Introducción

En el 2013 en México, se sembraron 683 044 ha de trigo harinero (Triticum aestivum L. y trigo macarronero (T. durum L.) y se cosecharon 3 357 306 t, lo anterior se produjo en 94.4% en condiciones de riego durante el ciclo otoño-invierno 2013-2014. En este ciclo, en Guanajuato se sembró 100% de su superficie bajo riego que fue de 42 213 ha y aportó 60 250 t, colocándose en el tercer lugar de la superficie sembrada y el sexto lugar en la producción nacional. Así mismo este cultivo ocupó el segundo lugar en área sembrada en el estado (^{SIAP, 2015}). De acuerdo con ^{Bolaños et al. (2001)} de doce cultivos analizados, el trigo se ubicó en tercer lugar con mayor gasto en lámina de riego con 0.97 m por ciclo agrícola, superado por la fresa y la alfalfa con 1.45 y 1.1 m, respectivamente. La lámina de riego es superior a los promedios del garbanzo, tomate, jitomate, cebolla, brócoli, esparrago, maíz, ejote y frijol.

Lo anterior indica la dependencia de la producción nacional de trigo respecto del agua de riego y explica parcialmente, por qué México gasta más de 80% de su volumen de agua en la agricultura. En 2010 en Guanajuato de 4 134 hm³ año^-1 consumidos, 83.1% de agua se destinó para la agricultura y 66.5% provino de mantos acuíferos (^{CONAGUA, 2010}). De tal manera que en Celaya, Guanajuato, en 2004 existían 2 000 pozos con una profundidad de extracción de 80 a 100 m, que suministraban 593*10⁶ m³ de agua al año. Mientras que para 2009 se incrementaron a 2, 887 y se extrajeron 600*10⁶ m³ a una profundidad superior a 110 m (^{Huizar et al., 2011}). Lo anterior contribuyó que desde 2005 Guanajuato se haya declarado con un grado de presión media-fuerte (el grado de presión sobre el recurso hídrico es definido como el volumen total de agua concesionado entre la disponibilidad natural) sobre este recurso (^{CONAGUA, 2010}). Con base a lo anterior y de acuerdo con ^{Geerts y Raes (2009)}, bajo estas condiciones de deficiencia de agua de riego, deberán de mantenerse los rendimientos y la calidad antropocéntrica de los cultivos.

En este contexto, Estados Unidos de Norteamérica principal exportador de trigo harinero a México, basa su producción en condiciones de temporal, lo que reduce sus costos de producción. Adicionalmente, el trigo duro rojo de invierno del cual se importan anualmente más de un millón de toneladas (^{CANIMOLT, 2013}), se caracteriza por ser de buena calidad panadera por presentar contenido de proteína de 12.6%, peso hectolítrico de 79.4 kg hL^-1, fuerza de la masa de 350*0^-4 J, relación tenacidad-extensibilidad de 1.2 y volúmenes de pan de 842 mL (^{Maghirang et al., 2006}).

De tal manera que la producción de trigo harinero de riego producido en México, debe competir, en precio y calidad industrial, con el trigo importado. Con base en lo anterior, es necesario evaluar la cantidad de agua en este cultivo asociada con las características de calidad industrial (^{Solís et al., 2014}). Dado que en los programas de mejoramiento en México para las zonas de riego usualmente se evalúa el rendimiento de grano y el uso del agua de riego; sin embargo, falta caracterizar su calidad industrial en relación con este factor. Por lo que el objetivo de la presente investigación fue determinar el comportamiento de las características de calidad industrial de variedades comerciales de trigo harinero en relación con la aplicación del número de riegos.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

Se encontraron diferencias significativas entre calendarios de riego y genotipos para todas las variables de calidad industrial analizadas, lo que concuerda con lo reportado por ^{Huang et al. (2004)}, ^{Ghanbari (2010)}, ^{Seleiman et al. (2011)} y ^{Weiwei et al. (2015)}. Para la interacción genotipo por calendario de riego se encontraron diferencias en la mayoría de los parámetros probados excepto para dureza de grano (Cuadro 1).

^*, ^**= significativas con p≤ 0.05 y p≤ 0.01; Gen= genotipo; FV= fuente de variación; gl= grados de libertad; PHL= peso hectolítrico; DG= dureza de grano; PH= proteína en harina; TAM= tiempo de amasado; W= fuerza de la masa; PL= relación tenacidad/extensibilidad; VP= volumen de pan; CV= coeficiente de variación

Cuadro 1 Cuadrados medios de rendimiento de grano y variables de calidad industrial de trigos harineros bajo diferentes calendarios de riego. 

El contenido de proteína en harina, fuerza de la masa y volumen de pan exhibieron sus valores mayores cuando se aplicó el calendario de dos riegos de auxilio, y disminuyeron con los de tres y cuatro (Cuadro 2).

^†= Valores medios con diferente letra en una columna son estadísticamente diferentes. PHL= peso hectolítrico; DG= dureza de grano; PH= proteína en harina; TAM= tiempo de amasado; W= fuerza de la masa; PL= relación tenacidad/extensibilidad; VP= volumen de pan; CV= coeficiente de variación. DSH= diferencia significativa honesta.

Cuadro 2 Comparación de medias de variables de calidad industrial de trigo harinero por calendario de riego. 

El incremento de proteína y la fuerza de la masa, de acuerdo a lo señalado por ^{Konopka et al. (2007)} y ^{Flumignan et al. (2013)}, en asociación con buena extensibilidad, por su PL< 1, propició volúmenes de pan mayores a 900 mL (Cuadro 2). Esto apoya a lo indicado por ^{Aslani et al. (2006)} y ^{Chang et al. (2009)} quienes encontraron que los volúmenes altos de pan son favorecidos por la extensibilidad mayor de la masa. Mediante la utilización de tres riegos de auxilio fue posible obtener características de masa fuerte con excelente extensibilidad, por su W mayor a 300*10^-4 J y PL= 0.7, lo cual produjo volúmenes de pan superiores a 800 mL, apropiados para la industria de la panificación (Cuadro 2)

Adicionalmente se asoció con pesos hectolítricos superiores a 75 kg hL^-1, lo que favorecerá el rendimiento harinero en la industria molinera, lo cual concuerda con ^{Baasandorj et al. (2015)} quienes indicaron que granos con pesos hectolitricos altos favorecen la extracción de la harina. La aplicación del calendario de cuatro riegos de auxilio produjo los valores más altos en peso hectolítrico; sin embargo, se asoció con los valores más bajos de proteína, tiempo de amasado, fuerza de la masa y volumen de pan, mientras que con un solo riego de auxilio, las características de calidad industrial presentaron valores aceptables para la industria nacional (Cuadro 2).

El mejor volumen de pan se obtuvo con el calendario de 0-35-70; es decir, cuando se tuvo sequia durante la floración, esto coincide con el mayor contenido de proteína en la harina y con la mayor fuerza. El calendario de riego 0-35-70-105, cuando la sequía se presentó en llenado de grano se obtuvo el segundo mejor volumen de pan, coincidiendo esto con el segundo mejor contenido de proteína y fuerza de la masa. El tercer valor de volumen de pan se obtuvo cuando la sequía se presentó en el estado de embuche con el calendario 0-35 y el menor volumen de pan se obtuvo sin sequía con el calendario 0-35-70-105-125 asociándose con los valores más bajos de proteína en la harina y fuerza de la masa. Estos resultados concuerdan con lo reportado por ^{Konopka et al. (2007)} y ^{Flumignan et al. (2013)}. Al igual que lo encontrado en este estudio ^{Kimball et al. (2001)} quienes reportaron que la calidad disminuye cuando el trigo crece en condiciones sin estrés.

Con excepción de la variedad Gálvez M87, que mostró grano suave, todas las variedades se caracterizaron por presentar grano duro por sus valores menores a 47%, (Cuadro 3), que es apropiado para mejorar la calidad panadera de acuerdo con ^{Barrera et al. (2007)}, dado que existe una cantidad de almidón dañado durante la molienda, lo que provoca mayor absorción de agua y facilita la acción de las enzimas, lo cual incrementa la producción de gas durante la fermentación. Todas las variedades originaron masas que se clasificaron como fuertes por su W> 300*10^-4 J, lo cual se debe en parte a la calidad de sus alelos de proteínas presentes en la harina que favorecen la fuerza del gluten (^{Espitia et al., 2008}).

Valores medios con diferente letra en una columna son estadísticamente diferentes. PHL= peso hectolítrico; DG= dureza de grano; PH= proteína en harina; TAM= tiempo de amasado; W= fuerza de la masa; PL= relación tenacidad/extensibilidad; VP= volumen de pan; CV= coeficiente de variación. DSH= diferencia significativa honesta.

Cuadro 3 Comparación de medias de variables de calidad industrial de variedades de trigo harinero bajo condiciones de diferentes calendarios de riego. 

Con base en su PL, la mayoría de las variedades se agruparon como extensibles por sus valores menores a 1.1. Las excepciones fueron Tlaxcala F2000 y Rebeca F2000, que se clasificaron como balanceadas y tenaces por su PL= 1 y mayor de 1.2, respectivamente (Cuadro 3). Por lo que la mayoría de los genotipos combinaron masas fuertes y extensibles, que favorecen el volumen de pan.

La variedad Temporalera M87 presentó el segundo lugar de proteína en harina refinada asociada con masa fuerte y extensible, lo cual se reflejó en su volumen de pan mayor. Esto se corroboró con las correlaciones positivas del volumen de pan con proteína en harina y fuerza de la masa (Cuadro 4). Por otro lado, el volumen de pan se correlacionó negativamente con el PL, lo cual indica que las masas deben presentar mayor extensibilidad; es decir, valores bajos de PL asociado a valores altos de proteína y fuerza de la masa lo cual ya había sido señalado por ^{Sánchez et al. (2015)}.

VP= volumen de pan; ^*, ^**= significativas con p≤ 0.05 y p≤ 0.01; ns= no significativo.

Cuadro 4 Correlaciones de Pearson entre variables de calidad industrial de variedades de trigo harinero bajo diferentes calendarios de riego. 

Dichas correlaciones se corroboran en los calendarios uno y dos de riego, dado que el volumen de pan se correlacionó positivamente con el contenido de proteína en harina, y negativamente con la relación tenacidad/extensibilidad; mientras que la condición de dos riegos se relacionó positivamente con tiempo de amasado. Por otro lado, la dureza de grano se correlacionó negativamente con el porcentaje de proteína en harina en todos los regímenes de riego; sin embargo, dado que valores altos de esta variable son indicativos de granos suaves, se concluye que granos suaves se asocian con menor porcentaje de proteína en harina (Cuadro 5), es evidente que la asociación del volumen de pan varía a través de los calendarios de riego, debido al incremento en la expresión de algunos caracteres y la disminución en otros.

^*, ^**= significativas con p≤ 0.05 y p≤ 0.01; ns= no significativo; PHL= peso hectolítrico; DG= dureza de grano; PH= proteína en harina; TAM= tiempo de amasado; W= fuerza de la masa; PL= relación tenacidad/extensibilidad; VP= volumen de pan.

Cuadro 5 Correlaciones de Pearson por calendario de riego entre variables de calidad industrial de variedades de trigo harinero. 

La variedad Rebeca F2000 se asoció al mayor peso hectolítrico; sin embargo, su volumen de pan fue el menor. Lo anterior se explica por su PL > 1.2, el cual es característico de masas tenaces, las cuales presentan poca extensibilidad de la masa, lo que consecuentemente disminuye el volumen de pan de acuerdo a lo señalado por ^{Sánchez et al. (2015)}.

Mediante la aplicación del calendario de tres riegos las variedades Romoga F96, Náhuatl F2000, Juchi F2000, Rebeca F2000, Tlaxcala F2000 y Batan F96 presentaron volúmenes de pan >900 ml (Figura 1d). Lo anterior se debe a que combinaron contenidos de proteína mayores a 12% (Figura 1a), fuerza de la masa superior a 550*10^-4 J (Figura 1b) y valores de tenacidad/extensibilidad menor 1.1 (Figura 1c), lo cual indica masas balanceadas que asociadas con alta fuerza de la masa favorecen la calidad panadera, lo cual concuerda con lo indicado por ^{Verheyen et al. (2015)}.

Figura 1 Comportamiento de proteína en harina (a), fuerza de la masa (b), relación tenacidad/extensibilidad PL (c) y volumen de pan (d) de variedades de trigo harinero por calendarios de riego. 1: 0-35, 2: 0-35-70, 3: 0-35-70-105 y 4: 0-35-70-105- 125. DSH= diferencia significativa honesta  

Por otro lado, con la aplicación de cuatro riegos la mayoría de los genotipos presentaron valores superiores a 800 ml de volumen de pan con excepción de Rebeca F2000 y Juchi F2000, lo cual en el caso de Rebeca F2000 se explica por su PL mayor a 1.2, que indica masas tenaces lo cual demerita el volumen de pan. Mediante la aplicación de cinco riegos la mayoría de los genotipos disminuyeron su volumen de pan con valores menores a 800 ml, sin embargo, los genotipos Náhuatl F2000 y Tlaxcala F2000 superaron dicho valor, por lo que se asociaron con volúmenes de pan aceptables, ambos genotipos presentaron fuerza de la masa mayor a 450*10^-4 J y valores menores a 1.2 de PL

Con la aplicación del calendario uno de riego los genotipos Temporalera M87, Pavón F76, Gálvez M87, Romoga F96, Náhuatl F2000 y Zacatecas VT74 presentaron volúmenes de pan mayores a 800 ml, dado que combinaron fuerza de la masa superior a 350 x 10-4 J y PL menor a 1.2; comportamiento contrario mostraron Rebeca F2000, Tlaxcala F2000 y Batan F96, que por su PL mayor a 1.2 se asociaron con masas tenaces, lo que disminuyó su volumen de pan, lo cual está de acuerdo con lo encontrado por ^{Martínez et al. (2010)}. Por lo que, dado que la calidad panadera medida como volumen de pan está en función de la cantidad de proteína en la harina, fuerza, extensibilidad y tenacidad de la masa, mediante la aplicación de diferentes calendarios de riego fue posible modificar dichas variables dependiendo del genotipo.

Conclusiones

La calidad panadera es afectada por el número de riegos, la fecha o etapa fenológica de su aplicación y las características de la masa de cada variedad utilizada en la producción de trigo harinero. Por lo que mediante la aplicación de tres riegos se favoreció la concentración de proteína en el grano lo cual asociado con masa fuerte y extensible presentó los volúmenes mayores de pan y la con la aplicación de cinco riegos se presentaron los porcentajes menores de proteína en harina, así como de fuerza de la masa y consecuentemente disminuyeron el volumen de pan. Por lo que, mediante el manejo del número de riegos, fecha de aplicación y de variedades, es posible modificar la calidad industrial.