han empleado parcelas de 100 m2, de forma circular (5.64 m de radio) por lo que es el tamaño y forma de los sitios de muestreo que se utilizaron en esta evaluación, haciendo la selección sistemática.

Estimación de la supervivencia

La evaluación de la supervivencia permite obtener una medida cuantitativa del éxito de la plantación bajo la infl uencia de los factores del sitio. El valor que se obtiene es la proporción de árboles que están vivos en relación a los árboles efectivamente plantados, esto se puede calcular mediante la siguiente ecuación:

donde:

p= proporción estimada de árboles vivos

ai= número de plantas vivas en el sitio de muestreo i

mi= número de plantas vivas y muertas en el sitio de muestreo i.

Para obtener la sobrevivencia de la plantación se extrapolan los datos de la superfi cie de muestreo a la totalidad de la plantación.

Estimación de crecimiento en diámetro y altura

La evaluación del crecimiento se realizó tomando los datos alcanzados para cada uno de los árboles que se ubican dentro del sitio de muestreo, a la edad de 12, 24 y 36 meses de establecida la plantación. Los datos que se consideraron fueron el diámetro normal (una altura aproximada a 1.3 m) y la altura total de la planta en m.

n

ii

n

ii

m

ap

1

1


De forma adicional se calculó el área basal, la cual es un indicador del volumen de madera por hectárea. El área basal se calculó mediante la siguiente expresión:

AB= 0.7854 D2

donde:

AB= área basal en m2

D= diámetro normal medido a la altura de 1.30 m sobre el nivel del suelo.

Evaluación del estado sanitario

Esta evaluación permite conocer la proporción de árboles sanos respecto de los árboles vivos en la plantación. Se considera que un individuo está sano cuando no presenta daños por plagas o síntomas de enfermedades en cualquiera de sus estructuras. La ecuación que se utilizó para calcular la sanidad es la siguiente:

donde:

ps= proporción estimada de árboles sanos

si= número de árboles sanos en el sitio de muestreo i

ai= número de árboles vivos en el sitio de muestreo i.

Registro de datos. La toma de datos en los sitios de muestreo se realizó a los doce meses (noviembre de 2001), 24 meses (noviembre de 2002) y 36 meses (noviembre de 2003) después del inicio de la plantación. Los datos colectados en campo fueron: número de sitio, número de árbol, vivo o muerto, diámetro normal (cm), altura total (m), longitud de copa (m), diámetro promedio de la copa (m), vigor, estado sanitario y agente causal.

Estimación del vigor de la plantación

El vigor de una plantación se describe como la proporción de organismos vigorosos del total de los árboles vivos. El

vigor se clasifi có de la siguiente forma: bueno, cuando la planta presentaba un follaje denso, color verde intenso y tenía amplia cobertura de copa; regular, cuando el árbol mostraba una follaje menos denso, color de verde seco a amarillento y follaje medio; malo, cuando la planta tenía el follaje amarillento, follaje ralo y hojas débiles. La fórmula para el cálculo del vigor de la plantación se muestra a continuación:

donde:

pv= proporción estimada de árboles vigorosos

vi= número de árboles vigorosos en el sitio de muestreo i

ai= número de árboles vivos en el sitio de muestreo i.


Supervivencia

La Figura 1 presenta el número de árboles vivos que se encontraron en cada una de las mediciones por sitio de muestreo. Con base en el distanciamiento utilizado en la plantación, el número máximo de individuos en un sitio de 100 m2 es de 9. En la Figura 1 destaca que en los sitios 1, 2, 3, 4, 7, 9 y 10 la sobrevivencia fue del 100%; mientras que en los sitios 5, 6, 8, 11 y 12 tuvieron variaciones en las tres tomas de datos.

La primera evaluación de la supervivencia mostró que de la totalidad de árboles plantados, 93.5% estaban vivos. Si bien se realizó una reposición de las plantas muertas, con el fi n de aprovechar la totalidad de la superfi cie de plantación, la evaluación realizada en el segundo año de vida de la plantación reveló un porcentaje de supervivencia de 94.4%. Por segunda y última vez se volvió a reponer las plantas muertas. En la tercer evaluación se obtuvo una supervivencia de 93.5%.

Estos resultados son muy buenos si se considera que Arteaga e Izaguirre (2004) realizaron la evaluación de la supervivencia de una plantación de varias especies tropicales bajo tres sistemas de plantación en el municipio Othón P. Blanco, Quintana

n

ii

n

ii

a

sps

1

1

n

ii

n

ii

a

sps

1

1



Figura 1. Número de árboles vivos por sitio de muestreo y año de evaluación.

Roo. Para el caso específi co de cedro rojo determinaron un porcentaje de supervivencia de 72.30% usando el sistema Taungya, 48.50% en brechas bajo dosel protector y 62.76% mediante el enriquecimiento en fajas. Por otro lado, el Programa Nacional de Plantaciones Forestales Comerciales (PRODEPLAN) exige un mínimo de 90% de sobrevivencia durante el primer año de plantación, que es el período en que se presenta la mayor mortalidad en la plantaciones forestales (CONAFOR, 2003), por lo que obtener 93% al tercer año de establecida la plantación es un buen resultado para esta variable.

Crecimiento en diámetro y altura

La Figura 2 muestra el diámetro normal promedio en los doce sitios de muestreo de las tres evaluaciones realizadas. Para la primer evaluación, el sitio cuatro tuvo el mayor incremento promedio en diámetro (4.69 cm); mientras que los sitios 10, 11 y 12 fueron los que presentaron los diámetros menores; estos sitios están ubicados en la parte sur de la plantación y presentan un estado sanitario regular, así como un vigor menor al promedio de la plantación.

Así, el diámetro promedio para la plantación a los 12 meses fue de 2.28 cm, a los 24 meses de 3.33 cm y a los 36 meses de 5.17 cm; esto implica un crecimiento en diámetro de 1.72 cm por año.

Por otro lado, la Figura 3 muestra los resultados promedio de las mediciones, por sitio, relacionadas con la variable altura (m). Al tercer año de establecida la plantación se tiene un máximo de 6.3 m de altura promedio de los árboles presentes en los sitios 1 y 3; en contraste, el sitio con menor crecimiento fue el 12, donde la altura de los árboles presentes no rebasa los 3 m en promedio.

Figura 2. Diámetro promedio (cm) por sitio y año de evaluación.

La altura promedio de los árboles a un año fue de 2.11 m; a los 2 años, de 3.14 cm y al tercer año 36 meses de 4.40 cm. Así, el crecimiento anual promedio en altura es de 1.46 m.

Figura 3. Altura promedio (m) por sitio y año de evaluación.

Estos resultados son comparables a los observados por Cintron (1990), quien señala que una vez superada la etapa vulnerable de brinzal, el cedro es un árbol de crecimiento muy rápido, añadiendo 2.5 cm o más en diámetro y 2 m de altura al año bajo buenas condiciones. Juárez (1988) reportó un crecimiento promedio anual de 0.43 cm en diámetro y 0.78 m en altura en los primeros cinco años de una plantación que se realizó en diferentes tipos de suelos y que se evaluó durante 20 años. Rojas (1995) realizó una evaluación dasométrica de una plantación de cedro rojo combinada con maíz en los Tuxtlas, Veracruz y encontró un crecimiento anual promedio en altura de 1.72 m y 4.7 cm en diámetro. Además reportó que en una plantación de 21 meses de edad se tiene una altura de 4.17 m y 9.5 cm de diámetro bajo condiciones climáticas favorables.


Una vez obtenidos los diámetros se calculó el área basal de los sitios y se obtuvo una media por año que indica que del primer al segundo año se obtuvo un incremento de 0.4117 m2 ha-1 y del segundo al tercer año un aumento de 1.265 m2 ha-1, lo cual es un alto incremento en volumen para la plantación por unidad de superfi cie (Figura 4).

Figura 4. Área basal promedio por año.

Estado fi tosanitario

En algunas partes de la plantación se detectó el ataque del barrenador de yemas de las meliáceas (Hypsipyla grandella), el cual demeritó la calidad de varios árboles ya que al perder la yema principal tendieron a bifurcarse. Este insecto se detectó en los sitios 5, 8 y 11.

En los sitios 5, 8 y 11 se presentó daño por el barrenador de yemas del cedro rojo, el cual si bien no los mató, demeritó mucho la calidad de los árboles y se refleja en un estado sanitario regular de dichos sitios.

La estimación de la proporción de árboles sanos en la plantación es 90.3%, con un error de estimación de 0.0721. Por ello, la sanidad de la plantación se puede considerar buena, sobre todo al tomar en cuenta que una vez que los árboles alcanzan dos metros de altura difícilmente serán atacados por esta plaga.

Parraguirre (1993) supone que el estado de susceptibilidad de la plaga al barrenador de las meliáceas está asociado con el tamaño y vigor de las plantas, ya que el ataque del insecto persiste en plantas pequeñas de 0.25 a 2.0 m de altura y la reacción de las plantas se produce más rápidamente en los sitios más favorables para el

crecimiento en laderas y pie de las colinas, mientras que en los suelos arenosos esta recuperación es más lenta por las condiciones desfavorables para el desarrollo de las plantas. De igual forma, Vega (1974) reporta que en Surinam, los brinzales, con una alta demanda de luz, escapan del ataque del barrenador después de 3 ó 4 años si son robustos y el crecimiento subsecuente es rápido en los sitios favorables.

Vigor

Dentro de las condiciones físicas en que se desarrollan los árboles de la plantación, se observó que el factor que agrupa a la mayoría de los sitios con mejor desarrollo son aquellos que tienen suelo de tipo Vertisol pélico de textura fina con mayor presencia de materia orgánica.

Los sitios 1, 7 y 9 mantuvieron un vigor bueno durante los tres años de medición, caso contrario los de vigor más deficiente fueron los sitios 3 y 6 para el 1° y 2° año de plantados (Figura 5).

0123456789

Árbolesvigorosos

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Sitio

2001 2002 2003

Figura 5. Árboles vigorosos por sitio y año.

Con los datos se calculó una estimación de la proporción de árboles vigorosos de 84.36%, con un error de estimación de 0.0914.

Como pudo observarse, hay factores que se mantuvieron constantes para toda la plantación, como es el caso de la disponibilidad de luz, agua, densidad de plantación, fertilización, control de malezas, podas y protección de la plantación; las variaciones en la supervivencia, crecimiento en diámetro y altura y vigor se deben al ataque del barrenador de Meliáceas, así como la variación en el contenido de arcilla del suelo.



CONCLUSIÓN

Los valores obtenidos de supervivencia, crecimiento en altura y diámetro, sanidad y vigor de la plantación evaluada en este estudio muestra que el cedro rojo tiene una buena adaptación y crecimiento; lo que permite afi rmar que el establecimiento de plantaciones forestales comerciales de cedro en el sur de Tamaulipas es una opción viable para reconvertir terrenos agrícolas abandonados.

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DETECCIÓN DE MUTACIONES RELACIONADAS CON RESISTENCIA A HERBICIDA EN AVENA SILVESTRE (Avena Fatua L.)*

DETECTION OF MUTATIONS RELATED TO HERBICIDE RESISTANCE IN WILD OAT (Avena Fatua L.)

Homero Tovar Hernández1, Manuel Cruz Villegas2§, Francisco Ponce Medina2, Raquel Muñiz Salazar2, Leonel Avendaño Reyes2, Onésimo Grimaldo Juárez2 y Gerardo Medina Basulto3

1Comité Estatal de Sanidad Vegetal de Baja California, SAGARPA, Baja California, Mexicali, B. C. 2Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de Baja California. 3Instituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias, Universidad Autónoma de Baja California. §Autor para correspondencia: [email protected]

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue evaluar dos grupos de oligonucleótidos para la detección de dos mutaciones puntuales en el gen de la acetil-CoA carboxilasa (ACCasa) de Avena fatua L., durante el período 2005-2006, las cuales están relacionadas con la resistencia a herbicidas que inhiben la síntesis de ácidos grasos. Se seleccionaron cuatro poblaciones de avena silvestre (M5r y M28r) resistentes a la aplicación en campo del herbicida clodinafop propargil y dos poblaciones susceptibles (M25s y M43s). Se desarrollaron dos grupos de oligonucleótidos con base en la secuencia del gen de la ACCasa de la avena silvestre (Gene Bank No. de acceso AF231334). El primer grupo de oligonucleótidos, VSE11GM, VRE11RGM, ACVII11GM y ACVII11RGM, se diseñaron para detectar el cambio de timina (T) por adenina (A) en la posición 1 322 del gen descrito y originando el cambio de isoleucina (ATT) por asparagina (AAT). El segundo grupo de oligonucleótidos, VRDICGM, VRDITRGM, ACVRG1GM y ACVRG1RGM, se diseñaron para detectar el cambio de timina (T) o citosina (C) por adenina (A) en la posición 541 del mismo gen y originando el cambio de isoleucina (ATA) por leucina (CTA o TTA). No se logró diferenciar las poblaciones que presentaron resistencia en campo de las que fueron susceptibles, lo que causaría el cambio de isoleucina por leucina en posición 541 del gen para ambas mutaciones. La ausencia de la amplifi cación del fragmento de 480 pb para la población

resistente M5r, con el primer grupo de oligonucleótidos, así como la ausencia de la amplifi cación de los fragmentos de 496 pb y 330 pb en las cuatro poblaciones con el segundo grupo de oligonucleótidos, indica la probabilidad de que sea una sustitución diferente la que le confi ere resistencia a la avena silvestre hacia este grupo de herbicidas.

Palabras clave: Acetil-CoA carboxilasa, herbicidas, mutación, resistencia, síntesis de ácidos grasos.

ABSTRACT

Two oligonucleotid groups were evaluated in order to detect two punctual mutations of the gene acetyl-CoA carboxilase (ACCasa) in Avena fatua L., which are related to the resistance to herbicides that inhibit fatty acid synthesis. Four populations of wild oat, two resistant (M5r and M28r) and two susceptible (M25s and M43s), to fi eld application of clodinafop propargil were selected. Two groups of oligonucleotids were developed based on the sequence of the gene of the ACCasa from wild oat (GeneBank access number AF231334). The fi rst group, VSE11GM, VRE11RGM, ACVII11GM and ACVII11RGM, was designed to detect the change of timine (T) by adenine (A) in position 1 322 of the described gene and which originated the change of


Aceptado: Febrero de 2008


Homero Tovar Hernández et al.

isoleucine (ATT) by asparagine (AAT). The second group of oligonucleotids, VRDICGM, VRDITRGM, ACVRG1GM and ACVRG1RGM, was designed to detect the change of citosine or timine (T or C) by adenine (A) in position 541 of the same gene, and which originated the change of isoleucine (ATA) by leucine (CTA or TTA). Consequently, it was not possible to differentiate the populations that offered resistance in fi eld from those which were susceptible and which would cause the change of isoleucine by leucine in the position 541 of the gene for both mutations. The absence of amplifi cation of the fragment of 480 pb for the resistant population M5r, with the fi rst group of oligonucleotids, as well as the absence of the amplifi cation of the fragments 496 pb and 330 pb in the four populations with the second group of oligonucleotids, indicated the probability that it is a different substitution the one that confers resistance to the wild oat toward this group of herbicides.

Key words: Acetyl-CoA carboxilase, fatty acid synthesis, herbicides, mutation, resistance.

INTRODUCCIÓN

El cultivo de trigo en el Valle de Mexicali, Baja California, México, es el más importante en cuanto a superficie sembrada en esta región. Sin embargo, uno de los mayores problemas para su producción es la presencia de maleza y dentro de éstas, la avena silvestre (Avena fatua L.) se ha convertido en una cuestión fi tosanitaria desde hace al menos 6 años. Este problema se ha intensifi cado en la zona sur del Valle de Mexicali, en donde algunos agricultores reportan un control no satisfactorio con el herbicida fenoxaprop-p-etil y el clodinafop-propargil (Tafoya, 2004). Estudios muestran que la avena silvestre puede ser resistente a herbicidas del grupo de los aryloxyphenoxypropionatos (APP´s), aunque no a los cyclohexanedionas (CHD´s). La Acetil-Coenzima A Carboxilasa (ACCasa) es una enzima clave en la biosíntesis de los ácidos grasos en eucariontes y procariontes (Harwood, 1988). La avena silvestre comúnmente es controlada con herbicidas que inhiben la acción de la enzima ACCasa, por lo que el uso continuo de ellos puede ocasionar resistencia (Heap, 1997). La resistencia es el factor que disminuye considerablemente la eficiencia del tratamiento con herbicidas. El diagnóstico de la resistencia en poblaciones de malezas requiere de un método rápido y preciso para identifi car los biotipos resistentes (Délye et al., 2002a).

En países como Australia, Sudáfrica, Israel y Canadá, se ha reportado resistencia múltiple en avena silvestre y alpistillo (Phalaris minor Retz.) entre varios tipos de herbicidas, sobre todo entre los que inhiben la enzima Acetolactato Sintetasa (ALS) y los que inhiben la enzima ACCasa (Heap, 1997). En México, la resistencia se ha reportado en varias regiones. En la región del Bajío, Callejas (2004) confi rma la resistencia para los herbicidas APP´s y CHD´s. En poaceae, la ACCasa plastídica es el blanco de éstas dos clases distintas de inhibidores (APP´s y CHD´s). Estos químicos inhiben la transferencia del grupo carboxil hacia la acetil-CoA (Rendina et al., 1990; Barton et al., 1991). Actualmente, en nuestro país existen varios estudios dirigidos hacia la confi rmación y la detección de la resistencia de la avena silvestre (Avena fatua L.) con estos dos grupos de herbicidas.

En ellos se menciona la existencia de biotipos que poseen diferente grado de resistencia a su aplicación (Callejas, 2004). Para el Valle de Mexicali, en 2003 se reportó una disminución de hasta 34% en el rendimiento de grano de trigo en tratamientos con clodinafop-propargil, donde se confi rmó la presencia de un biotipo de avena silvestre resistente a este herbicida (Cruz, 2004). Sin embargo, no se ha determinado por métodos moleculares la existencia de mutaciones que pudieran conferir esta resistencia y, consecuentemente, diagnosticarlas de manera oportuna. El objetivo de este estudio fue la evaluación de oligonucleótidos que permita detectar las mutaciones puntuales del gen de la ACCasa de la A. fatua L. relacionadas con la resistencia a herbicidas inhibidores de la síntesis de ácidos grasos.


El presente estudio se llevó a cabo de septiembre de 2005 a diciembre de 2006, en el laboratorio de biología molecular del Instituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias, de la Universidad Autónoma de Baja California. Se seleccionaron cuatro poblaciones de avena silvestre (A. fatua L.) que presentaron resistencia y susceptibilidad a la aplicación de un herbicida inhibidor de la ACCasa. Las muestras fueron colectadas después de que las poblaciones fueron evaluadas en campo respecto a su sensibilidad al clodinafop-propargil (Cruz, 2004). Las poblaciones se identifi caron como M5r, M25s, M28r y M43s. Las poblaciones M5r y M28r se comportaron como resistentes durante el estudio en campo y las poblaciones M25s y M43s como susceptibles a la aplicación.

Evaluación de oligonucleótidos para detectar mutaciones en avena silvestre (Avena Fatua L.) relacionados con la resistencia a herbicidas 253

Extracción de ácido desoxirribonucleico (ADN)

La extracción del ácido desoxirribonucleico (ADN) de las muestras se realizó tomando como base el método descrito por Délye et al. (2002a), el cual se describe a continuación: de las plántulas se tomaron 2 cm lineales de hoja; se colocaron en tubos de 1.5 ml para microcentrífuga y se adicionaron 300 μl de agua destilada durante 24 h a 4 °C. Transcurrido el tiempo se decantó el agua y se añadieron 150 μl de buffer de extracción (Tris-HCl, 100 mM pH 9.5; KCl 1 M; EDTA 10 mM). Las muestras fueron maceradas con pistilo y se incubaron a 95 °C durante 6 min. Con ayuda de una puntilla estéril se extrajeron los restos de fi bra de cada uno de los tubos. Se colocaron en hielo durante 5 min. La precipitación y limpieza del ADN se realizó al añadirles 0.25 de volumen de acetato de amonio 10M + 3 veces el volumen de etanol al 100% a -20 °C. Se mezclaron por inversión 8 veces y se centrifugaron a 14 000 g durante 5 min. El sobrenadante se eliminó y se adicionaron 400 μl de alcohol isopropílico y 500 μl de etanol al 75%. En ambos casos se centrifugaron a 14 000 g y se mezclaron por inversión 8 veces, para el alcohol isopropílico durante 6 y 3 min para el etanol, respectivamente. Se extrajo el resto del etanol con micropipeta. Las muestras se secaron a 37 °C durante 15 min. Se les agregaron 100 μl de agua destilada para fi nalmente colocarlos en baño maría a 65 °C durante 30 min. Transcurrido el tiempo se centrifugaron a 14 000 g por 30 s. El sobrenadante se cambió de tubo, se aforó a 100 μl y se conservó a -20 °C.

Amplifi cación de ácido desoxirribonucleico (ADN)

Se diseñaron dos grupos de oligonucleótidos con base a la secuencia del gen de la ACCasa de la avena silvestre (GeneBank No. de acceso AF231334). El primer grupo estuvo conformado por los oligonucleótidos VSE11GM, VRE11RGM, ACVII11GM y ACVII11RGM (Cuadro I), diseñados para detectar el cambio de timina (T) por adenina (A) en la posición 1 322 del gen descrito y originando el cambio de isoleucina (ATT) por asparagina (AAT) en la estructura molecular de la ACCasa de la avena silvestre.

Los oligonucleótidos ACVII11GM y ACVII11RGM amplifi can un fragmento de 1090 pb común para todas las poblaciones (usado como control positivo interno). Los oligonucleótidos ACVII11GM y VREL1RGM amplifi can un fragmento de 480 pb detectando la mutación y los oligonucleótidos ACVII11RGM y VSE11GM amplifi can un fragmento de 651 pb indicando la ausencia de la mutación.

El segundo grupo de oligonucleótidos VRDICGM (5´ GGA CTA GGT GTG GAG AAC C 3´) y VRDITRGM (5´ CAA TAG CAG CAC TTC CAT GTA A 3´), detectan el cambio en la secuencia de C o T por A en posición 541 del mismo gen, generando una sustitución de isoleucina (ATA) por leucina (CTA o TTA).

Estos fueron utilizados junto con los oligonucleótidos ACVRG1GM (5´ AAT GGG TCG TGG GGC ACT CCT ATA GTT CC 3´) y ACVRG1RGM (5´ ACT GAG CCA CCT CAA TAT ATT AGA AAC ACC 3´) en la misma reacción. Los oligonucleótidos ACVRG1GM y ACVRG1RGM amplifi can un fragmento común de 786 pb común para todas las poblaciones (usado como control positivo interno). Los oligonucleótidos ACVRG1GM y VRDITRGM indican la presencia de un alelo con T en la posición 541 del gen descrito amplifi cando un fragmento de 496 pb corroborando la mutación; los oligonucleótidos ACVRG1RGM y VRDICGM indican la presencia de un alelo con C en la misma posición, amplifi cando un fragmento de 330 pb que corrobora la mutación.

La mezcla y las concentraciones de los componentes para la PCR se hicieron como sigue: 1 μl de dNTP´s Mix 10mM, 5 μl de PCR Rxn Buffer 10X, 2 μl a 25 pM/μl de cada oligonucleótido, 2 μl de MgCl2 50mM, 0.5 μl de DNATaq polimerasa 5 000U/ml., 31.5 μl de H2O destilada y 2 μl de ADN de la muestra. El programa del termociclador consistió de un paso de primera desnaturalización a 95 °C por 4 min seguido de 35 ciclos a 95 °C por 30 s, 58 °C por 30 s, 72 °C por 1 min y una extensión fi nal a 72 °C por 5 min. Previo a este programa se corrió uno de gradientes para la Tm desde 55 hasta 60 °C con intervalos de un grado.

Así mismo, se realizaron variaciones para la concentración de MgCl2, además de la sustitución de la DNATaq polimerasa por TliDNA Polymerase 5 U/μl (Promega) de alta fi delidad y la utilización de Enhanser para AGSGold DNA Pol. (Roche) a razón de 5 μl/50 μl de reacción. La detección de los productos amplifi cados de la PCR (Figura 1 y 2) se llevó a cabo por medio de electroforesis en gel de agarosa al 1.5% utilizando TBE 1X y teñido con 1.5 μl de bromuro de etidio 10 mg/ml (Invitrogen) por cada 30 ml de gel; se aplicó una carga de 100 V durante 50 min y fue visualizado en un transiluminador de luz ultravioleta. Se cargaron 5 μl de marcador (Bio Ladder 100 pb 150 Lanes, CLP ) y 15 μl de producto de PCR de cada una de las muestras.



Oligonucleótidos Secuencia

Grupo uno

VSE11GM GCA AAG AGA GAC CTT TTT GAA GGA AT

VSE11RGM TTG ATC CAG CCT GCA GAT

ACVII11GM CTG CTA ACA TTG GTG GAC CTC TTC CTA TTA C

ACVII11RGM CAG TCA GTG CTT CCT GCT TCA GCT G

VRDICGM GGA CTA GGT GTG GAG AAC C

Grupo dos

VRDITRGM CAA TAG CAG CAC TTC CAT GTA A

ACVRG1GM AAT GGG TCG TGG GGC ACT CCT ATA GTT CC

ACVRG1RGM ACT GAG CCA CCT CAA TAT ATT AGA AAC ACC

Cuadro 1.Oligonucleótidos diseñados con base a la secuencia del gen de la enzima Acetil-Coenzima A Carboxilasa (ACCasa) de la avena silvestre (Avena fatua L.) (Gene Bank No. de acceso AF231334).


Con el primer grupo de oligonucleótidos se amplifi caron dos fragmentos comunes tanto para las poblaciones resistentes (M5r y M28r) y susceptibles (M25s M43s) de 1090 pb y 651 pb, indicando la ausencia de la mutación (Figura 1). Por otro lado, se obtuvo el fragmento de 480 pb únicamente para la población M28r. Esto indica la presencia de la mutación al ocurrir la sustitución de isoleucina por asparagina, la cual se relaciona con la presencia de resistencia a herbicidas del grupo de los APP´s y no a los CHD´s (Délye et al., 2003). La ausencia de la amplifi cación de este fragmento de 480 pb para la población M5r sugiere la existencia de otros sitios con mutaciones que confi eren resistencia a este grupo de herbicidas, como sucede con Alopecurus myosuroides Hunds., en la cual Délye et al. (2005) reportan que de una población de 50 individuos, 16 de ellos no contenían la mutación, pero que en campo resultaron resistentes a los herbicidas fenoxaprop, clodinafop y haloxyfop, y que por otro lado habían resultado susceptibles a la aplicación de

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Figura 1. Detección de los productos de la PCR correspondientes con el primer grupo de oligonucleótidos (VSE11GM, VRE11RGM, ACVII11GM y ACVII11RGM).

cycloxidim y clethodim. Por su parte, Cocker et al. (2000) señalan que la resistencia de ACCasas a APP´s pareciera deberse a la existencia de una o más mutaciones diferentes. Para el segundo grupo de oligonucleótidos (Figura 2) no se logró, después de varias pruebas y variaciones de la concentración y sustitución de los componentes de la PCR, diferenciar las poblaciones que presentaron resistencia en campo de las que no lo presentaron, por lo que no se pudo determinar si la sustitución de isoleucina por leucina está o no ligado con la presencia de resistencia, ya que a través de todas estas variaciones no se logró amplifi car el fragmento de 330 pb que indicarían la sustitución de C por A originando un codón CTA.

Tampoco se logró amplifi car el fragmento de 496 pb que detecta la sustitución de T por A, la cual origina un codón TTA. En este sentido, Délye et al. (2002b) indican la existencia de estas dos mutaciones no sinónimas para la

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Figura 2. Detección de los productos de la PCR correspondientes con el segundo grupo de oligonucleótidos (VRDICGM, VRDITRGM, ACVRG1GM y ACVRG1RGM).

posición en 5 341 dentro del codón 1 781 causando el cambio de un codón ATA (isoleucina) por un codón TTA o CTA (leucina). A su vez, Christoffers et al. (2002) señalan que la sustitución isoleucina por leucina dada por una mutación no sinónima es la responsable de la resistencia a herbicidas que inhiben la acción de la acetil-CoA carboxilasa en avena silvestre UM1.

De acuerdo con Murray et al. (1996) sugieren que aunque la sustitución de isoleucina por leucina pareciera conferir mayormente resistencia a herbicidas a la forma ACCasa en la avena silvestre UM1, esta mutación específi ca probablemente no es la responsable de la resistencia en todas las avenas silvestres. Así mismo, Cocker et al., (2000) refi eren que es probable que la resistencia de algunos biotipos de avena silvestre se deba al metabolismo del herbicida y no a cambios dentro de su ACCasa plastídica. Por lo anterior, es importante la continuación de este tipo de estudios para conocer el número y la posición de todas las sustituciones de bases que generan cambios en la estructura molecular de la ACCasa para el desarrollo de oligonucleótidos que nos permitan diferenciar efi cientemente el total de individuos resistentes de susceptibles dentro de una población heterogénea.

CONCLUSIONES

Los oligonucleótidos VRDICGM, VRDITRGM, ACVRG1GM y ACVRG1RGM descritos en este estudio detectaron la mutación de la ACCasa de la Avena fatua L., que origina la sustitución de isoleucina por asparagina.

Es factible el uso de esta técnica molecular para determinar la presencia de mutaciones en biotipos de avena silvestre (Avena fatua L.) relacionadas con la resistencia a herbicidas inhibidores de la síntesis de ácidos grasos.

LITERATURA CITADA

Barton, D. L.; Thill, D. C. and Shofi i, B. 1991. Integrated wild oat (Avena fatua L.) management affects spring barley (Hordeum vulgare L.) yield and economics. Weed Technology. 6:129-135.

Callejas-Moreno, A. y Arriaga-Bayardi, R. 2004. Efi cacia biológica del Everest 70 wdg (fl ucarbazone sódico) para el control de maleza gramínea resistente a herbicidas de acetyl coacarboxilase (ACCase) en el cultivo de trigo en el Bajío. XXV Congreso Nacional de la Ciencia de la Maleza. Universidad Autónoma de Guadalajara, México.

Christoffers, M. J.; Berg, M. L. and Messersmith, C. G. 2002. An isoleucine to leucine mutation in acetyl-CoA carboxylase confers herbicide resistance in wild oat. Genome 45 (6)1049-1056.

Cocker, K. M.; Coleman, J. O. D.; Blair, A. M.; Clarke, J. H. and Moss, S. R. 2000. Biochemical mechanism of cross-resistance to aryloxyphenoxypropionate and cyclohexanodione herbicides in populations of Avena spp. Weed Res. 40:323-334.

Cruz-Villegas, M.; Avendaño-Reyes, L.; Partida-Ruvalcaba, L. y López-Lugo, F. 2004. Determinación de la efi cacia del clodinafop-propargil en el control de avena (Avena fatua L.) y alpiste (Phalaris minor retz) en trigo en el Valle de Mexicali, B. C. ciclo OI 2002-03. XXV Congreso Nacional de la Ciencia de la Maleza. Universidad Autónoma de Guadalajara, México.

Délye, C.; Calmés, É. and Matéjicek, A. 2002a. SNP markers for black-grass (Alopecurus myosuroides Hunds.) genotypes resistant to acetyl CoA-carboxylase inhibiting herbicides. Theor Appl. Genet. 104:1114-1120.



Délye, C.; Matéjicek, A. and Gasquez, J. 2002b. PCR-based detection of resistance to acetyl-CoA carboxylase-inhibiting herbicides in black grass (Alopecurus myosuroydes Huds) and ryegrass (Lolium rigidum Gaud). Pest Manag. Sci. 58:474-478.

Délye, C.; Zhang X-Q.; Chalopin, C.; Michel, S. and Powles, S. B. 2003. An isoleucine residue whitin the carboxyl-transferase domain of multidomain acetyl-CoA carboxylase is a major determinant of sensitivity to aryloxyphenoxypropionate but not to cyclohexanodione inhibitors. Plant Physiolo. 132:1716-1723.

Délye, C.; Xiao-Qi, Z.; Séverine, M.; Matéjicek, A. and Poxles, S. B. 2005. Molecular bases for sensitivity to acetyl-coenzyme A carboxylase inhibitors in black-grass. Plant Physiol. 137:794-806.

Harwood, J. L. 1988. Fatty acid metabolism. Annual Rev. Plant Physiol. 39:101-138.

Heap, I. M. 1997. The occurrence of herbicide-resistant weeds worldwide. Pesticide Science, 51:235-243.

Murray, B. G.; Brûlé-Babel, A. L. and Morrison, I. N. 1996. Two distinct alleles encode for acetyl-CoA carboxylase inhibitor resistance in wild oat (Avena fatua). Weed Sci. 44:476-481.

Rendina, A. R.;Craig-Kennard, A. C.;Beaudoin, J. D. and Breen, M. K. 1990. Inhibition of acetyl-coenzyme A carboxylase by tow classes of grass-selective herbicides. J. Agric. Food Chem. 38:1282-1287.

Tafoya, R. A. 2004. Resistencia a herbicidas de dos poblaciones de Avena fatua L. del Valle de Mexicali. XXV Congreso Nacional de la Ciencia de la Maleza. Universidad Autónoma de Guadalajara, México.


IDENTIFICACIÓN DE GENOTIPOS SOBRESALIENTES DE TRIGO EN EL VALLE DE TOLUCA, MÉXICO*

IDENTIFICATION OF OUTSTANDING WHEAT GENOTYPES IN THE TOLUCA VALLEY, MEXICO

Artemio Balbuena Melgarejo1§, Andrés González Huerta1, Enrique Rosales Robles2, Aurelio Domínguez López1, Omar Franco Mora1 y Delfi na de Jesús Pérez López1

1Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Fitomejoramiento, UAEM. El Cerrillo Piedras Blancas, Estado de México. Apartado Postal 435. Toluca, Estado de México. 2Campo Experimental Río Bravo INIFAP. §Autor para correspondencia ([email protected])

RESUMEN

La identificación de genotipos sobresalientes de trigo (Triticum aestivum L.) con base en rendimiento de grano es una estrategia importante en el mejoramiento genético y en la generación de tecnología. En este estudio se evaluaron 20 genotipos del Centro Internacional de Mejoramiento del Maíz y Trigo (CIMMYT), para identifi car los sobresalientes en rendimiento de grano y componentes del rendimiento. El material genético fue evaluado en cuatro ambientes (dos localidades, en siembra con y sin riego) del Valle de Toluca, Estado de México, en un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones por ambiente. Los resultados indicaron que hubo diferencias (p≤0.01) para todas las variables entre ambientes (A) y entre genotipos (G). La interacción G x A fue signifi cativa (p≤0.01) en días a fl oración (DAF), altura de planta (AP), peso de 1 000 granos (PMG), peso hectolítrico del grano (PHG) y rendimiento de grano (RGH). El análisis genotipo x variable mostró que los componentes principales 1 (31.3%) y 2 (23.9%) explicaron 55.3% de la variación total de las variables originales; espigas m-2 (EMC), DAF, PMG, longitud de la espiga (LE), espiguillas por espiga (EE) y RGH explicaron la mayor variabilidad. Los genotipos identifi cados como 3, 7, 18, 8, 17, 12, 4, y 2, tuvieron los mayores rendimientos de grano (2 533, 2 465, 2 422, 2 389, 2 287, 2 284, 2 253, 2 113 kg ha-1) y también sobresalieron en LE, EE y PHG, por lo que se recomienda su utilización en siembras de temporal en el área de estudio.

Palabras clave: Triticum aestivum L., análisis genotipo x variable, componentes del rendimiento, rendimiento, Valles Altos del Estado de México.

ABSTRACT

Outstanding wheat (Triticum aestivum L.) genotypes selection based on grain yield is, and will continue to be, an important strategy in crop breeding and crop production technology. In this study 20 genotypes from International Maize and Wheat Improvement Center were evaluated to identify the most outstanding ones on grain yield and yield components. These genotypes were evaluated in four environments resulting from two locations each one cultivated with and no irrigation, at Toluca Valley, Mexico. The experimental design was a randomized complete block design with three replications. Results indicated highly signifi cant (p≤0.01) differences in all evaluated variables among environments (A) and genotypes (G). A highly signifi cant interaction AxG was detected in days to fl owering (DAF), plant height (AP), weight of 1 000 grains (PMG), grain hectolitric weight (PHG) and grain yield (RGH). Statistical analysis showed that principal components 1 (31.3%) and 2 (23.9%) explained 55.2% of total variation of original variables; spikes per square meter (EMC), DAF,




Artemio Balbuena Melgarejo et al.

PMG; spike length (LE), spikelets per spike (EE) and RGH explained most of observed variability. Outstanding genotypes were those identifi ed as 3, 7, 18, 8, 17, 12, 4 and 2, that resulted in highest RGH (2 533, 2 465, 2 422, 2 389, 2 287, 2 284, 2 253, 2 113 kg ha-1, respectively) and also showed high values on LE, EE y PHG. As a result of this research, these genotypes are recommended for rainfed condition in this study area.

Key words: Triticum aestivum L., analysis per variable, grain yield, grain yield components, Mexican Estate highlands.

El aumento en el rendimiento de trigo (Triticum aestivum L.) hasta el año 2000 fue muy efi ciente y se estima que 50% de éste se debió a mejoramiento genético y el otro 50% a una mayor utilización de fertilizantes y plaguicidas. El estudio de los componentes del rendimiento y de los factores que en ellos infl uyen fue muy importante, pero los componentes del rendimiento podrían estar correlacionados negativamente, como en granos por m-2, peso de granos, plantas m-2, espigas por planta, espiguillas por espiga y granos por espiguillas. Por otra parte, aumentar el número de granos podría aumentar el rendimiento, pero este componente es de poco valor en términos prácticos, ya que se genera desde la siembra hasta un poco antes de la fl oración y es compleja más que el rendimiento mismo (presenta interacción G x A y baja heredabilidad). Es por esto que la identifi cación de genotipos sobresalientes de trigo con base en rendimiento de grano, aun en ambientes heterogéneos, ha sido, y es una estrategia importante en el mejoramiento genético y en la generación de tecnología (Slafer y Calderini, 2003; Hewstone, 2003). El estudio de la interrelación entre el rendimiento de grano y sus componentes del rendimiento podría determinarse a partir de la técnica multivariada exploratoria conocida como análisis genotipo x variable (Sánchez, 1995), que emplea dos componentes principales para determinar visualmente si existen patrones entre los genotipos como resultado de los valores de las variables, que variables separan a los grupos de genotipos defi nidos y que relación existe entre esas variables. Los objetivos del presente estudio fueron identifi car genotipos sobresalientes de trigo con base en rendimiento de grano y componentes del rendimiento y determinar la interrelación entre los genotipos y las variables evaluadas.

Este trabajo se realizó en dos localidades del Estado de México: El Cerrillo Piedras Blancas y San Francisco Atizapán. Los 20 genotipos proporcionados por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)

fueron evaluados con y sin riego en un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones por ambiente. La parcela experimental fue de 6.4 m2, y la unidad experimental útil (UEU) de 4.8 m2. Los experimentos se establecieron el 5 de diciembre de 2003. Se aplicó el tratamiento de fertilización 75N-30P-00K y se usó una sembradora de granos pequeños marca Wintersterger. El control de maleza se realizó con bromoximil y tiamethuron -metil, en dosis de 1.5 L ha-1 y 25 g ha -1 respectivamente. Las espigas de la UEU fueron secadas y trilladas con una máquina estacionaria marca Pullman. Las variables registradas en la UEU fueron emergencia de plántula (PE), días a fl oración (DAF), altura de planta (AP, en cm), espiguillas por espiga (EE), peso de 1 000 granos (PMG, en g), longitud de espiga (LE, en cm), número de espigas m-2 (EMC), peso hectolítrico del grano (PHG, en kg hl-1) y rendimiento de grano (RGH, en t ha -1). Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza, a la comparación de medias entre genotipos con la prueba de la diferencia mínima signifi cativa al nivel de signifi cancia de 1% (Gomez y Gomez, 1984) y al análisis de componentes principales con la técnica genotipo x variable (Sánchez, 1995).

Los resultados del análisis de varianza combinado (Cuadro 1) indicaron que hubo diferencias (p≤0.01) entre El Cerrillo y San Francisco y que la siembra con y sin riego también contribuyó a la heterogeneidad entre ambientes; ambas localidades se diferencian principalmente en tipo de suelo y en precipitación pluvial. En El Cerrillo predominan los suelos vertisol y precipitación de 780 mm, mientras que en San Francisco predominan los suelos andosol y precipitación de 980 mm (García, 1988). Villaseñor y Espitia (2000) señalaron que en las áreas de cultivo de trigo de temporal en México, la variabilidad causada por las diferencias entre sitios y años es de gran magnitud.

Las diferencias en rendimiento de grano y componentes del rendimiento de los genotipos se atribuyen a su origen geográfico y genético diferente (Cuadro 2). La IGA signifi cativa que se detectó en fl oración, altura de planta, peso de 1 000 granos, peso hectolítrico del grano y rendimiento de grano indica que el comportamiento de los genotipos a través de los ambientes fue diferente, y podría enmascarar la identifi cación de genotipos sobresalientes. Rodríguez-Pérez et al. (2005) señalaron que la IGA causa confusión en la estimación de parámetros genéticos, reduce la respuesta a la selección y difi culta la identifi cación de genotipos superiores y la generación de tecnología apropiada, pero también es útil para identifi car genotipos con adaptación específi ca de alto rendimiento.

Identifi cación de genotipos sobresalientes de trigo en el Valle de Toluca, México 259

FV G. L. PE DAF AP EMC EE LE PMG PHG RGH

Ambientes (A) 3 358.8** 1944.0** 50247.3** 239908.0** 60.72** 80.56** 1558.9** 288.28** 818.37** Rep/A 8 30.1 7.7 82.1 1373.3 0.50 0.75 9.4 10.33 3.85 Genotipos (G) 19 74.6** 108.2** 343.7** 8071.1** 3.62** 3.90** 151.8** 35.30** 21.77** GxA 57 7.5ns 5.4** 35.0** 2045.4ns 0.64ns 0.54ns 19.9** 15.55** 8.41** Error 152 7.6 1.6 16.9 1873.7 0.48 0.46 8.7 3.38 2.78 Media 91.3 148.6 79.2 227.9 7.64 7.25 32.1 72.23 1935.5 C V (%) 3.0 0.9 5.2 18.9 9.1 9.4 9.2 2.55 27.2

Cuadro 1.Fuente de variación (FV), grados de libertad (GL), cuadrados medios del análisis de varianza combinado y coefi ciente de variación (CV) en 20 genotipos de trigo evaluados en cuatro ambientes del Valle de Toluca, Estado de México.

PE= emergencia de plántula (%); DAF= fl oración (días); AP= altura de planta (cm); EMC= espigas por metro cuadrado; EE= espiguillas por espiga; LE= longitud de espiga (cm); PMG= peso de mil granos (g); PHG= peso hectolítrico del grano (kg hl-1); RGH= rendimiento de grano (t ha-1); Ns= no signifi cativo; *,**= signifi cativos a p≤0.05 y 0.01, respectivamente.

Genotipo Origen Rendimiento y componentes del rendimiento

PE DAF AP EMC EE LE PMG PHG RGH 1. TURKEY 13.R/SKAUZ 86.58 147.92 76.75 185.42 8.17 7.25 36.00 71.75 1643.5 2. PYN/SERI 94.00 147.83 85.08 224.58 8.42 8.17 32.08 70.75 2113.9 3. SAULESKU£43 87.67 148.25 81.25 245.92 7.50 7.25 33.00 73.58 2533.9 4. KS91WGRC11 91.17 148.83 85.33 252.83 7.75 7.67 32.00 73.42 2253.8 5. KS831374/OR300764 92.33 152.92 74.83 249.67 6.33 6.42 30.17 73.08 1713.2 6. TAM200/HBB313E//2158 91.92 143.00 82.42 248.33 7.25 6.92 28.67 68.67 1987.0 7. KS91HW29/KSSB369 95.00 147.58 71.83 227.17 7.83 7.33 29.67 72.83 2465.6 8. KS90HW53/90 IWWSN 88 93.83 147.33 76.33 225.00 8.58 8.33 30.67 74.25 2389.0 9. COLTER/2180 93.75 149.58 76.25 247.67 7.08 6.17 31.00 69.50 1810.8 10. TX87V1534/TX84V1317 92.92 147.83 82.67 220.58 8.25 7.92 29.83 70.75 1709.3 11. U1254.1.5.2.1/TX81V6582 91.08 148.67 80.83 245.50 7.25 7.00 34.17 71.42 1993.6 12. BURBOT 87.50 143.42 70.08 229.58 8.00 6.92 28.25 73.50 2284.8 13. 2174 89.00 149.25 81.00 191.75 8.00 7.83 36.75 72.67 1724.3 14. MILLENNIUM-DAWN 93.33 150.58 75.33 239.75 7.83 6.50 29.58 71.75 1631.4 15. OK91P648.41 91.42 152.58 84.08 252.00 7.42 6.92 30.17 74.25 1991.9 16. OK93P656.RMH3299 92.17 155.25 68.67 234.08 8.08 7.08 30.17 72.17 1550.6 17. OK98G507W 93.42 145.25 79.67 212.75 7.42 7.75 32.42 75.08 2287.5 18.U1254.4.7.2/3/TX81V6603//SXL/AU 93.17 146.83 80.42 258.92 7.42 7.42 31.92 73.33 2422.0 19.4THIWWSN57TURKEY/TURKEY13R 89.08 148.67 84.67 159.25 7.25 7.00 43.92 69.67 877.8 20. COUGAR 88.50 151.83 88.08 208.17 7.00 7.33 31.67 72.33 1325.7 DMS (p=0.01) 2.94 1.37 4.38 46.09 0.73 0.72 3.15 1.95 561.6

Cuadro 2.Comparación de medias entre genotipos con la prueba de la diferencia mínima signifi cativa (DMS) promediando datos de tres repeticiones y cuatro ambientes del Valle de Toluca, Estado de México.

PE= emergencia de plántula (%); DAF= fl oración (días); AP= altura de planta (cm); EMC= espigas por metro cuadrado; EE= espiguillas por espiga; LE= longitud de espiga (cm); PMG= peso de 1000 granos (g); PHG= peso hectolítrico del grano (kg hL); RGH= rendimiento de grano (t ha-1).

El rendimiento de grano varió de 877 a 2 533 kg ha-1. Los genotipos identifi cados como 3, 7, 18, 8, 17, 12, 4 y 2 (2 533, 2 465, 2 422, 2 389, 2 287, 2 284, 2 253 y 2 113 kg ha-1, respectivamente) tuvieron rendimientos mayores que la media de los cuatro experimentos (1 935 kg ha-1) y fueron los más sobresalientes (Cuadro 2, Figura 1), por lo que podrían emplearse en siembra comercial o como material de partida en un programa nuevo de mejoramiento genético o generación de tecnología para el área de estudio. Villaseñor y

Espitia (2000) clasifi caron la producción de trigo de temporal en México en tres categorías: crítica, con rendimientos inferiores a 2 000 kg ha-1; regular, con rendimientos entre 2 000 y 4 000 kg ha-1; favorable, con producción superior a 4 000 kg ha-1. Rodríguez-Pérez et al. (2005), al considerar la clasifi cación anterior, propusieron cinco categorías: crítica, menos de 1 841 kg ha-1; regular 1, entre 2 089 y 2 991 kg ha-1; regular 2, de 3 134 a 4 338 kg ha-1; favorable, entre 4 715 y 6 173 kg ha-1; excelente, entre 7 097 y 7 823 kg ha-1. Con


Artemio Balbuena Melgarejo et al.

base en las propuestas de estos autores, los rendimientos observados en el presente estudio tendrían que considerarse en las categorías crítica y regular.

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

-1.25 -1.00 -0.75 -0.50 -0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

C om pone nte principal 1 (31.3 % )

Com

pone

nte

prin

cipa

l 2 (

24.0

%)

20

19 18

17

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10

9

8

7

6

5

43

2

1PM G

D AF EM C

RG HPH G

EE

LE

PE

AP

Figura 1. Biplot para rendimiento de grano (RGH) y componentes del rendimiento (PE, DAF, EMC, AP, PMG, PHG, LE y EE) en 20 genotipos de trigo evaluados en el Valle de Toluca, Estado de México. Análisis genotipo x variable.

En el Valle de Toluca, México se han registrado rendimientos de grano en trigo entre 1 500 y 3 800 kg ha-1: Balbuena et al. (2003) evaluaron 20 genotipos en Metepec e identifi caron ocho de éstos con rendimientos entre 3 000 y 3 800 kg ha-1, mientras que Balbuena et al. (2007) al evaluar 20 genotipos en el Cerrillo Piedras Blancas identifi caron seis de éstos con rendimientos entre 1 500 y 1 900 kg ha-1.

En el biplot de la Figura 1 se puede observar que los componentes principales 1 (31.3%) y 2 (24.0%) explicaron 55.3% de la suma de cuadrados total de las variables originales; el mayor porcentaje de esta variación se explicó por espigas m-2 (EMC), longitud de espiga (LE), espiguillas por espiga (EE), peso de 1 000 granos (PMG) y rendimiento (RGH). Este análisis también demuestra que los genotipos 2, 3, 4, 7, 8, 12, 17 y 18, con rendimientos de grano entre 2 113 y 2 533 kg ha-1, fueron los más sobresalientes; éstos también presentaron medias altas en LE, EE y peso hectolítrico del grano (PHG). Estos resultados sugieren que RGH puede ser considerado como el criterio más importante para la identifi cación de genotipos superiores y que el incremento en la producción podría lograrse con base en el rendimiento, con base en PHG, LE y EE o considerando un índice de selección construido con las cuatro variables. Grieve et al. (1992) observaron que el mayor rendimiento de grano en trigo estuvo determinado por un mayor número de espiguillas y de granos por espiga, y granos más pesados, pero que estos componentes del rendimiento también fueron afectados por factores ambientales.

Slafer y Calderini (2003) y Hewstone (2003) señalaron que el rendimiento de grano podría incrementarse al favorecer la expresión fenotípica de un mayor número de plantas m-2, de granos por espiguilla, de espiguillas por espiga, de espigas por planta y del peso de grano; también podría considerarse a granos m-2 y peso de granos. Sin embargo, es más práctico, fácil y confi able de medir el rendimiento de grano, debido a que éste es la resultante de todos los factores bióticos y abióticos que se presentan desde la siembra hasta la cosecha y, además, los componentes del rendimiento frecuentemente muestran correlaciones negativas, por lo que el rendimiento potencial de una variedad se logrará cuando no existan factores ambientales que limiten la máxima expresión de sus componentes del rendimiento.

En el Valle de Toluca, México fueron identifi cados ocho genotipos de trigo con rendimientos de grano entre 2 113 y 2 533 kg ha-1. La identifi cación de genotipos sobresalientes también podría hacerse con base en longitud de espiga, espiguillas por espiga y peso hectolítrico del grano. En la gráfi ca del biplot estas cuatro variables, junto con espigas m-2 y peso de 1 000 granos, explicaron el mayor porcentaje de la variación en las variables originales. Los genotipos identificados como 2, 3, 4, 7, 8, 12, 17 y 18 podrían emplearse en siembra comercial, como material de partida para un programa de mejoramiento genético o para generar tecnología.

LITERATURA CITADA

Balbuena, M. A.; Ginkel, M. V.; Franco, M. A. L.; González, H. A. y Salgado, S. M. L. 2003. Evaluación de veinte líneas avanzadas de trigo invernal en la modalidad riego-sequía (rendimiento y algunos componentes del grano, Primera Parte). Rev. Ciencias Agrícolas Informa 14:35-45.

Balbuena, M. A.; González, H. A.; Saldivar, I. P.; Franco, M. A. L. y Mejía, L. J. R. 2007. Rendimiento de grano y componentes del rendimiento en trigo bajo condiciones sequía-riego en el Valle de Toluca, México. Rev. Ciencias Agrícolas Informa 16:18-23.

García, E. 1988. Modifi caciones al sistema de clasifi cación climática de Köppen. Instituto Nacional de Geografía. Universidad Nacional Autónoma de México. México. 246 p.

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Identifi cación de genotipos sobresalientes de trigo en el Valle de Toluca, México 261

Grieve, C. M.; Lesch, S. M.; Francois, L. E. and Maas, E. V. 1992. Analysis of main-spike yield components in salt-stressed wheat. Crop Sci. 32:697-703.

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Rodríguez-Pérez, J. E.; Sahagún-Castellanos, J.; Villaseñor-Mir, H. E.; Molina-Galán, J. D. Martínez-Garza, A. 2005. La interacción genotipo x ambiente en la caracterización de áreas temporaleras de producción de trigo. Agrociencia 39:51-64.

Sánchez, G. J. J. 1995. El análisis biplot en clasifi cación. Rev. Fitotec. Mex. 18:188-203.

Slafer, G. A. y Calderini, D. F. 2003. Herramientas fi siológicas para el mejoramiento del rendimiento de trigo. In: Seminario Internacional sobre Estrategias y Metodologías Utilizadas en el Mejoramiento de Trigo: un Enfoque Multidisciplinario. M Mohan K, M Díaz A, M Castro (eds). CIMMYT-INIA. La Estanzuela, Uruguay. p. 13-24.

Villaseñor M., H. E. y Espitia R., E. 2000. Características de las áreas productivas de trigo de temporal: problemática y condiciones de producción. In: El trigo de temporal en México. Villaseñor M., H. E. y Espitia R., E. (eds). Dirección Agrícola. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Secretaría de Agricultura y Ganadería. México. p. 85-98. (Libro Técnico No. 1).


SAN ANTONIO 05, VARIEDAD DE GARBANZO FORRAJERO PARA LA REGIÓN CIÉNEGA DE CHAPALA, MÉXICO*

SAN ANTONIO 05, FORAGE CHICKPEA CULTIVAR FOR THE CIENEGA DE CHAPALA REGION, MEXICO

Leonardo Soltero Díaz1§, Enrique Andrade Arias2, Oscar Arath Grageda Cabrera3 y Julio Joaquín Pérez Valdez4

1Campo Experimental Centro-Altos de Jalisco, INIFAP. Apartado Postal 79. 47800 Ocotlán, Jalisco, México. 2Campo Experimental Bajío, INIFAP, hasta marzo de 1999. 3Campo Experimental Bajío, INIFAP. 4Campo Experimental Valle de Culiacán, INIFAP, hasta diciembre de 2007. §Autor para correspondencia: [email protected]



ABSTRACT

‘San Antonio 05’ was developed at the Bajio Experimental Station of INIFAP, Mexico and evaluated during four years during the fall-winter cycle in six environments of three counties in the region Cienega de Chapala, Jalisco (La Barca, Atotonilco El Alto and Jamay), where it was grown under residual moisture and irrigated production systems. Tests for root-rot resistance were conducted at Valle de Culiacan Experimental Station in Sinaloa and at Atotonilco El Alto, Jalisco. Results indicated that San Antonio 05 is resistant to root-rots and its yield average in all conducted trials was 2.04 t ha-1 for grain and 2.31 for straw, being superior to the commercial check ‘Lerma’ by 490 kg (31.6%).

En el estado de Jalisco se produce el 75% del garbanzo forrajero (Cicer arietinum L.) de México. Durante el período 1994-2003 se sembraron en promedio 24 351 ha por año en el ciclo otoño-invierno; de las cuales, 91% correspondió a siembras de humedad residual y el resto bajo condiciones de riego, con rendimiento promedio de forraje de 2.1 y 2.7 t ha-1, respectivamente (SAGARPA, 2003). En Jalisco, el garbanzo forrajero tiene una gran demanda como alimento molido para ganado (planta y grano) por su alto contenido de proteína; además, su uso permite reducir la compra de alimentos balanceados de alto costo.

En la región Ciénega de Chapala, Jalisco, que comprende 15 municipios y conforman el Distrito de Desarrollo Rural

06 de La Barca, la superfi cie que se sembró con garbanzo en el periodo 1999-2005 varió de 6 073 a 13 058 ha, por año con promedio de 9 607 ha, que representa 39.5% de la superfi cie en el estado. El rendimiento es 33 y 19% superior al promedio estatal, en condiciones de humedad residual y riego, respectivamente (SAGARPA, 2005). El uso de nuevas variedades mejoradas tolerantes a la enfermedad la “rabia” (Fusarium oxysporum Schlecht. sp ciceri), como la variedad de garbanzo forrajero Lerma (Soltero y Andrade, 2001), es un factor muy importante para obtener buenos rendimientos.

La sequía recurrente que se presenta en esta región de la cuenca Lerma-Chapala limita la disponibilidad de agua para riego, por ello los productores requieren de cultivos de baja demanda de agua como el garbanzo, ya que produce alto rendimiento con 50% o menos del volumen de agua que requiere el trigo. La disponibilidad de variedades de garbanzo aptas para riego y de porte erecto, que permitan mecanizar la cosecha ha sido una de las principales demandas de los productores, en virtud de que la cosecha manual hace prácticamente incosteable el cultivo.

El tipo de crecimiento erecto de la variedad San Antonio 05 es una característica que no tiene ninguna otra variedad de garbanzo forrajero en la región, lo cual podría permitir la cosecha mecánica y con ello reducir hasta en 50% el costo


Leonardo Soltero Díaz et al.

de producción. La variedad San Antonio 05 fue desarrollada en el Campo Experimental Bajío. En la Ciénega de Chapala, Jalisco, fue evaluada y comparada con variedades de esta región y con materiales experimentales del Instituto Internacional para la Investigación de Cultivos de los Trópicos Semi-Áridos (ICRISAT), clasifi cándose como una de las más sobresalientes.

Esta variedad tuvo amplia aceptación entre los agricultores en las parcelas de validación por el alto potencial de rendimiento, porte erecto de planta que permite mecanizar la cosecha y tolerancia a la “rabia”, una de las enfermedades más importantes del garbanzo en México (Pérez, 2004) y el mundo (De Miguel, 1991). En la evaluación para resistencia a enfermedades realizada en el Campo Experimental Valle de Culiacán, San Antonio 05 mostró tolerancia en un lote altamente infestado de “rabia” y otras especies de hongos causantes de pudriciones de raíz.

En el ciclo otoño-invierno 1990-1991 se efectuó la cruza que dio origen a la variedad San Antonio 05 en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ). El proceso de formación de líneas con las características deseadas se realizó en el período de 1991 a 1996 y de 1996 a 2000 los ensayos de evaluación se desarrollaron en el mismo Campo Experimental. De 2002 a 2006 se continuaron los ensayos y se establecieron parcelas de validación en la región Ciénega de Chapala, Jalisco. San Antonio 05 se obtuvo por el método genotécnico de pedigrí a partir de la cruza ICCV 88 202 x ICC 4958, se realizaron selecciones individuales en F2 y F3 y selección masal de F4 a F5.

El progenitor femenino es una línea de garbanzo de ciclo precoz con alto rendimiento de grano y alto índice de cosecha, grano color amarillo (GRDC-Agriculture Western Australia, 1998; Gaur, P.; ICRISAT, comun. pers., 2005); el progenitor masculino es una línea de ciclo precoz, resistente a sequía y generalmente produce una semilla por vaina, la cual es color café (Saxena et al., 1993). Ambos progenitores provienen del ICRISAT.

Con base en la guía técnica para la descripción varietal de garbanzo (Cicer arietinum L.) propuesta por el SNICS (2001), San Antonio 05 produce una planta de altura media, con ramas de 40 a 45 cm, porte erecto, con intensidad de ramifi cación fuerte, el tallo tierno es de color verde y paulatinamente cambia a verde-rojizo por la presencia de antocianinas conforme avanza a la madurez. El follaje es de coloración verde oscuro y hoja compuesta con foliolos

pequeños. La fl or presenta el estandarte color rosa y alas moradas. La semilla es color café con forma redonda angular y rugosidad muy pronunciada. La floración ocurre en promedio a los 53 días y la madurez fi siológica en promedio a los 125 días, por lo que se considera de ciclo intermedio. El contenido de proteína cruda en la semilla es 21.80% y de grasa cruda de 4.10% y en la paja de 3.76% y 1.40%, respectivamente, lo que representa un alto valor nutritivo como forraje.

La variedad San Antonio 05 se evaluó durante cuatro años en el ciclo otoño-invierno en seis ambientes de tres municipios de la región Ciénega de Chapala, Jalisco (La Barca, Atotonilco El Alto y Jamay) en los sistemas de producción de riego y humedad residual. Se realizaron pruebas para tolerancia a la rabia en terrenos del Campo Experimental Valle de Culiacán y en Atotonilco El Alto, Jalisco.

Los resultados indicaron que la variedad San Antonio 05 se mantuvo entre las más sobresalientes en tolerancia a esta enfermedad en los distintos ambientes y años en que se evaluó. En las evaluaciones realizadas San Antonio 05 produjo en promedio de 2.04 t ha-1 de grano y 2.31 de paja, logrando superar con 490 kg (31.6%) el promedio de rendimiento de la variedad testigo Lerma que produjo 1.55 y 2.36 t ha-1 de grano y paja, respectivamente (Soltero et al., 2007). En el análisis de parámetros de estabilidad propuesto por Eberhart y Russell (1966), Ortega y Magaña (1992), San Antonio 05 tuvo un coefi ciente de regresión de 1.37, el cual indica que esta variedad tiene mejor respuesta en rendimiento de grano al mejorar la condición ambiental.

Fue registrada en el Servicio Nacional de Inspección y Certifi cación de Semillas (SNICS) con el número 1913-GRZ-010-050307/C. La variedad San Antonio 05 muestra excelente adaptación en la región Ciénega de Chapala en los Estados de Jalisco y Michoacán con clima subtropical subhúmedo semicálido, en condiciones de riego y humedad residual.

La superfi cie sembrada con garbanzo forrajero por ambos estados en esta región fl uctúa alrededor de las 12 000 ha-1 y seguramente se adapta bien en las diferentes regiones productoras de Jalisco, Michoacán y Guanajuato que tienen un clima similar al mencionado. Considerando que el garbanzo es una planta autógama, durante el proceso de producción de semilla de San Antonio 05, la conservación de la identidad de la variedad debe ser en lotes aislados. En caso necesario hacer desmezcles de plantas fuera de tipo.

San Antonio 05, variedad de garbanzo forrajero para la región ciénega de chapala, México 265

Generalmente, la producción de semilla para siembra en la región es realizada por lo propios productores ya que no hay compañías productoras de semilla interesadas en este cultivo. La semilla original se conserva en el Campo Experimental Altos de Jalisco.

LITERATURA CITADA

De Miguel, G. E. 1991. El garbanzo: una alternativa para el secano. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. p. 85-98.

Eberhart, S. A. and Russell, W. A. 1966. Stability parameters in comparing varieties. Crop Sci. 6:36-40.

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Ortega, A. J. y Magaña, T. O. S. 1992. Parámetros de estabilidad en base al modelo propuesto Eberhart y Russell. Campo Experimental Valle de México, Centro de Investigación Regional Centro (CIRCE), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Programa de software.

Pérez, V. J. J. 2004. Incidencia y distribución de los patógenos integrantes de la “rabia” del garbanzo en el estado de Sinaloa. In: Aportaciones a los sectores agrícola, pecuario y forestal. Campo Experimental Valle de Culiacán, Centro de Investigación Regional Noroeste (CIRNO), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Culiacán, Sinaloa, México. p. 20. (Publicación Especial No. 5).

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pÉrdida de suelo, agua y nutrientes en un acrisol bajo diferentes sistemas agrÍcolas en...

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