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 1 Campo 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]

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 fitoplasmas. 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 fitoplasmas 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 * Recibido: Enero de 2006 Aceptado: Marzo de 2007

en todos los sitios, mostró la mayor asociación (52%) con fitoplasmas de acuerdo a los resultados obtenidos en las PCR-Secuenciales. El fitoplasma 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 fitoplasmas, 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

142 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 field. 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 sunflower 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., Helianthus 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 superficie 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 fitosanitaria de la semilla y se constituye como fuente de inóculo primario de enfermedades, principalmente las de origen viral y las ocasionadas por fitoplasmas 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 fitoplasmas que causan enfermedades de importancia 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

Isidro Humberto Almeyda-León et al.

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 detectaron 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 nacional; 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 Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y el CESV de Coahuila, se detectó la presencia de diversas 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 cockerelli (Sulc), anteriormente Paratrioza cockerelli, es un insecto altamente migrante que causa daño a la papa al alimentarse 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 fitoplasmas. 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 positivo a un fitoplasma 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 fitoplasma, 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 detección del fitoplasma 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

En lo que respecta a las plantas hospederas de B. cockerelli, se reporta que ataca principalmente a la familia Solanaceae. 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 fitoplasmas 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 dificulta 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 fitoplasma 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 identificar 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 Coahuila y Nuevo León, determinaron que son dos los fitoplasmas 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 fitoplasmas, 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

143

L.). Garzón et al. (2004), reportan a B. cockerelli, como un vector de los fitoplasmas 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 incrementan 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 desfavorablemente 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 consideró 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 fitoplasmas 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 climatológicas y a los ambientes agroecológicos para el cultivo de la papa. Los muestreos se realizaron durante el tiempo señalado anteriormente con la finalidad de capturar a los insectos dentro y fuera del ciclo de cultivo. Para la captura de insectos se colocaron trampas amarillas (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 colocaron en frascos de plástico con alcohol al 70% y se trasladaron al laboratorio del Campo Experimental de Saltillo perteneciente al Centro de Investigación Regional Noreste del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), para su identificación. Posteriormente con la ayuda del microscopio de disección se separaron y clasificaron por ordenes, familia, género y especie.

144 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Detección de fitoplasmas. 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 amplificación los iniciadores P1/P7 (Smart et al., 1996) y en el segundo ciclo de amplificación 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 amplificación se hicieron diluciones 2:40 del primer ciclo de amplificaciones 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 final 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 polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP´s). Con la finalidad de establecer la identidad de los fitoplasmas detectados en papa, insectos y maleza, se realizó el análisis del polimorfismo en la longitud de los fragmentos restricción (RFLP´s), para tal efecto, los fragmentos amplificados 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 fitoplamas. En las PCR´s secuenciales, se obtuvo la amplificación de fragmentos de un tamaño molecular aproximado de 1.45 Kb a partir del Ácido desoxirribonucleico (ADN) genómico de papa mostrenca con síntoma típico de infección por punta morada, insectos y maleza. No se obtuvo amplificación a partir del ADN

Isidro Humberto Almeyda-León et al.

genómico de papa sana desarrollada a partir de minitubérculo y bajo condiciones de invernadero la cual fue usada como testigo negativo (Figura 1). Estos resultados confirman la presencia de fitoplasmas en papa mostrenca, insectos y maleza colectada en los 6 sitios de muestreo y confirman su asociación con el síndrome de punta morada. M 1500

600

100

1

2

3

4

5

6

7

8

M 1500 pb

600

100

Figura 1. Fragmentos amplificados por PCR secuencial usando en un primer ciclo de amplificación 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 amplificados por PCR. Al digerir con la endonucleasa AluI a los fragmentos de 1.45 Kb amplificados en las PCR´s secuenciales, se observaron dos perfiles de restricción (Figura 2). Los dos perfiles observados corresponden a los fitoplasmas 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 perfiles se observan tanto en las plantas de papa como en los insectos y en la maleza, lo cual confirma que se detectaron a los fitoplasmas 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 fitoplasmas tanto en plantas como en insectos. Dinámica poblacional y presencia de fitoplasmas 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

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

M 600 pb

1

2

3

4

5

6

7

8

M 600 pb

300

300

100

100

Figura 2. Perfil 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 figuras, 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 científico 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.

145

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 fitoplasma desde la primera semana de

Figura 4. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en E. Zapata, Coahuila.

Figura 5. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en Huachichil, Coahuila.

146 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Isidro Humberto Almeyda-León et al.

mayo; en la primera semana de junio además de B. cockerelli, H. texana también fue positiva al fitoplasma. En la primera semana de julio las poblaciones de B. cockerelli de nuevo fueron positivas al fitoplasma 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 fitoplasma en insectos, papa y maleza, la cual fue determinada mediante las pruebas de PCR-secuencial. En los insectos la asociación con fitoplasmas ocurre desde la primera quincena de mayo hasta la segunda quincena de agosto. El psílido B. cockerelii

Figura 8. Incidencia poblacional de vectores de la punta morada de la papa en Raíces, Nuevo León. presenta el mayor porcentaje de asociación con fitoplasmas en todos los predios muestreados. El psílido H. texana, se detectó positivo a fitoplasma solamente en las poblaciones colectadas en la primera quincena de junio en el predio el Tunal, Coahuila.

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

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 fitoplasmas 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 fitoplasmas. En las plantas mostrencas de papa, el fitoplasma 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 fitoplasmas se detectó en el girasol o polocote (Helianthus annuus L.) (Compositae) y en la correhuela (Convolvulus arvensis L.) (Convolvulaceae) (Figura 9).

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

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

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

147

Figura 9. Incidencia del fitoplasma por insecto, localidad, cultivo y hospedero. al. (2004) y Hernández-García et al. (2006), lo que pone de manifiesto 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 fitoplasmas 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 fitoplasma 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, fitoplasmas 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

148 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

de toxinas o si también un patógeno esta involucrado. La evidencia de que B. cockerelli puede trasmitir fitoplasmas fue demostrada por Salas et al. (2006), aunque con menor eficiencia 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 fitoplasmas 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 fitoplasmas.

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 fitoplasma. Bactericera cockerelli es el insecto con mayor porcentaje de asociación con los fitoplasmas que infectan la papa. Las chicharritas de los géneros Empoasca spp. y Aceratagallia spp. fueron positivas a los fitoplasmas que infectan a la papa. En el Helianthus annuus, Convolvulus arvensis, y Solanum tuberosum (papa mostrenca), se detectó la presencia de los fitoplasmas que infectan a la papa. Los fitoplasmas detectados en papa, insectos y plantas hospederas, pertenecen a los grupos I y II de fitoplasmas.

LITERATURA CITADA Abernathy, R. L. 1991. Investigation into the nature of the potato psyllid toxin. M. S. thesis, Colorado State University, Fort Collins, CO. 87 p. Almeyda, L. I. H.; Sánchez S., J. A.; Garzón, T. J. A.; Zavala, Q. T y Rubio, C. O. 2002a. Detección molecular del agente etiológico de la punta morada de la papa. In: CONPAPA (eds.). Memoria del XI Congreso Nacional de Productores de Papa. p. 5257. Almeyda, L. I. H.; Sánchez S, J. A.; Rubio, C. O.; Ramos, V. O. y Rocha P, M. A. 2002b. Detección molecular

Isidro Humberto Almeyda-León et al.

de fitoplasmas en insectos y maleza asociados al cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.). In: Fuentes D., G. (ed.). Memorias del XXIX Congreso Internacional de la Sociedad Mexicana de Fitopatología. Resúmen F-141. Almeyda, L. I. H.; Sánchez, S. J. A; y Garzón, T. J. A. 2004. Detección molecular de fitoplasmas en papa. In: Flores, O. A.; Gallegos, M. G. y García, M. O. (eds.). Memorias de Simposio Punta Morada de la Papa. p. 4-14 Becerra, F. A. 1989. Biología de Paratrioza cockerelli y su relación con la enfermedad “permanente del jitomate” en el Bajío. Tesis Químico Agrícola. Universidad Autónoma de Querétaro. 30 p. Beres, M.; Zavala, S. M.; Ríos, B. M.; Marín, J. A.; Rocha, R y Leal, K. D. 1998. Etiología y ecología del agente causal de los síndromes bola de hilo y punta morada de la papa en México. Segundo Simposium Internacional de Papa. Toluca, Estado de México. p. 1-3. Binkley, A. M. 1929. Transmission studies with the new psyllid yellows disease of solanaceus plants. Science (Wash., D.C.) 70:615. Blomquist, C. L. and Kirkpatrick, B. C. 2002. Frequency and seasonal distribution of pear psylla infected with the pear decline phytoplasma in California pear orchards. Phytopathology 92:1218-1226. Carraro, L.; Osler, R.; Loi, N.; Ermacorea, P. and Refatti, E. 1998. Transmission of European stone fruit yellows phytoplasma by Cacopsylla pruni. Journal Plant Pathology 80:233-239. Carter, R. D. 1950. Toxicity of Paratrioza cockerelli (Sulc) to certain solanaceaus plants. Ph. D. dissertation, University of California, Berkeley, C.A. Crosslin, J. M.; Munyaneza, j. E.; Jensen, a. S. and Hamm, P. B. 2005. Association of beet leafhopper (Hemiptera: Cicadellidae) with a clover proliferation group phytoplasma in Columbia Basin of Washington and Oregon. Journal of Economic Entomology 98:279-283. Cranshaw, W. S. 1989. The potato-tomato psyllid as a vegetable insect pest. Proc. 18 th Ann. Crio Prot. Inst. Colorado State University p. 69-76. Cranshaw, W. S. 2002. Manejo del psílido de la papa-tomate el cultivo de la papa. Memorias del XI Congreso Nacional de Productores de Papa. Septiembre 26-28, 2002. León, Guanajuato, México. p. 46-51. Davies, D. L.; guise, C. M.; Clark, M. F and Adams, A. N. 1992. Parry´s disease of pears is similar to pear

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

decline and is associated with mycolasma-like organisms transmitted by Cacopsylla pyricola. Plant Pathology 41:195-203. Delgadillo S., F. 1999. Alteraciones histológicas causadas por fitoplasmas asociados al “permanente del jitomate” en Guanajuato. XXVI Congreso Nacional de Fitopatología. 320 p. Eyer, J. R. and Crawford, R. F. 1933. Observations on the feeding habits of the patato psyllid (Paratrioza cockerelli Sul.) and the pathological history of the “psyllid yellows” which it produces. Journal of Economic Entomology 26:846-850. Eyer, J. R. 1937. Physiology of psyllid yellows of potatoes. Journal of Economic Entomology 30:981-898. Eyer, J. R., and Miller, M. 1938. A study of the pathological anatomy of psyllid yellows with special references to similar changes in sugar beets affected with curly top. Phytopathology 28:669. Flores, O. A.; Alemán, N. I. A.; y Notario, Z. M. I. 2004. Alternativas para el manejo de la punta morada de la papa. In: Flores, O. A.; Gallegos, M., G. y García, M., O. (eds.). Memorias de Simposio Punta Morada de la Papa p.40-63. García, R., J. y Rodríguez, R. 1998. Transmisión y control de la enfermedad punta morada de la papa. Memoria en Segundo Simposium Internacional de Papa. Toluca, Estado de México. 135 p. Garzón, T. J. A. 1986. Determinación del insecto vector de la enfermedad del tipo viral “permanente del jitomate” en la región del Bajío. XIII Congreso Nacional de Fitopatología. 30 p. Garzón, T. J. A.; Bujanos, M. R.; Velarde, F. S.; Marín, J. A.; Parga, T. V. M.; Aviles, G. M. C.; Almeyda l. I. H.; Sánchez, S. J. A.; Martínez, C. J. L. y Garzón, C., J. A. 2004. Bactericera (Paratrioza) cockerelli Sulc, vector de fitoplasmas en México In: Flores, O., A., Gallegos, M., G. y García, M., O. (eds.). Memorias de Simposio Punta Morada de la Papa. p. 64-83. González, E., A, y Fernández, R., J. 1998. Estudios para el establecimiento del manejo integrado de insectos vectores en el cultivo de papa en Coahuila y Nuevo León. Memoria en Segundo Simposium Internacional de Papa. Toluca, Estado de México. 135 p. Gundersen, D. E., and Lee, I. M. 1996. Ultrasensitive detection of phytoplasmas by nested-PCR assays using two universal primer pairs. Phytopathologia Mediterránea 35:144-151.

149

Hernández-García, V.; Sánchez-Arizpe, A.; Frías-Treviño, G. A. y Padrón Corral, E. 2006. Factores bióticos y su reacción con el síndrome de punta morada de la papa. In: Memoria de XXII Congreso de la Asociación Latinoamericana de la Papa. Toluca, Estado de México. p. C-17. Lee, I.-M.; Gundersen-Rindal, D. E., and Bertaccini, A. 1998. Phytoplasma. Ecology and genomic diversity. Phytopathology 88:1359-1366. Lee, I.-M.; Bottner, K. D.; Munyaneza, J. E.; Secor, G. A. and Gudmestad, N. C. 2004. Clover proliferation group (16SrVI) subgroup A (16SrVI-A) phytoplasma is a probable causal agent of potato purple top disease in Washington and Oregon. Plant Disease 88:429. Lee, I.-M.; Bottner, K. D., Secor, G. A. and Rivera-Varas, V. 2006. “Candidatus phytoplasma americanum”, a phytoplasma associated with potato purple top disease complex. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 56:1593-1597. Liu, D. and Trumble, J. T. 2004. Tomato psyllid behavioral responses to tomato plant lines and interactions of plant lines with insecticides. Journal of Economic Entomology 97:1078-1085. Liu, D.; Trumble, J. T. and Stouthamer, R. 2006. Genetic differentation between eastern populations and recent introductions of potato psyllid (Bactericera cockerelli) into western North America. Entomological Experimental Application 118:177-183. Maramorosch, K. 1998. Potato purple top wilt. Segundo Simposium Internacional de Papa. Toluca, Estado de México. p. 13-15. Munyaneza, J. E. 2005. Purple top disease and beet leafhoper-transmitted virescence agent (BLTVA) phytoplasma in potatoes of the Pacific Northwest of the United States, p. 211-220. In: A. J. Haverkort and P. C. Struik (eds.), potato in progress: Science meets practice. Wageningen Academic Publishers, Wageningen. The Netherlands. Munyaneza, J. E. and Upton, J. E. 2005. Beet leafhopper (Memiptera: Cicadellidae) settling behavior, survival, and reproduction on selected host plants. Journal of Economic Entomology 98:1824-1830. Munyaneza, J. E.; Crosslin, J. M. and Upton, J. E. 2006. The beet leafhopper (Hemiptera: Cicadellidae) transmits the Columbia Basin potato purple top phytoplasma to potato, beets, and weeds. Juornal Economic Entomology 99:268-172. Munyaneza, J. E.; Crosslin, J. M. and Upton, J. E. 2007. Association of Bactericera cockerelli (Homoptera:

150 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Psyllidae) with “Zebra Chip” a new pottao disease in Southwestern United States and Mexico. Journal Economic 100:656-663. Pletsch, D. J. 1947. The potato psyllid Pratrioza cockerelli its biology and control. Montana Agrc. Expt. Stn. Bull. 446: 95. Ploaie, P. G. 1981. Plant diseases and vectors ecology and epidemiology. Maramorosch, K and Harris, K. F. (Eds.). Academic Press. New York, USA. 368 p. Purcell, M. F.; Balciunas, J. K. and Jones, P. 1997. Biology and host-range of Boreioglycaspis melaleucae (Hemiptera: Psyllidae), potential biological control agent for Melaleuca quinquenervia (Myrtaceae). Environmental Entomology 26:366-372. Salas-Marina, M. A.; Flores-Olivas, A.; Sánchez-Arizpe, O.; García-Martínez, O.; Almeyda-León, I. H y Garzón-Tiznado, J. A. 2006. Eficiencia de insectos vectores en la transmisión de fitoplasmas de la punta morada de la papa. In: Memoria de XXII Congreso de la Asociación Latinoamericana de la Papa. Toluca, Estado de México. p. 0-1. Salazar, L. F. 2006. Emerging and re-emerging potato disease in the Andes. Potato Research 49:43-47. Secor, G. A.; Lee, I.-M.; Bottner, K. D.; Rivera-Varas, V. and Gudmestad, N. C. 2006. First report of a defect

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

of processing potatoes in Texas and Nebraska associated with new phytoplasma. Plant Disease 90:377. Smart, C. D.; Schneider, B.; Bomquist, C. L.; Guerra, L. J.; Harrison, N. A.; Ahrens, U.; Lorenz, K.-H.; Seemüller, E., and Kirkpatrick, B. C. 1996. Phytoplasma-specific PCR primers based on sequences of the 16-23S rRNA spacer region. Applied and Environmental Microbiology 62:2988-2993. Tedeschi, R. and Alma, A. 2004. Transmission of apple proliferation phytoplasma by Cacopsylla melanoneura (Homoptera:Psyllidae). Journal of Economic Entomology 97:8-13. Wallis, R. L. 1955. Ecological studies on the potato psyllid as a pest of potatoes. USDA. Tech Bull. 1107 p. Washington, DC. Zavala-Quintana, T. E. y Cadena-Hinojosa, M. A. 1998. Punta morada de la papa. Resúmenes, tecnología de cultivo de papa. Confederación Nacional de Productores de Papa de la República Mexicana (CONPAPA), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Toluca Estado de México. p. 17-19.

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 151-158

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 Programa 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]

1

RESUMEN

ABSTRACT

El manejo físico del suelo implica optimizar, en la zona de las raíces de las plantas, las propiedades físicas, tales como: estructura, porosidad, infiltración, retención de agua, entre otras; que son importantes para el manejo sustentable del recurso e identificación 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, infiltración 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 definen el rendimiento de los tres cultivos bajo labranza de conservación.

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.

Palabras clave: estructura del suelo, rendimiento de grano, sostenibilidad. * Recibido: Marzo de 2006 Aceptado: Junio de 2007

Key words: grain yield, soil structure, sustainability.

152 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 refleje 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 superficie 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 cuantificar 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 eficiente 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 infiere a través de indicadores de calidad del suelo estáticos o dinámicos, y medición de atributos del mismo, que se influencian 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).

Agustín Navarro Bravo et al.

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.

MATERIALES Y MÉTODOS El estudio se realizó en el Campus Montecillo del Colegio de Postgraduados, Texcoco, Estado de México, que se ubica en las coordenadas geográficas (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, clasificado 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

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 perfil edáfico (15 cm), la resistencia mecánica (RM) y la infiltración acumulada del agua (Ia), se determinaron con métodos no invasivos de exploración electromagnética: reflectometría 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 infiltración 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 infiltración 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 infiltración, los cuales se graficaron 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 infiltración. Estos valores corresponden a la porción de la curva de

153

velocidad de infiltración donde ésta se hace constante. La infiltración 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 superficie 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.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las propiedades del suelo que presentaron coeficientes 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 coeficiente 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 coeficientes 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 significativa 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.

154 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Agustín Navarro Bravo et al.

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

N

Mínimo

Máximo

Media

Mediana

D. Std.

CV (%)

RM (kPa) Ua (g cm-3) MO (%) CE (dS m-1) g (%) Ar (%) Li (%) Ac (%) Ta (cm3 cm-3) Ts (cm3 cm-3) Tr (cm3 cm-3) Ks (cm h-1) Ia (cm) So (cm s-½) Ǔh (t ha-1) Ǔm (t ha-1) Ǔf (t ha-1)

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

680 1.16 1.70 0.44 0.546 13 50 30 0.164 0.379 0.034 0.157 7.9 0.703 1.83 5.38 1.25

3567 1.18 2.20 1.33 0.553 17 55 37 0.382 0.598 0.049 0.527 59.3 0.992 2.76 6.19 2.62

2105.18 1.17 1.94 0.778 0.550 14.9 52.1 33 0.303 0.519 0.044 0.394 38.8 0.829 2.17 5.75 1.95

2365.15 1.17 1.95 0.714 0.551 15 52 32 0.305 0.521 0.046 0.432 40.05 0.829 2.09 5.73 2.03

1024.53 0.006 0.135 0.279 0.002 1.287 1.969 2.211 0.058 0.058 0.005 0.113 15.442 0.079 0.307 0.251 0.487

48.67 0.51 6.96 35.89 0.36 8.64 3.78 6.70 19.19 11.20 10.82 28.59 39.80 9.58 14.13 4.38 24.96

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= infiltración acumulada; So= sorbilidad y Ŷh, Ŷm y Ŷf= rendimiento de haba, maíz y frijol respectivamente.

Por el contrario, la MO se correlacionó significativamente 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 (R2> 0.77), pero negativamente con ρa (R2= -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 (R2= -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 (R2= 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 significativamente 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, S o, Ac, θ r, I a, 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 S o a θ r 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 K s , MO, I a, S o, ρ a, ƒ, Ac, RM, θ r 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 θ r la pendiente es cero, es decir, indica que en forma acumulativa estas variables no explican un aumento razonable como lo hacen individualmente.

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

155

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

RM RM

MO

g

CE

Ar

Li

Ta

Ac

Ts

Tr

Ia

Ks

Ǔh

So

Ǔm

Ǔf

1

Ua

0.58

1

MO

-0.45

-0.72

1

CE

-0.85

-0.48

0.29

1

g

-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

Ta

-0.11

0.08

-0.07

0.24

-0.08

0.24

0.31

-0.41

1

Ts

-0.11

0.08

-0.07

0.24

-0.08

0.24

0.31

-0.41

1.00

1

Tr

-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

Ǔh

-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

Ǔm

-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 1 -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 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= infiltración acumulada (cm); So= sorbilidad (cm s-½) y Ŷh, Ŷm , Ŷf= rendimiento de haba, maíz y frijol (t ha-1) respectivamente. Ǔf

Rendimiento (t ha-1)

a) Haba

b) Maíz

c) Frijol

3

6.4

3

2.5 2

6.2 6

2.5

5.8

1.5 1

y = 1.7476x - 1.2193 R 2 = 0.5914

1.5 1

2

y = 1.311x + 3.2017 R 2 = 0.4941

5.6 5.4

0.5 0 1.8

2

2.2

2.4

0

1.6

1.8

2

Rendimiento (t ha-1)

M O (%)

0.3

0.65

0.4

0.5

0.6

1.8

2

0.1

0.2

0.3

y = 2.5182x + 0.0817 R 2 = 0.4261 0.85

So (cm s-½)

0.95

1.05

0.4

0.5

0.6

y = 3.326x + 0.6386 R 2 = 0.593 0.1

0.2

0.3

27

0.5

0.6

i) Frijol

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

47

Ia (cm)

0.4

Ks (cm h-1)

y = 0.0113x + 5.3068 R 2 = 0.4798

7

2.4

f) Frijol

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

h) Maíz

6.4 6.2 6 5.8 5.6 5.4 5.2

2.2

M O (%)

Ks (cm h-1)

g) Haba

0.75

1.6

y = 1.6077x + 5.1111 R 2 = 0.5181

Ks (cm h-1)

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

2.4

e) Maíz

6.4 6.2 6 5.8 5.6 5.4 5.2

y = 1.9648x + 1.3963 R 2 = 0.5212

0.2

2.2

M O (%)

d) Haba

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.1

Rendimiento (t ha-1)

0.5

5.2

1.6

y = 2.1159x - 2.1548 R 2 = 0.3442

67

y = 0.0254x + 0.9625 R 2 = 0.6517 7

27

47

Ia (cm)

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

67

Agustín Navarro Bravo et al.

120

100

100

120 100 Indiv idual Acumulativ o

60 40 20

șs

șa

Ar

Li

șr

CE

Rm

Ac

ƒ

ȡa

So

Ia

Ks

0 MO

Ar

CE

Rm

ƒ

ȡa

șr

So

șs

Propiedades del suelo

Figura 2. P o rc e n t a j e e x p l i c a t i v o i n d i v i d u a l y acumulativo de las propiedades del suelo sobre el rendimiento de haba, en las parcelas de escurrimiento.

80

Ia

șs

Ar

șa

ƒ

ȡa

CE

Li

Rm

Ia

șr

Ac

0

So

0 Ks

20

șa

40

20

Propiedades del suelo

Porcentaje

60

Ac

40

Indiv idual Acumulativ o

Li

60

80

MO

Indiv idual Acumulativ o

Ks

80

Porcentaje

120

MO

Porcentaje

156 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Propiedades del suelo

Figura 3. P o rc e n t a j e e x p l i c a t i v o i n d i v i d u a l 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 figura 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.

Figura 4. P o rc e n t a j e e x p l i c a t i v o i n d i v i d u a l 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 influenció 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 influenciaron 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 finalmente 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 coeficiente 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 influencia 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 influenciaron 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 influenció en el rendimiento de maíz, del mismo modo Ia y θa en el rendimiento de frijol (Cuadro 3).

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

157

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

Núm.

Ecuación

R2

1

Ǔh= 2.03MO-1.09Ks--0.09Ac+1.67

0.80

2

Ǔh= 2.17MO-0.57Ks-0.08Ac+0.0001RM+0.08Ar-0.52

0.85

3

0.96

4

Ǔh= 1.88MO-0.04Ks-0.63Ac+0.0002RM+0.23Ar-274.13Tr+2.68 Ǔm= 0.73Ks+0.88MO+0.05Ar+2.98

5

Ǔm= 0.01Ks+0.71MO+0.08Ar+0.008Ia+2.94

0.73

6

Ǔm= -2.17Ks+3.45MO+0.16Ar+0.02Ia-4.56So+0.49

0.94

7

Ǔf= 0.02Ia+1.85Ks-0.44MO-1.38

0.71

0.64

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= infiltración acumulada; So= sorbilidad; θa= humedad aprovechable.

CONCLUSIONES La materia orgánica, conductividad hidráulica saturada y contenido de arcilla fueron las variables que definieron el rendimiento del haba. El rendimiento de maíz influenciado por la conductividad hidráulica saturada, materia orgánica y contenido de arena. El rendimiento de frijol está asociado con la infiltración 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 definen el rendimiento de los tres cultivos manejados con labranza de conservación.

LITERATURA CITADA Bandick, A. K., and Dick, R. P. 1999. Field management effect on soil enzyme activities. Soil Biology and Biochemistry. 31(11):1471-1479. Brejada, J. J.; Moorman, T. B.; Karlen, D. L. and Dao, T. H. 2000. Identification of regional soil quality factors and indicators: I. Central and southern high plains. Soil Science Society of America Journal 64:2115-2124. Carter, R. 2002. Soil quality for sustainable land management: Organic matter and aggregation interactions that maintain soil functions. Agronomy Journal 94:3847. Chong, S. K. 1983. Calculation of sorptivity from constantrate rainfall is infiltration measurement. Soil Science Society of America Journal 47:627-630. Dexter, A. R. 2004. Soil physical quality part I. Theory, effect of soil texture, density and organic matter, and

effect on root growth. Article in press. Geoderma 120:201-214. Doran, J. W. and Parkin, T. B. 1994. Defining and assessing soil quality in defining soil quality for a sustainable environment. In: Defining soil quality for a sustainable environment. Doran, J. W.; Coleman, D. C.; Bezdicek, D. F. and Stewart, B. A. (eds.). SSSA. Spec. Publ. No. 35. SSSA/ASA, Madison, Wis. USA. p. 3-21. Gregorich, E. G. and Carter, M. R. 1997. Soil quality for crop production and ecosystem health. Development in Soil Science 25:125-165. Gutiérrez-Castorena, Ma. C. y Ortiz-Solorio, C. A. 1999. Origen y evolución de los suelos del ex-lago de Texcoco, México. Agrociencia. 33:199-208. Hillel, D. 1980. Fundamentals of Soil Physics. Academic Press, Inc. New York, USA. 413 p. Jury, W. A.; Gardner, W. R. and Gardner, W. H. 1991. Soil Physics. John Wiley & Sons. New York. 328 p. Lal, R. 1994. Methods and guidelines for assessing sustainable use of soil and water resources in the tropics. Soil Management Support Services, USDANRCS, Washington. 57 p. Lal, R. 1998. Soil quality and agricultural sustainability. In: Soil Quality and Agricultural Sustainability. Lal R. (ed.). Ann Arbor Press, Chelsea, MI. p. 3-12. Lal, R.; Kimble, J. M.; Follett, R. F. and Cole, C. V. 1998. The potential of us cropland to sequester carbon and mitigate the greenhouse effect. Ann Arbor Press, Chelsea, MI. 457 p. Larson, W. E., and Pierce, F. J. 1991. Conservation and enhancement of soil quality in evaluation for sustainable land management in the developing

158 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

world. Vol. 2. IBSRAM Proc. 12(2). Int. Board for Soil Resource and Management, Bangkok, Thailand. p. 37-51. Li, Y. and Lindstorm, M. J. 2001. Evaluating soil qualitysoil redistribution relationship on terraces and steep hillslope. Soil Science Society of America Journal 65:1500-1508. Mendham, D. S.; Smethurst, P. J.; Holz, G. K.; Menary, R. C.; Grove, T. S.; Weston, C. and Baker, T. 2002. Soil analysis as indicators of phosphorus response in young eucalyptus plantations. Soil Science Society of America Journal 66:959-968. Norton, L. D.; Figueroa-Sandoval, B. and Oropeza-Mota, J. L. 1995. Comparison of runoff and erosion form natural and reclaimed tepetate from the semiarid area East of Mexico city. Water Research and Management in Semiarid Environments. Tucson, Arizona. 15 p. Rawls, W. J.; Gish, T. J. and Brakensiek, D. L. 1991. Estimating soil water retention from soil physical properties and characteristics. Advances in Soil Science 16:213-234. Salchow, E. R.; Lal, R.; Fausey, N. R. and Ward, R. 1996. Pedotransfer functions for variable alluvial soils in southern Ohio. Geoderma 73:165-181. Sanchez-Maranon, M.; Soriano, M.; Delgado, G. and Delgado, R. 2002. Soil quality in mediterranean mountain environments: Effects of land use change. Soil Science Society of America Journal 66:948958. Statistical Analysis System Institute (SAS-Institute) V8.0, 1999. The SAS system for window. SAS Institute Inc. Cary, NC27513, USA. p. 891-996.

Agustín Navarro Bravo et al.

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 159-166

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 1 Fruticultura, 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

ABSTRACT

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 significativas. 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 significativas 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 firmeza 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.

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.

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

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

* Recibido: Marzo de 2006 Aceptado: Abril de 2007

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 significantly 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 firmness 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 firmness.

160 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 insuficiente para satisfacer las necesidades anuales de alimentos de las familias rurales. Ante esta situación deficiente, 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 finalidad 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 significativa el ingreso familiar a través del manejo adecuado de árboles de durazno. Para desarrollar el sistema MIAF se determinó que la prioridad fuera definir 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

Elizabeth Santiago-Mejía et al.

cual la superficie 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 (2

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

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 fluctúa 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 modificado.

161

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.

Tratamientos y diseño experimental Los tratamientos se definieron 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 120-10000-2000 con 65 mil plantas ha-1 para maíz, y 60-60-0 con 160

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 filtro de escurrimientos a base de rastrojo de maíz colocado horizontalmente, entrelazado

Rama aguas arriba Rama aguas abajo

Filtro de escurrimientos

9m

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

162 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Elizabeth Santiago-Mejía et al.

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

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.

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 floración 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).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 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).

Para determinar la calidad de fruto, se tomaron cinco frutos por tratamiento cortados en madurez fisiológica (mayo de 2005). La firmeza 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 cuantificaron 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.

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

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. Tratamiento

Concentración de nutrimentos N

P

K

Ca

Mg

Mn

Fe

Cu

Zn

B

11.5

15.6

157.3

195.0

11.1

14.5

157.7

120.6

284.3

10.6

16.3

160.3

4.0

128.5

175.5

11.3

16.5

182.7

14

4.2

141.3

234.5

11.5

16.5

137.9

58.1

17

4.3

164.6

321.3

11.3

18.5

155.6

1.8

54.7

12

4.3

157.5

333.5

12.6

17.3

154.7

41.2

1.8

53.6

13

4.3

58.1

248.0

11.5

19.3

168.6

32

1-3

23

20

6.0

80-161

120

10

30

45

D+

F

R

1 111

Nivel bajo

Arriba

36.6

2.0

54.6

15

4.1

137.8

258.3

1 111

Nivel bajo

Abajo

38.3

1.8

52.6

13

4.1

127.0

1 111

Nivel alto

Arriba

46.1

1.7

49.4

12

4.1

1 111

Nivel alto

Abajo

36.6

1.8

51.5

13

1 481

Nivel bajo

Arriba

39.5

1.9

55.2

1 481

Nivel bajo

Abajo

39.7

1.8

1 481

Nivel alto

Arriba

40.7

1 481

Nivel alto

Abajo

Nivel óptimo

-1

-1

(g kg )

(mg kg )

Significancia de las pruebas de F F DxFxR

ns ns

ns ns

ns ns

ns ns

ns ns

ns *

ns ns

ns ns

** ns

ns ns

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; *, ** Significativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.

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

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 deficiencias; 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.

163

En el sitio experimental Centro de Salud, el Mg y Cu presentaron diferencias significativas. 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 significativa 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 deficiente para todos los tratamientos.

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.

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

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. Tratamiento

Concentración de nutrimentos N

P

K

Ca

Mg

Mn

Fe

Cu

Zn

B

10.5

14.0

156.3

357

10.8

14.5

165.9

79.8

398

9.0

11.8

143.3

4.2

98.1

389

10.7

12.5

162.9

14.9

4.1

402.8

362

9.6

11.8

155.4

54.2

15.3

4.3

73.1

193.8

9.0

12.0

148.9

1.8

57.5

14.1

4.1

89.5

156.3

9.8

12.7

158.2

38.8

1.8

53.7

14.0

4.1

76.8

311.5

11.7

13.3

179.3

32

1-3

23

20

6

80-161

120

10

30

45

ns ns

ns ns

D+

F

R

1 111

Nivel bajo

Arriba

43.8

1.9

57.0

15.7

4.3

77.1

201.3

1 111

Nivel bajo

Abajo

40.2

1.9

53.4

16.8

4.3

121.3

1 111

Nivel alto

Arriba

33.0

2.1

51.9

16.6

4.3

1 111

Nivel alto

Abajo

40.2

1.9

57.8

14.0

1 481

Nivel bajo

Arriba

39.2

1.9

56.8

1 481

Nivel bajo

Abajo

39.5

1.9

1 481

Nivel alto

Arriba

37.8

1 481

Nivel alto

Abajo

Nivel óptimo

-1

-1

(g kg )

(-mg kg )

Significancia de las pruebas de F F DxFxR

ns ns

ns ns

** *

ns ns

ns ns

ns *

ns ns

ns ns

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; *, ** Significativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.

164 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Elizabeth Santiago-Mejía et al.

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

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.

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 significativas 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.

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.

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 deficiencias (Cuadro 2). Becerril (1999) refiere 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.

Calidad del fruto En la calidad del fruto, se presentaron diferencias significativas 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).

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 filtro de escurrimiento y la movilidad

Cuadro 3.Características de color, firmeza 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 fisiológica, en los sitios experimentales Santa Catarina y Centro de Salud, 2005. Tratamiento

Sitio Santa Catarina Color ° Hue

Sitio Centro de Salud Color Firmeza SST (kg cm-2) (°Brix) L ° Hue

Firmeza (kg cm-2)

SST (°Brix)

83.6

0.53

11.03

28.1

81.2

0.49

13.20

28.1

76.5

0.47

11.63

27.9

81.3

0.40

12.10

Arriba

27.1

78.5

0.58

11.20

28.0

80.3

0.40

11.76

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

ns

ns

ns

*

*

ns

ns

ns

D+

F

R

1 111

Nivel bajo

Arriba

27.9

1 111

Nivel bajo

Abajo

1 111

Nivel alto

1 111

Significancia de las pruebas de F D

L

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, *, ** Significativa a p= 0.05 y p= 0.01, respectivamente.

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

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 significativos. 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 fisiológica según Kader y Mitchell (1989).

165

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 confirman 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.

Firmeza CONCLUSIONES La firmeza del fruto osciló entre 0.47 - 0.62 y 0.34 - 0.45 kg cm-2 no presentando diferencias significativas entre tratamientos en ambos sitios experimentales. Pinedo et al. (2004) encontraron en el sistema MIAF, que el fruto de durazno variedad “Diamante” presentó una firmeza 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 deficiencias en la forma y poca firmeza del fruto (Espíndola y Muñoz, 2001). La poca firmeza 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 filtro de escurrimientos y la dosis aplicada al maíz y frijol.

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 firmeza, 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 firmeza del fruto.

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 significativas 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

LITERATURA CITADA

Oficial Methods of Analysis (AOAC). 1990. 13th. Edition association of official agricultural chemist. Washington, D. C. USA. 1023 p. Becerril, R. E. 1991. Nutrición del durazno: In: Curso teórico-práctico del cultivo del durazno. Universidad Michoacana, Colegio de Postgraduados, Instituto

166 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Fideicomisos Instituidos en relación con la Agrícultura (FIRA) y asociación de productores de durazno del estado de Michoacán, Uruapan, Michoacán, México. p. 76-89. Cortés, F. J. I.; Turrent, F. A.; Vargas, D. P. A.; Hernández, R. E.; Mejía, A. H.; Mendoza, R. R.; Ramos, S. A. y Aceves, R. E. Informe 2001. Subproyecto tecnologías alternativas sustentables. Proyecto manejo sustentable de laderas. Gobierno del estado de Oaxaca, Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), Global environment facility, El Banco Mundial, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y el Colegio de Postgraduados. Montecillo, Estado de México. México. Disponible en: http://www.colpos. mx/proy_rel/ladera/Subproyecto C.htm. Cruz, L. A.; Martínez, T. y Omaña J. M. 2005. Fuentes de fuerza, diversidad tecnológica y rentabilidad de la producción de maíz en México. Ciencia ergo sum (México) 11(3): 275 - 283. Espíndola, B. M. C y Muñoz P. R. B. 2002. Guía técnica para la producción de durazno en la region sur del estado de México. Fundación Salvador Sánchez Colín. CICTAMEX, S. C. Coatepec Harinas, Estado de México. 32 p. Etchevers, B. J. D. 1988. Diagnóstico de la fertilidad del suelo. Colegio de Postgraduados. Centro de Enseñanza, Investigación y Capacitación para el Desarrollo Agropecuario, Forestal y Agrícola del Sureste. (CEICADES), Cárdenas, Tabasco. p. 180196. Faust, M. 1989. Physiology of temperate zone fruit trees. John Wiley & Sons. New York, USA. 338 p. Hernández, F. A. D.; Colinas, L. M. T. and Pinedo, E. J. M. 2004. Effect of fertilization on the concentration of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn and phenylalanine Ammonio-Lyase activity in fruit of “Zacatecas”type peach (Prunus persica (L) Batsch). Acta Horticulturae 636:521-526. Kader, A. A. and Mitchell, F. G. 1989. Maturity and quality. In: Peaches, plum and nectarines. Growing and handling for fresh market. LaRue, J. H. and Johnson R, S. (eds). University of California. Division of Agriculture and Natural Resources. USA. p. 191196. Little, A. C. 1975. Off on a tangent. Journal of Food Science. USA. 40:410-411.

Elizabeth Santiago-Mejía et al.

López, A. H. 2001. Efecto de cuatro factores de la producción en la fertilidad del suelo, crecimiento. Composición mineral y rendimiento del duraznero, intercalado en maíz y frijol en suelos de humedad residual. Tesis de Maestría. Colegio de Postgraduados. Texcoco, Estado de México, México. 88 p. López, J. A. 2001. Fisiología, nutrición y producción del ciruelo en función del tipo de coberteras orgánicas en suelos con pH alcalino. Tesis de Doctorado. Colegio de Postgraduados. Texcoco, Estado de México, México. 112 p. Méndez, G.; Ríos, A. L.; Combellas, J. B.; Colmenares, O. y Álvarez, Z. R. 2004. Efecto del nivel de gallinaza sobre el consumo de dietas completas para ovinos estabulados en etapa de crecimiento. Zootecnia Tropical 22(1):1-13. Moore, D. P. 1983. Mecanismos de captación de micronutrientes por las plantas, 187-209. In: Micronutrientes en agricultura. Mortvedt, J. J.; Giordano, P. M.; y Lindsay, W. L. (eds). AGT Editor, S. A. México, D. F. Pinedo, E. J. M.; Cortés, F. J. I.; Colinas, L. M. T.; Turrent, F. A.; Alcazar, G.; Rodríguez, A. J.; Livera, M. y Hernández, F. A. D. 2004. Calidad del fruto de durazno ‘diamante’ y ‘cp-88-8’ intercalados en maíz y frijol. Revista Chapingo Serie Horticultura 10(2):211-218. Statical Analysis Systems Institute (SAS) Institute Inc. 2000. SAS/STAT User´guide, Volume 2, Version 8, Cary, NC: SAS Institute Inc. USA. Suárez, L. J. F. 1999. Estado nutrimental de la planta y calidad del fruto de plátano. Tesis de Maestría. Colegio de Postgraduados. Texcoco, Estado de México, México. 105 p. Vergara, S. M. A.; Etchevers, B. J. D. y Vargas, H. M. 2004. Variabilidad del carbono orgánico en suelos de ladera del sureste de México. Terra Latinoamericana 22(3):359-367.

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 167-176

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

1

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 cuantificaron los días a floración 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 floración 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 significativas 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 * Recibido: Marzo de 2006 Aceptado: Junio de 2007

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

168 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 flowereing 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. Significant 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.

Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

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 prefieren 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.

MATERIALES Y MÉTODOS 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 ecogeográficas, es factible que esas poblaciones silvestres posean características adaptativas que les han permitido sobrevivir y evolucionar en condiciones extremas (Gepts,

Localización geográfica 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:

169

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

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 flor del progenitor femenino y colocando sobre el estigma de éstas el polen de estigmas ya polinizados de flores 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).

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 superficie de 500 m2. Se utilizó un

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

Estado

Lolotla G 23429 G12979 Negro Tacaná

Origen

Peso 100 granos (g)

Contenido de testa1 (%)

Absorción de agua1 (%)

Tiempo de cocción (min)

Contenido de proteína1 (%)

Escapado Hidalgo

15.9

11.5

5.8

173

23.5

Silvestre Puebla Silvestre Jalisco Cultivado INIFAP

4.2 5.2 20.2

19.2 16.4 9.3

125.7 125.4 39.5

230 235 92

28.0 24.6 23.1

En base a peso seco.

1

Cuadro 2.Características agronómicas de nueve poblaciones segregantes de frijol y el progenitor cultivado Negro Tacaná. Genotipo1

Días a floración

Días a madurez

Peso 100 de granos (g)

Rendimiento (kg ha-1)

Negro Tacaná NT/S10 NT/S13 NT/S15 Media de cruzas simples (NT/S10)/(NT/S10) (NT/S13)/(NT/S13) (NT/S15)/(NT/S15) Media de cruzas dobles NT/(NT/S10) NT/(NT/S13) NT/(NT/S15) Media de retrocruzas DMS 0.05

56 bc2 63 ab 66 a 56 bc 62 60 abc 59 abc 55 c 58 59 abc 56 bc 56 bc 57 7.47

107 110 113 114 112 103 109 109 107 111 109 106 109 12

16.7 14.5 10.1 9.6 11.4 10.1 13.3 13.2 12.2 19.3 15.9 15.8 17 5.97

2535 2588 1790 1375 1918 1228 2070 1751 1683 2213 2349 2480 2347 904.8

ab abcd cd d abcd bcd bcd a abc abc

a a abc bc c abc abc ab a a

Genotipos 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). 1

170 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. La superficie 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 escarificada antes de la siembra. La escarificación 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.

Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Características fenológicas. La población derivada de la cruza simple de NT/S13 mostró el mayor número de días al 50% de la floración 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 flores e inclusive en algunas poblaciones naturales localizadas en sitios libres de heladas es posible observar individuos con comportamiento bianual (Evans, 1980; Debouck, 1991).

Características cuantificadas En la etapa de primera hoja trifoliada (V3), se eligieron nueve plantas con competencia completa por parcela, las cuales se etiquetaron para ser identificadas con facilidad y así darles seguimiento. Las características cuantificadas fueron: días a floración, 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 floración, el cual se consideró cuando 50% de las plantas iniciaron la floración 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 superficie, 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 cuantificadas 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.

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).

171

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

Cruzas simples.

50

40 NT/S13

Frecuencia

Frecuencia

20

25

ai c neuc er F

30

20 15 10

10

40 30 20 10

5 0

0 0

0

0

20 40 60 80 100 120 140 160

NT/S15

50

30 ai c neuc er F

ai c neuc er F

Frecuencia

40

60

35

NT/S10

20

40

60

80

100 120

0

g/planta

gg/planta planta-1

g planta-1

20 40 60 80 100 120 140 160

g planta-1

g/planta

Retrocruzas.

100

140 NT(NT/S10)

60 40

Frecuencia

80

50

60 40 20

ai c neuc er F

Frecuencia

100

60

NT(NT/S13)

80 ai c neuc er F

ai c neuc er F

Frecuencia

120

0 0

40 30 20 10

20 0

0

0 20 40 60 80 100120140160180

20 40 60 80 100 120 140

NT(NT/S15)

ggr/planta planta-1

0 20 40 60 80 100120140160180

g/planta g planta-1

g planta-1

g/planta

Cruzas simples con doble recombinación.

50

70

50

(NT/S10)(NT/S10)

(NT/S13)(NT/S13)

60

40

40

0

Frecuencia

Frecuencia

Frecuencia

10

50

30 20 10

10 20 30 40 50 60 70

40 30 20 10

0 0

ai c neuc er F

20

ai c neuc er F

ai c neuc er F

30

(NT/S15)(NT/S15)

0

0

20 40 60 80 100 120 140

g g/planta planta-1

gg/planta planta-1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 g/planta g planta-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 flecha 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

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,

172 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

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).

6

5

5

4 3 2

4

ai c neuc er F

Frecuencia

NT/S10

NT/S13

Frecuencia

6

ai c neuc er F

ai c neuc er F

Frecuencia

Cruzas simples.

3 2 1

1

0

0 6

8

6

10 12 14 16 18

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

NT/S15

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

8 10 12 14 16 18 20

-1 g/planta g planta

g/planta g planta-1

g/planta g planta-1

5

10

15

20

25

30

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

NT(NT/S13)

16 14

Frecuencia

Frecuencia

NT(NT/S10)

ai c ne uc er F

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ai c neuc er F

ai c neuc er F

Frecuencia

Retrocruzas.

NT(NT /S 15)

12 10 8 6 4 2 0

35

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

g/planta -1 g planta

0

5

10

g/planta g planta-1

15

20

25

30

g planta-1

g/ pl an ta

Cruzas simples con doble recombinación.

(NT/S10)(NT/S10)

10

8 6 4 2

6 4 2

0

gg/planta planta-1

6 4 2

0

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

(NT/S15)(NT/S15)

8 ai c neuc er F

Frecuencia

8 ai c neuc er F

ai c neuc er F

Frecuencia

10

(NT/S13)(NT/S13)

Frecuencia

10

0

0

3

6

9 12 15 18 21 24

g planta-1

g/planta

8

10

12

14

16

18

20

g planta-1

g/planta

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 flecha indica el promedio del peso de 100 granos del progenitor cultivado Negro Tacaná, el cual fue de 16.8 g.

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

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 cuantificadas, 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 cuantificaron 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 cuantificaron 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 dificultad 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 gráficas de distribución una marcada tendencia hacia la izquierda, que es donde se ubicó el porcentaje más alto de

173

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 cuantificaron 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 significativamente superior al progenitor cultivado. Como se observó en los resultados anteriores, las poblaciones segregantes derivadas de las retrocruzas,

174 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 floración 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 significativamente 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.

Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

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 finalmente 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 florear 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 cuantificadas 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

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

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 significativamente superior al progenitor cultivado Negro Tacaná.

AGRADECIMIENTO A la Fundación McKnight, proyecto Milpa, por el financiamiento parcial otorgado a esta investigación.

LITERATURA CITADA

Acosta, G. J. A.; Muruaga, M. J. S.; Cardenas, R. F. y Khairallah, M. M. 1996. Estrategias para la utilización de germoplasma de Phaseolus en el mejoramiento genético. Ciencia (México) 47:149160. Anderson, N. O.; Ascher, P. D. and Haghighi, K. 1996. Congruity backcrossing as a means of creating genetic variability in self pollinated crops: seed morphology of Phaseolus vulgaris L. and P. acutifolius A. Gray hybrids. Euphytica. 87(3):211224. Ascher, P. D. and Anderson, O. Neil. 1994. Congruity backcrossing (CBC) as a means of creating genetic diversity in seed coat phenotypes of Phaseolus vulgaris and P. acutifolius. Ann. Rep. Bean Improv. Coop. 37:85-86. Beebe, S.; Toro, O.; González, A.; Chacón, M. and Debouck, D. G. 1997. Wild-weed-crop complexes of common bean (Phaseolus vulgaris L. Fabaceae) in the the Andes of Peru and Colombia, and their implications for conservation and breeding. Genet. Res. and Crop Evol. 44:73-91. Cardona, C.; Kornegay, J.; Posso, C. E.; Morales, F. and Ramírez, H. 1990. Comparative value of four Arcelin variants in the development of dry bean lines resistant to the mexican bean weevil, Entomol. Exp. App. 56:197-206. Debouck, D. G. 1991. Systematics and morphology, In: Van Shoonhoven, A. and Voysest, O. (eds.), commom beans: research for crop improvement,

175

common-wealth agricultural bureaux, (International, Wallingford, united Kingdom) p. 55-118. Debouck, D. G. 2000. Biodiversity, ecology, and genetic resources of Phaseolus beans - Seven answered and unanswered questions. K. Oono (ed.), Wild legumes. 7th MAFF International Workshop on Genetic Resources, National Institute of Agrobiological Resources, Tsukuba, Japan. p. 95-123. Delgado, S. A.; A. Bonet and Gepts. P. 1988. The wild relative of Phaseolus vulgaris L. in middle America. In: P. Gepts (ed.) Genetic Resurces of Phaseolus Beans, Kluwer, Dordrecht, Netherlands. p. 163184. Evans, A. M. 1980. Structure, variation, evolution, and classification in Phaseolus. p. 337–347. In: R. J. Summerfield and A. H. Bunting (ed.) García, E. 1981. Modificaciones al sistema de clasificación climática de Koeppen (para adaptarlo a las condiciones de la República Mexicana). 2ª. Edición, UNAM, D. F. 246 p. Gepts P. 1999. Development of an integrated linkage map. In: Singh SP (ed) Common bean improvement for the twenty-first century. Kluwer, Dordrecht: p. 5391, p. 389-400. Goossens, A.; Quintero, C.; Dillen, W.; Rycke, R. D.; Flower, V. J.; Clercq, J. D.; Montagu M. V.; Cardona, C. and Angenon G. 2000. Analysis of bruchid resistance in the wild common bean accessions G02771: no evidence for insecticidal activity of arcelin 5. Journal of Experimental Botany. 51(348):1229-1236. López, S. E.; Becerra, L. N. E.; Cano, R. O.; Ortega, Z. A. D.; Acosta, G. A. J. 1996. Adaptación y calidad tecnológica de la variedad de frijol Negro Tacaná. Agronomía Mesoamericana 7(1):26-34. Pérez, H. P., Esquivel, E. G. and Acosta-Gallegos, J. A. 1998. Seed quality traits of wild, weedy and cultivated Phaseolus vulgaris. Ann. Rep. Bean Improv. Coop. 41:114-115. Silbernagel, M. J. and Hannan R. M. 1988. Utilization of genetic resources in the development of commercial bean cultivars in the USA, In: P. Gepts (ed), Genetic Resources of Phaseolus beans (Kluwer, Dordrecht, Netherlands) p. 561-596. Singh, S. P. 1999. Production and utilization. In: S.P. Sing (ed.) Common bean improvement in the Twentyfirst century. Developments in plant breeding. Vol. 7. Kluwer Academic Publishers. p. 1-24. Singh, S. P. 2001. Broadening the Genetic Base of Common Bean Cultivars. Crop Science. 41:1659-1675.

176 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Toro, O.; Tohme, J. and Debouck, D. G. 1990. Wild bean (Phaseolus vulgaris L.). Description and distribution. IBPGR International Board for Plant Genetic Resources. CIAT. Centro Internacional de Agricultura Tropical, Cali, Colombia. 106 p.

Teresa S. Herrera Flores y Jorge A. Acosta Gallegos

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 177-188

In memoriam. Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez

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§ Producción 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]

1

RESUMEN El estado de Chihuahua tiene alto potencial para producción de ajo (Allium sativum L.) de buena calidad; los cultivares difieren 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 significancia en longitud final de follaje, número de hojas a cosecha, dientes y peso por bulbo, y calidad de bulbos (en base a diámetro). Se encontró significancia entre cultivares en longitud final 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 significativamente 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 * Recibido: Abril de 2006 Aceptado: Junio de 2007

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 fields 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 significance were applied. The production cycles had significative effect over leaf final lenght, leaves number at

178 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

harvest, cloves and weight per bulb, and bulb quality (on the basis of diameter). The cultivars had significance in leaf final 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 superficie 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 superficie 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 superficie sembrada es de 9 400 hectáreas. Por entidad federativa, Guanajuato y Zacatecas son las que mayor participación han registrado en la superficie 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 superficies en zonas no tradicionales.

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

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 significar 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 difieren en sus características fenotípicas, pero existe poca variabilidad genética (Pérez, 1990; Rosen y Tong, 2001; Pardo y Marín, 2003a), morfológicas, fisiológicas, 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 clasificar 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 influida 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

es necesario una mejor comprensión de la ecofisiología 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.

MATERIALES Y MÉTODOS 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 fluctúa 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.

179

Cuadro 1.Cultivares de ajos evaluados de otoñoinvierno (2001-2004) en Delicias, Chihuahua, México. 2001-2002

2002-2003

Blancos: Perla California Early California Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19

Perla California Early California Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19

Morados: Español Coreano Taiwan Criollo de Cadereyta Del-45 Del-53

Español Coreano Taiwán Criollo de Cadereyta Del-45 Del-53 Tinguindin Tacátzcuaro

2003-2004

Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19 Del-AG Español Coreano Del-45 Del-53

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 final 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 clasificaron de acuerdo a su diámetro en seis

180 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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).

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

donde: Cv= cultivar

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 cuantificar 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 finalmente 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:

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).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Desarrollo del follaje y número de hojas En el ciclo otoño-invierno 2001-2002 se encontró significancia 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.

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

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 significativamente 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 final de follaje, a excepción del cv Del-53 que tuvo el valor más bajo, no se encontró significancia 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

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

181

Cuadro 2.Componentes de rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, otoño-invierno 2001-2002. Cultivares Morados: Español Coreano Taiwán C. de Cadereyta Del-45 Del-53 Blancos Chino CEDEL Chino Calera California EarlyCalifornia Del-1 Del-19 Perla DMS CV

Longitud final de follaje (cm)

No. de hojas a cosecha

Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)

Rendimiento (t ha-1)

60.0 ab 45.7 de 57.3 abc 51.7 bcd 62.7 a 57.7 abc

9.5 cde 11.7 abc 10.0 bcde 10.0 bcde 11.3 abcd 11.0 abcd

7.0 ef 9.5 bc 11.1 a 10.2 ab 9.7 ab 9.5 bc

37.0 ab 48.5 a 33.7 ab 33.0 ab 45.5 ab 44.9 ab

11.250 bc 15.208 a 11.176 bc 9.804 c 11.270 bc 10.967 bc

46.0 de 44.7 de 41.0 e 41.0 e 48.3 cde 45.3 de 44.7 de 9.5 6.4

13.0 a 12.7 ab 8.0 e 7.7 e 11.3 abcd 8.7 de 8.7 de 2.9 9.6

9.1 bcd 9.0 bcd 6.8 ef 5.6 f 7.8 de 7.1 e 7.9 cde 1.4 5.7

43.7 ab 43.8 ab 28.5 b 37.8 ab 40.3 ab 40.7 ab 32.8 ab 18.3 15.6

13.615 ab 14.167 ab 8.542 c 9.538 c 8.659 c 8.816 c 10.625 bc 3.7 11.3

Medias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima significativa; CV= coeficiente de variación.

Z

Cuadro 3.Componentes de rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, otoño-invierno 2002-2003. Cultivares Morados Español Coreano Taiwán C. de Cadereyta Del-45 Del-53 Tinguindin Tatatzcuaro Blancos Chino CEDEL Chino Calera California EarlyCalifornia Del-1 Del-19 Perla DMS CV

Longitud final de follaje (cm)

No. de hojas a cosecha

Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)

Rendimiento (t ha-1)

73.8 az 65.7 ab 61.0 ab 60.3 ab 64.7 ab 68.3 ab 52.7 b 70.7 ab

11.7 cde 13.3 abc 10.0 e 10.3 de 12.0 bcde 11.3 cde 10.3 de 11.7 cde

6.7 c 10.7 ab 8.7 bc 10.0 ab 12.0 a 9.3 abc 8.3 bc 8.3 bc

53.8 bcd 75.3 a 50.4 cd 49.2 cd 56.8 bcd 60.4 bc 65.5 ab 59.0 bc

11.567 abcd 11.583 abcd 10.676 bcd 10.087 cde 14.493 a 14.270 ab 8.593 def 10.413 cde

69.0 ab 67.2 ab 62.5 ab 66.7 ab 68.3 ab 56.3 ab 53.2 b 18.6 9.6

14.3 ab 13.3 abc 14.7 a 13.7 abc 14.7 a 12.3 abcde 12.7 abcd 2.7 7.1

9.3 abc 9.7 ab 8.7 bc 8.3 bc 9.3 abc 8.3 bc 8.3 bc 2.7 9.8

64.0 ab 60.5 bc 44.6 d 54.7 bcd 58.1 bc 50.9 cd 48.1 cd 12.6 7.3

13.383 abc 12.343 abc 5.567 f 6.927 ef 10.087 cde 8.310 def 8.527 def 3.7 11.7

Medias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima significativa; CV= coeficiente de variación.

Z

182 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

a medida que se retrasó la fecha de siembra. En cuanto a número de hojas a cosecha no se encontró significancia entre cultivares. Al comparar los valores promedio de los tres ciclos de producción (Cuadro 5), se encontró significancia para las

características de longitud final 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 significancia entre cultivares, donde el mayor valor de longitud final de follaje

Cuadro 4.Componentes de rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, otoño-invierno 2003-2004. Cultivares Morados Español Coreano Del-45 Del-53 Blancos Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19 Del-AG DMS CV

Longitud final de follaje (cm)

No. de hojas a cosecha

Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)

Rendimiento (t ha-1)

79.5 az 79.0 ab 64.8 ab 63.0 b

10.8 a 11.5 a 10.5 a 11.0 a

7.5 d 10.6 c 18.7 a 17.1 a

41.6 c 51.0 ab 48.8 abc 49.8 abc

8.975 d 12.521 bc 10.449 cd 10.391 cd

75.3 ab 77.0 ab 77.0 ab 76.8 ab 76.2 ab 16.3 9.3

11.0 a 11.5 a 12.3 a 12.3 a 12.3 a 2.5 9.4

13.5 b 13.2 b 14.4 b 15.0 b 15.0 b 2.0 6.0

42.7 bc 53.4 a 52.6 a 51.4 ab 50.9 ab 9.0 7.8

12.188 bc 15.625 a 13.945 ab 14.601 ab 14.593 ab 2.7 9.2

Medias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima significativa; CV= coeficiente de variación.

Z

Cuadro 5.Componentes de rendimiento de cultivares de ajo en Delicias, Chihuahua, otoño-invierno 2002-2003. Tratamientos Ciclos 2001-2002 2002-2003 2004-2005 DMS Morados Español Coreano Del-45 Del-53 Blancos Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19 DMS Inter. Ciclo x cv CV

Longitud final de follaje (cm)

No. de hojas a cosecha

Dientes por bulbo

Peso por bulbo (g)

Rendimiento (t ha-1)

51.3 cz 66.7 b 74.3 a 3.8

11.1 b 12.9 a 11.5 b 0.7

8.6 b 9.4 b 13.0 a 0.5

43.7 c 60.0 a 49.9 b 3.9

11.744 a 12.005 a 12.540 a 0.9

71.2 az 62.8 b 64.3 ab 63.1 ab

10.6 d 12.2 abc 11.3 bcd 11.1 cd

7.2 d 10.1 c 13.2 a 11.9 b

44.3 c 58.3 a 50.6 abc 52.1 abc

10.600 c 13.197 ab 12.129 bc 11.833 bc

64.3 ab 62.8 b 64.6 ab 59.7 b 8.2 ** 8.6

12.8 ab 12.4 abc 12.9 a 11.2 cd 1.5 ** 8.7

10.7 c 10.6 c 10.4 c 10.2 c 1.2 ** 7.2

50.3 abc 54.9 ab 50.1 abc 48.9 bc 8.3 ** 10.8

13.097 ab 14.323 a 10.762 c 10.830 c 1.9 ** 10.4

Medias con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con p≤ 0.05; DMS= diferencia mínima significativa; CV= coeficiente de variación.

Z

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

lo presentó el cv Español (71.2 cm), pero sin diferenciarse significativamente 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).

183

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.

Número de dientes por bulbo y peso de bulbo Rendimiento de bulbos De acuerdo con el Cuadro 2, en el ciclo otoño-invierno 20012002 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 significativas entre tratamientos. Mientras que, en la característica peso por bulbo, Coreano tuvo el mayor valor con 48.5 g, pero sin diferenciarse significativamente 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 significativamente 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 significativamente 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 significativamente 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 significativamente 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 significativamente (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

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 significativamente. 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 significativas 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 significancia 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 significancia 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 significativamente 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

184 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

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 significativamente 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 significativamente 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

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

Tamaño de bulbo (%) con base a diámetro (cm) 10 6.5 - 6.9

9 6.0 a 6.4

8 5.3 a 5.9

7 4.7 a 5.2

6 4.2 a 4.6

5 < 4.2

Español Coreano Taiwan C. de Cadereyta Del-45 Del-53 Tinguindin Tacatzcuaro

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

5 bc 23 a 2c 2c 7 bc 5 bc 13 abc 10 abc

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

41 ab 13 b 35 ab 50 a 37 ab 47 ab 35 ab 33 ab

10 bcd 0d 18 abcd 20 abcd 8 cd 17 abcd 8 cd 10 bcd

2 ab 0 b 5 ab 5 ab 12 ab 3 ab 3 ab 3 ab

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

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

18 ab 15 abc 0c 7 bc 18 ab 7 bc 3 bc

42 ab 53 ab 7b 10 b 43 ab 48 a 32 ab

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

8 cd 8 cd 37 a 33 ab 7 cd 10 bcd 25 abc

0b 0b 20 a 10 ab 0b 2b 3b

7.6 25.6*

16.2 30.6*

37.8 37.2

33.8 32.8

24.2 34.6*

18.8 36.2*

DMS CV

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

Z

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

185

Cuadro 7.Clasificación de bulbos de cultivares de ajo con base a su diámetro (cm), otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua. Tamaño de bulbo (%) con base a diámetro (cm) Cultivares

10 6.5 - 6.9

9 6.0 a 6.4

8 5.3 a 5.9

7 4.7 a 5.2

6 4.2 a 4.6

5 < 4.2

Español Coreano Del-45 Del-53

0a 0a 0a 0a

0 0 0 0

0 bZ 11 a 0 b 0 b

4b 24 ab 5b 15 ab

27 a 29 a 42 a 46 a

34 a 26 ab 41 a 28 ab

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

0a 0a 0a 0a 0a

0 0 1 0 0

0b 4 ab 4 ab 8 ab 7 ab

19 ab 34 a 31 a 33 a 32 a

38 a 37 a 35 a 38 a 37 a

26 ab 22 ab 22 ab 13 b 12 b

0 -

2.1 35.7*

11.2 23.6*

23.1 37.5*

30.5 35.4

21.7 34.6

DMS CV

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

Z

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

2001-2002 2002-2003 2004-2005 DMS Morados: Español Coreano Del-45 Del-53 Blancos Chino CEDEL Chino Calera Del-1 Del-19 DMS Inter. Ciclo x cv CVy

Tamaño de bulbo (%) con base a diámetro (cm) 10 6.5 - 6.9 0 bz 5a 0b 1.2

9 6.0 a 6.4 2b 12 a 1b 3.0

8 5.3 a 5.9 21b 41a 6c 6.6

7 4.7 a 5.2 45 a 31 b 23 c 7.7

6 4.2 a 4.6 24 b 8c 37 a 7.1

5 < 4.2 7b 2b 30 a 5.3

2 bz 9a 0 b 0 b

3b 9a 3b 2b

22 ab 29 a 24 ab 21 ab

28 a 27 a 29 a 35 a

23 a 12 a 21 a 27 a

18 ab 11 ab 19 a 12 ab

1b 2 b 2 b 1b 2.6 ** 26.5

7 ab 6 ab 7 ab 2b 6.5 ** 40.2

20 ab 26 ab 15 b 20 ab 14.0 ** 24.6

31 a 34 a 38 a 38 a 16.4 ** 17.9

25 a 20 a 26 a 29 a 17.1 ns 29.5

12 ab 12 ab 10 ab 6b 11.4 ns 36.0

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

Z

186 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

PS follaje planta-1 (g)

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.

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).

16

Español

14

Coreano

12

DEL-45

10

DEL-53

8

Chino CEDEL Chino Calera

6 4 2 0 18-Dic.

19-Ene.

19-Feb.

19-Mar.

19-Abr.

Fechas de muestreo

PS bulbo planta-1 (g)

Figura 1. Dinámica de crecimiento de follaje en cultivares de ajo otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua. PS= peso seco. 35

Español

30

Coreano

25

DEL-45 DEL-53

20

Chino CEDEL Chino Calera

15 10 5 0 18-Dic.

19-Ene.

19-Feb.

19-Mar.

19-Abr.

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

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

187

Español

TAC (g día-1 planta-1)

Coreano DEL-45 DEL-53

0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

Sel. Chino Chino Cal DEL-1 DEL-*AG

19-Ene.

19-Feb.

19-Mar.

19-Abr.

Fechas de muestreo Figura 3. Tasa absoluta de crecimiento (TAC) de bulbo en cultivares de ajo otoño-invierno 2003-2004 en Delicias, Chihuahua. CONCLUSIONES Se encontró significancia entre ciclos de producción en longitud final de follaje, número de hojas a cosecha, número de dientes, peso por bulbo y calidad de bulbos (con base a diámetro). Se observó significancia entre cultivares para longitud final 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 significativamente 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).

LITERATURA CITADA Acosta, R. G. F. 1985. Crecimiento y rendimiento de dos variedades de ajo (Allium sativum L.) en cuatro fechas de siembra. In: Día del Triguero 1985. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Agrícola Experimental Delicias (SARH-INIFAP-CAEDEL). Ciudad Delicias, Chihuahua, México. p. 37-43. Acosta, R. G. F.; Luján F. M. 1988. Desarrollo, rendimiento y calidad de ocho materiales de ajo en la región de Delicias, Chihuahua. Informe de investigación. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Agrícola Experimental Delicias (SARHINIFAP-CAEDEL). Ciudad Delicias, Chihuahua, México. 24 p. Apoyos y Servicios a la Comercialización Agropecuaria (ASERCA). 1999a. Producción mundial de ajo. In: Claridades Agropecuarias. (ASERCA).Vol. 68:20-26.

188 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Apoyos y Servicios a la Comercialización Agropecuaria (ASERCA). 1999b. El ajo mexicano, una historia de eficiencia y calidad. In: Claridades Agropecuarias. (ASERCA).Vol. 68:3-16. Chávez, S. N.; y Berzoza, M. M. 2002. Fertirrigación con riego por goteo en hortalizas y forrajes. In: Resultados y avances de la investigación en el estado de Chihuahua. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Experimental Delicias (SAGARPA-INIFAP-CEDEL). Ciudad Delicias, Chihuahua, México. p. 89-100. (Publicación Especial No. 9). Chávez, S. N. 2004. Uso del paquete estadístico SAS en la investigación agropecuaria. CEDEL-CIRNOCINIFAP. 84 p. Gaviola, S.; Lipinski, V. M. 2004. Evaluación de rendimiento y nitratos en ajo cv. Nieve INTA con riego por goteo. Agric. Téc. (Argentina) 64(2):172181. González, H. V. A.; Livera, M. M; Mendoza, O. L. E. y Barrera, C. C. 1986. Crecimiento y desarrollo de sorgos contrastantes en vigor y precocidad. Fitotecnia. 8:95-110. Hunt, R. 1978. Plant growth analysis. Studies in Biology No. 96. E. Arnold Publ. London. Hunt, R. 1982. Plant growth curves: The functional approach to plant growth analysis. Edward Arnold Limited. London. Jones, H. A. and Mann, L. K. 1963. Onions and their allies; botany, cultivation and utilization. New York. Intersciences. 286 p. Luján, F. M. 1991. La investigación fisiotécnica en hortalizas. Rev. Fitotec. Mex. 14:256-266. Macías, V. L. M. 2001.Mejoramiento genético de ajo en el estado de Aguascalientes. Memorias del IX Congreso de la Sociedad Mexicana de Ciencias Hortícolas. Horticultura Mexicana 8(3):10. Matus, I.; González, M. I. and del Pozo, A. 1999. Evaluation of phenotypic variation in a chilean collection of garlic (Allium sativum L.) clones using multivariate analysis. Plant Genet. Resour. Newsl. 117:31-36. Messiaen, C. M.; Lallemand, J. and Briand, F. 1994. Varietal groups in garlic cultivars. Acta Hort. 358:157-159. Pardo, R. A. y Marin, R. C. 2003a. Clasificación de cultivares de ajo por métodos de análisis multivariado. Agronomía Trop. 53(4):10-21.

Gerardo Francisco Acosta-Rodríguez et al.

Pardo, R. A. y Marin, R. C. 2003b. Clasificación de cultivares de ajo por métodos de análisis multivariado. Agronomía Trop. 53(4):1-9. Pérez, M. L. 1990. Radiosensibilidad de cultivares de ajo (Allium sativum L.). Rev. Fitotec. Mex. 13:97103. Pérez, M. L.; García, R. P. M.; Ramírez, M. R. y Barrera, G. J. L. 2003. Evaluación de cultivares de ajo morado y blanco por su rendimiento agronómico e industrial en Irapuato, Guanajuato. Acta Universitaria. Universidad de Guanajuato. 13(3):57-65. Portela, J. A. y Cavagnaro, J. B. 2005.Growing phases of the white garlic (Allium sativum L.) plant in relation to field temperature an day lenght. Acta Hort. 688:239-246. Rosen, C. J. y Tong, C. B. S. 2001. Yield, dry matter partitioning, and storage quality of hardneck garlic as affected by soil amendments and scape removal. HortScience. 36(7):1235-1239. Sánchez, H. J. F.; Matus, G. J. A.; García, D. G. y Galindo, O. M. A. 1996. Rentabilidad y ventaja comparativa de ajo, brócoli y coliflor en Guanajuato, Zacatecas y Aguascalientes (1991-1992). Agrociencia 30(4):559568. Statistical Analysis Systems (SAS) Institute. 1986. SAS/ STAT guide for personal computers, version 6. SAS Inst. Cary, N. C. Stahlschmidt, O.; Cavagnaro, J. B. and Borgo, R. 1997. Growth analysis of three garlic (Allium sativum L.) cultivars with differences in yield. Acta Hort. 433:427-434. Takagi, H. 1990. Garlic Allium sativum L. In: Brewster, J. L. and Rabinowitch, H. D. (eds.) Onions and allied crops. CRC Press. Boca Raton, Fl.

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 189-200

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

1 2

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, IztaccíhuatlPopocatépetl 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 significativas 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 afines a la raza Cacahuacintle. * Recibido: Junio de 2006 Aceptado: Septiembre de 2007

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 significant 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 first 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 definition of subgroups. The available evidences indicate that the landraces from the Puebla Valley, diverge from the Conico type materials, and have some similarity with

190 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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.

René Hortelano Santa Rosa et al.

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

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 específico 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.

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y MÉTODOS

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 superficie se cultivó bajo condiciones de temporal. Otro aspecto relevante es que se emplean predominantemente variedades nativas; al respecto, INEGI (2002) refiere 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.

El área geográfica 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 geográfica 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.

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 infiltración racial de diferente magnitud. Finalmente, Muñoz (2003) menciona que en el Valle de Puebla se encuentran los maíces Chalqueño, Cónico, Elotes cónicos y Cacahuacintle.

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

Cuadro 1. Número de colecta, color de grano y procedencia de los maíces nativos evaluados en 2004. Etiqueta Número de Color de Localidad colecta grano 1 5963 Rojo Acajete 2 6032 Blanco Acajete 3 6097 Azul Ntra. Sra. del Monte 4 6265 Blanco Ntra. Sra. del Monte 5 6270 Blanco Tepetzala 6 6962 Rojo Canoa 7 6964 Pinto La Resurrección 8 6967 Amarillo Tepulco 9 6968 Blanco Tepatlaxco A 6972 Moradillo Canoa B 6980 Azul Tepatlaxco C 6981 Azul Tepetzala D 6995 Blanco C. Canoa E 7008 Blanco C. Tepatlaxco F 7013 Moradillo La Resurrección G 7016 Azul La Resurrección H 7023 Pinto Tepulco I 7040 Amarillo Acajete J 7252 Blanco Ixtenco K 7269 Blanco S. Pablo del Monte L 5994 Blanco S. Juan Cuautlancingo M 6004 Azul Tianguismanalco N 6008 Amarillo S. Matías Atzala P 6013 Azul Zacatepec Q 6067 Blanco Huejotzingo R 6120 Blanco S. Mateo Capultitlán S 6153 Blanco Zacatepec T 6237 Rojo S. Lorenzo Chiautzingo U 6857 Blanco Huejotzingo V 6867 Blanco S. Matías Atzala W 6892 Blanco S. Miguel Tianguizolco X 6893 Azul S. Lorenzo Chiautzingo Y 6903 Moradillo S. Lorenzo Chiautzingo Z 6914 Pinto S. Lorenzo Chiautzingo a 6922 Azul S. Miguel Tianguizolco b 6929 Rojo Tianguismanalco c 7045 Amarillo S. Simón Atzitzintla d 7057 Blanco S. Matías Atzala e 7061 Pinto S. Lorenzo Chiautzingo f Pinto S Pinto Huejotzingo g 5977 Azul Sta. Rita Tlahuapan h 6041 Azul S. Juan Tlale i 6063 Blanco Sta. María Nepopualco j 6099 Blanco S. Francisco La Unión k 6149 Blanco S. Juan Tlale

Municipio Acajete Acajete Acajete Acajete Acajete Puebla Puebla Acajete Acajete Puebla Acajete Acajete Puebla Acajete Puebla Puebla Acajete Acajete Ixtenco, Tlaxcala S. P. del Monte, Tlaxcala Cuautlancingo Tianguismanalco S. Felipe Teotlalcingo Huejotzingo Huejotzingo Huejotzingo Huejotzingo Chiautzingo Huejotzingo S. Felipe Teotlancingo Huejotzingo Chiautzingo Chiautzingo Chiautzingo Huejotzingo Tianguismanalco S. Salvador el Verde S. Felipe Teotlancingo Chiautzingo Huejotzingo Tlahuapan S. Felipe Teotlancingo Huejotzingo Tlahuapan S. Felipe Teotlancingo

Altitud msnm 2420 2420 2800 2800 2480 2600 2320 2560 2540 2600 2540 2480 2600 2540 2320 2320 2560 2420 2500 2240 2140 2160 2340 2220 2260 2260 2220 2400 2260 2340 2340 2400 2400 2400 2340 2160 2680 2340 2400 2260 2500 2480 2540 2680 2480

Región* M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V IP IP IP IP IP

192 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

René Hortelano Santa Rosa et al.

Cuadro 1. Número de colecta, color de grano y procedencia de los maíces nativos evaluados en 2004 (continuación). m n o p q r s t u v w x y

6155 6181 6203 6214 6847 6880 6927 7049 7050 7058 7073 7078 7103

g Blanco La Preciosita Tlahuapan Blanco S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde Amarillo S. Rafael Ixtapalucan Tlahuapan Blanco S. Nicolás Zecalacoayan Chiautzingo Blanco S. Andrés Calpan Calpan Blanco S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde Moradillo Sta. María Atexcac Huejotzingo Rojo S. Salvador el Verde S. Salvador el Verde Pinto S. Andrés Hueyacatitla S. Salvador el Verde Azul S. Antonio Tlaltenco Chiautzingo Rojo S. Pedro Yancuitlalpan S. Nicolás de los Ranchos Azul Santiago Xalitzintla S. Nicolás de los Ranchos Moradillo Sta. María Nepopualco Huejotzingo

2690 2240 2600 2460 2400 2240 2640 2400 2240 2580 2500 2560 2540

IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP

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

Ÿ

S. F. TEOTLALCINGO

IXTENCO CUAUTLANCINGO S. P. DEL MONTE

Ÿ

Ÿ

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 floración 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 floración, se marcaron cuatro plantas con competencia completa en las cuales se cuantificó 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.

Diversidad morfológica de maíces nativos del Valle de Puebla

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.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 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 significativas en 15 variables y significativas en diámetro de mazorca; no hubo variación significativa 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 significativas 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,

193

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 influyeron 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 significativa 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 influencia 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 floración 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

194 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

René Hortelano Santa Rosa et al.

Cuadro 2.Cuadrados medios, media y coeficiente 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. Variable Días a floración masculina Días a floración femenina Altura de planta Altura de mazorca Peso seco de muestra

Cuadrados medios

Media

CV (%)

Maíces nativos (M. N.)

Ambientes

M. N. × Amb.

Error

237.47 ** 300.15 ** 4030.26 ** 3953.71 ** 53813.35 **

17225.89 ** 21382.58 ** 63818.78 ** 33006.98 ** 1022.67 ns

5.370 ns 7.350 ns 265.010 * 190.620 ns 8472.740 ns

5.25 6.60 183.27 186.75 8182.85

93.90 99.24 302.40 163.04 692.73

2.44 2.58 4.47 8.36 13.05

Porcentaje de grano Porcentaje de olote Longitud de mazorca Diámetro de mazorca

18.88 ** 18.88 ** 5.23 ** 0.54 *

2.23 ns 2.23 ns 14.47 ** 1.18 *

2.200 ns 2.20 ns 1.280 ns 0.060 ns

1.59 1.59 1.22 0.058

90.85 9.14 14.58 4.66

1.38 13.79 7.60 5.17

Número de hileras Granos por hilera Ancho de grano Longitud de grano

12.05 ** 29.32 ** 0.018 ** 0.07 **

10.24 ** 14.93 ns 0.0001 ns 1.61 **

1.220 ns 8.230 * 0.002 ns 0.010 ns

1.03 6.31 0.001 0.008

15.26 28.86 0.81 1.52

6.65 8.70 5.11 5.89

Grosor de grano

0.003 **

0.022 **

0.0008 ns

0.0006

0.42

6.25

Ancho/longitud de grano Volumen de grano

0.014 ** 0.031 **

0.22 ** 0.067 **

0.002 * 0.004 ns

0.0012 0.0035

0.54 0.52

6.46 11.30

Número de ramas de espiga Longitud total de espiga Longitud promedio de ramas Longitud de rama central Longitud del pedúnculo

37.16 ** 50.44 ** 52.87 ** 37.06 ** 8.62 **

219.09 ** 160.23 ** 287.56 ** 149.10 ** 42.29 **

7.470 ns 11.530 ns 15.010 ns 12.470 ns 3.950 ns

7.58 10.71 12.16 10.96 5.28

10.55 40.91 33.28 27.51 7.62

26.08 8.00 10.47 12.03 30.14

*= significancia al 5%; **= significancia al 1%; ns= no significativo; CV= coeficiente de variación.

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 ramificadas. 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 ramificadas. 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 identificar 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

Diversidad morfológica de maíces nativos del Valle de Puebla

195

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. Variables

Vectores característicos 1

CP1 [6.08] (34.5%)2

CP2 [3.73]1 (21.2%)2

CP3 [2.69]1 (15.2%)2

Altura de planta Altura de mazorca Días a floración masculina Días a floración femenina Núm. de ramificaciones de espiga

0.376 0.337 0.294 0.310 0.108

-0.028 -0.062 -0.272 -0.240 -0.132

0.104 0.155 0.194 0.154 0.152

Longitud total de espiga Longitud promedio de ramas Peso seco de muestra

0.290 0.317 0.286

0.035 -0.087 0.288

0.088 0.105 -0.124

Porcentaje de grano Longitud de mazorca Diámetro de mazorca Número de hileras en mazorca

0.020 0.287 0.207 0.208

0.278 0.109 0.326 -0.135

-0.286 0.030 -0.068 -0.197

Número de granos por hilera

0.242

-0.102

-0.297

Ancho de grano Longitud de grano

-0.041 0.151

0.348 0.364

0.352 -0.263

Grosor de grano Ancho/longitud de grano Volumen de grano

0.029 -0.166 0.068

0.215 -0.025 0.481

0.353 0.507 0.240

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

1

4

CUADRANTE II

PR t

2

CP 2 (21.2%; dmz, agr, lgr, vgr)

CUADRANTE I

Grupo Grano Pigmentado

u

T

0 1

PZ

PM

E

Y wM d b v h m e s N ¿ Z a yc 2 g o q 5 C I F H J 6

r p jX P

3

4V

BD k x An f

8

-2 W

-8

$ G R K

7 i L

BC BH

Grupo Grano Blanco

+

-4

-6

U Q

&

S

9

%

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

#

CUADRANTE III

CUADRANTE IV

-10 -14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

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

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.

196 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

René Hortelano Santa Rosa et al.

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

Subgrupo

dfm1 (días)

dff (días)

apl (cm)

almz (cm)

dmz (cm)

agr (cm)

lgr (cm)

vgr ltes (cm3) (cm)

lpr (cm)

Grano PR pigmentado PZ PM Media

86 90 96 91

89 95 102 95

270.3 295.8 313.1 293.1

132.2 158.9 173.1 154.7

4.6 4.7 4.8 4.7

0.89 0.84 0.83 0.9

1.53 1.57 1.58 1.6

0.60 0.56 0.55 0.6

39.8 39.9 41.3 40.3

24.6 26.3 28.3 26.4

Grano Blanco

BH BC Media

98 99 99

104 105 105

318.8 328.9 323.8

178.0 183.8 180.9

4.5 4.9 4.7

0.77 0.80 0.8

1.47 1.56 1.5

0.46 0.53 0.5

42.4 43.8 43.1

29.5 30.1 29.8

Testigos

Cacahuacintle Comp. Cajetes Chalco Crema Chalco Palomo Zac-58 Cr. Mezquital

90 120 99 101 75 90

95 123 107 107 77 95

300.8 354.4 335.6 283.1 185.2 267.6

159.7 245.2 186.9 132.8 60.0 131.4

4.7 3.8 4.9 4.6 3.8 4.3

0.94 0.79 0.79 0.67 0.77 0.68

1.36 1.20 1.64 1.52 1.23 1.36

0.59 0.38 0.56 0.37 0.38 0.33

42.5 38.3 45.4 38.8 28.6 40.9

28.0 29.3 33.3 25.7 20.4 26.8

dfm= días a floración masculina; dff= días a floración 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.

1

de mazorca, longitud de espiga y de rama central, aunque la mayor diferencia se observó en las variables: días a floración 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.

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 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 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.

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 definidos. En el cuadrante III, se presentaron muy próximos entre sí el Cónico (Criollo

Para definir 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 identificaron 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

Diversidad morfológica de maíces nativos del Valle de Puebla

197

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

definido (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).

198 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

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 afinidad 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 afines 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 afines a Cacahuacintle, y que los maíces nativos con grano pigmentado no guardaron relación evidente con las

René Hortelano Santa Rosa et al.

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 flujo 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 geográfica 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 confirmando de esta forma al patrón varietal definido 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.

Diversidad morfológica de maíces nativos del Valle de Puebla

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 floración, 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 financiero 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.

LITERATURA CITADA Cervantes, S. T. y Mejía, H. A. 1984. Maíces nativos del área del Plan Puebla. Recolección de plasma germinal y evaluación del grupo tardío. Revista Chapingo (México) 43-44: 64-71. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). 1974. The Puebla Project: Seven years of experience: 1967-1973. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo. El Batán, México. p. 1-2. Gil, M. A.; López, P. A.; Muñoz O., A. y López S., H. 2004. Variedades criollas de maíz (Zea mays L.) en el estado de Puebla, México: diversidad y utilización. In: Manejo de la diversidad de los cultivos en los agrosistemas tradicionales. Chávez-Servia, J. L., Tuxil y D. I. Jarvis (eds.). Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos, Cali Colombia. p. 18-25. Herrera, C. B. E.; Castillo G. F.; Sánchez, G. J. J.; Ortega, P. R. y Goodman, M. M. 2000. Caracteres morfológicos para valorar la diversidad entre poblaciones de maíz en una región: caso la raza Chalqueño. Rev. Fitotec. Mex. 23:335-354.

199

Herrera, C. B. E.; Castillo, G. F.; Sánchez, G. J. J. Hernández, C. J. M y Ortega, P. R. 2004. Diversidad del maíz Chalqueño. Agrociencia 38:191-206. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). 1987. Síntesis geográfica, nomenclator y anexo cartográfico del Estado de Puebla. México, D. F., México. p. 51. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). 2002. Anuario Estadístico del Estado de Puebla. Tomo II. Aguascalientes, Aguascalientes. México. p. 577-700. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). 2005. Anuario Estadístico del Estado de Puebla. Tomo II. Aguascalientes, Aguascalientes. México. p. 859-1000. López, P. A.; López, S. H. y Muñoz, O. A. 1996. Selección familial en maíces criollos del Valle de Puebla. In: Edmeades, G. O.; Bänzinger, M.; Mickelson, H. R. and Peña-Valdivia, C. B. (eds). Proceedings of a Symposium: Developing drought and low-nitrogen tolerant maize. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz Y Trigo (CIMMYT), El Batán, México. p. 433-437. Martínez, G. A. 1988. Diseños Experimentales. Métodos y elementos de teoría. Ed. Trillas. México. p. 405-459. Martínez, G. A. 1989. Manual de diseño y análisis de los Látices. Centro de Estadística y Cálculo. Colegio de Postgraduados. Chapingo, México. p. 1-14 (Monografías y Manuales en Estadística y Cómputo. Vol. 8, Núm. 3). Muñoz, O. A. 2003. Centli-Maíz. Prehistoria e historia, diversidad, potencial, origen genético y geográfico, glosario centli-maíz. Colegio de Postgraduados SINAREFI. Montecillo, Estado de México. p. 133143. Rohlf, J. F. 1993. NTSYS-pc: Numerical taxonomy and multivariate analysis system (Ver. 1.8). Exeter Software. Department of ecology and evolution. State University of New York. N.Y. Romero, P. J.; Castillo, G. F. y Ortega, P. R. 2002. Cruzas de poblaciones nativas de maíz de la raza Chalqueño. II. Grupos genéticos, divergencia y heterosis. Rev. Fitotec. Mex. (México) 25(1):107-115. Sánchez, G. J. J.; Goodman, M. M. and Stuber C. W. 2000. Isozymatic and morphological diversity in the races of maize of Mexico. Economic Botany (USA) 54(1):4359. Statistical Analysis System Institute. 1999. The SAS® System for Windows® (Ver. 8.0). SAS Institute Inc. Cary, NC, USA.

200 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Wellhausen, E. J.; Roberts, L. M. y Hernández, X. E. (en colaboración con P. C. Mangelsdorf). 1951. Razas de Maíz en México. Su origen, características y distribución. Oficina de Estudios Especiales. Secretaria de Agricultura y Ganadería. México, D. F. p. 23-47. (Folleto Técnico No. 5). Wright, J. W. 1976. Introduction to forest genetics. Academic Press. New York, USA. p. 254-259.

René Hortelano Santa Rosa et al.

Agricultura Técnica en México Vol. 34 Núm. 2 Abril-Junio 2008 p. 201-211

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 Facultad 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] 1

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 (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 habaavena-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). Figura 1. Localización del área de estudio.

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

15.9

P-Bray (mg kg-1)

traza

69.9

K (mg kg-1)

0.13

Arcillosa

Ca (mg kg-1)

5.71

1.12

Mg (mg kg-1)

2.29

Mn (mg kg-1)

111.4

(%) Limo fino 0.005-0.002mm (%) Arcilla 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 significativa 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 significativo 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. Cuadro 5.Densidad aparente del suelo para tres profundidades y tres tratamientos, Cointzio, Michoacán. 2004. 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

Letras diferentes entre tratamientos (filas) indican diferencias significativas 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 coeficiente 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

206 Agric. Téc. Méx. Vol. 34 Núm. 2 Abril - Junio 2008

Lenin Ejecatl Medina Orozco et al.

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 coeficientes 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 infiltración 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%. 10

TM-Maíz+fríjol+residuos

20

O-Maíz+fríjol

2.5

30 40

2.0

50 1.5

60

1.0

70 80

0.5

-1

AV-Descanso

Intensidad (mm h )

3.0 -1

Parámetro

Tratamiento

Lluvia (mm) -1

Intensidades máximas (mm hr )

AV

TM

O

-

22

-

-

-

-

I5 I10 I15 I30 Inicio y final de la lluvia (min:h) Inicio del escurrimiento (min)

43.2 34.8 31.2 28.4 13:29

13:17-14:13 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

0.04

0.17

0.02

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

Letras diferentes entre tratamientos para la lámina escurrida indican diferencias significativas 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 significativamente menor (0.8 mm) y mayor capacidad para retardar el inicio del escurrimiento (26 min después del inició de lluvia).

0

3.5

Gasto (L seg )

Cuadro 6.Características de lluvia del 28-jun-2004 y flujo superficial generado.

90

0.0

15:11

15:05

14:59

14:53

14:47

14:41

14:35

14:29

14:23

14:17

14:11

14:05

13:59

13:53

13:47

13:41

13:35

13:29

13:23

13:17

13:11

100

Tiempo (h:min)

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 refieren únicamente al segundo pico que fue el más importante.

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

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

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

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

agua del sistema (