Introducción

En México, el cultivo de maíz es el más importante por ser el alimento principal de la población, por su superficie sembrada y generar 36% del valor de la producción agrícola. El uso principal es el consumo directo en sus diferentes formas en la alimentación humana. La superficie nacional en 2018 fue de 7.95 millones de hectáreas, de las cuales 7.345 millones fueron para grano, con un rendimiento medio de 3.748 t ha^-1 y una producción de 26.67 millones de toneladas, de las cuales se utilizan para el consumo directo 12.6 millones de toneladas de estas, 35% es a través de la industria harinera y 65% a través de la industria de la masa y la tortilla en el proceso de nixtamalización. Sin embargo, durante 2018 se importaron 17.095 millones de toneladas de grano amarillo para la industria de alimentos balanceados, lo que generó un consumo per capita aparente de 345.6 kg (^{SAGARPA 2018}).

En la región tropical del país se siembran 2.8 millones de hectáreas de maíz, de las cuales, un millón están comprendidas en provincias agronómicas de buena y muy buena productividad y 91 000 ha son sembradas bajo condiciones de riego (^{Espinosa et al., 2019}), en esta superficie, es factible el uso de semilla mejorada de híbridos y variedades sintéticas ya que estos presentan buen potencial de rendimiento bajo condiciones favorables de clima suelo y manejo por parte de los agricultores (^{Sierra et al., 2019}).

En el mejoramiento genético de maíz para el trópico se generan subproductos tales como variedades de polinización libre, variedades sintéticas e híbridos de maíz (^{Sierra et al., 2019}) en la formación de híbridos es importante identificar progenitores con buena aptitud combinatoria general (ACG) y específica (ACE), buen rendimiento per se, tolerancia a estrés biótico y abiótico, facilidad y rentabilidad en la producción comercial de semilla (^{Tadeo et al., 2015a}; ^{Tadeo et al., 2015b}; ^{Trachsel et al., 2016}; ^{Gómez et al., 2017}; ^{Sierra et al., 2018}).

En cuanto al uso de semilla híbrida, se aprovecha la varianza genética desviación de aditividad y las ventajas que ofrece la heterósis en la producción comercial de maíz, dada por la heterocigocis al cruzar progenitores de maíz con relativa divergencia genética (^{Reyes, 1985}; ^{Esquivel et al., 2011}; ^{Sierra et al., 2018}; ^{Sierra et al., 2019}). ^{Chuquija y Huanuqueño (2015}), de un estudio sobre el comportamiento de ocho poblaciones de maíz amarillo, encontraron que las poblaciones 28 y 24 resultaron ser buenos progenitores, en virtud de que sus descendientes resultaron ser más rendidores, de menor altura de planta y más precoces que el probador.

^{Velasco et al. (2019}), de un estudio con germoplasma de maíz adaptado a Valles Altos, localizaron que la cruza F1p9*P8 presentó el valor más alto de heterosis (26.19%). ^{Reyes (1971}), usó en la formación de los híbridos H-503 y H-507 el patrón heterótico trópico húmedo x trópico seco. ^{Córdova et al. (2007}), reportan que la cruza CML247xCML254, ha sido utilizada como testigo en varios experimentos en los programas nacionales en Latinoamérica y en los que ha expresado buen rendimiento y características agronómicas favorables, así también ha sido utilizada por varias empresas productoras de semillas. ^{Sierra et al. (2004}), usaron como probadores líneas endogámicas de buena aptitud combinatoria específica (ACE), LT154, LT155, CML247 y CML254, las cuales permitieron identificar líneas avanzadas y separar grupos heteróticos. ^{De la Cruz et al. (2010}), de un estudio sobre heterosis y aptitud combinatoria en poblaciones de maíz tropical, encontraron que los efectos aditivos fueron el componente principal en la expresión del rendimiento de grano. ^{Gómez et al. (2015}), en cruzamientos de variedades locales de clima templado con variedades adaptadas del trópico encontraron cruzas de la raza Chalqueño con Tepecintle con los valores más altos de heterosis.

Las cruzas varietales representan una alternativa en la producción comercial de maíz debido, entre otras razones a la heterosis que resulta de cruzar dos progenitores variedades de polinización libre, así también, solamente hay que mantener dos progenitores; por lo tanto, es más fácil y rentable la producción comercial de semilla (^{Sierra et al., 2016}; ^{Sierra et al., 2018}). Por su parte, ^{Tadeo et al. (2015}b), mencionan que si bien las variedades V-54A y V-55A, representan una buena opción para los productores de secano en los Valles Altos de México, se encontró la cruza 156xV-54A, que superó en 38.1% el rendimiento de la variedad V-54A, misma que puede representar ventajas en las siembras comerciales.

^{Palemón et al. (2012}), de acuerdo con los valores de Heterosis, ACG y ACE para rendimiento seleccionaron las cruzas varietales VS-529*VE1 y VS-529*VE3 para su promoción masiva en la región semicálida del estado de Guerrero. La adaptabilidad de los genotipos permite conocer la respuesta a los diferentes ambientes definidos por el clima, el suelo y el manejo agronómico (^{Eberhart y Russell, 1966}). La interacción genotipo ambiente es el comportamiento relativo diferencial que exhiben los genotipos a través de diferentes ambientes (^{Reyes 1990}; ^{Andrés et al., 2017}; ^{Sierra et al., 2018}).

El modelo de ^{Eberhart y Russell (1966}) utiliza el coeficiente de regresión para medir la respuesta de una variedad a distintos ambientes y la desviación de regresión que mide la consistencia de dicha respuesta, se requiere seleccionar genotipos que interaccionen lo menos posible con el ambiente. Variedad estable es aquella con coeficiente de variación igual a 1 y desviación de regresión igual a 0. El modelo estadístico es Y ¯ ij = μi+ βiI_j+ δ_ij. Donde: Y ¯ _ij = media de la variedad i en el ambiente j; μ_i= media de la variedad i en todos los ambientes; β_i= coeficiente de regresión; I_j= índice ambiental; δ_ij= desviación de regresión

Los objetivos de la investigación fue conocer el rendimiento, adaptabilidad y las características agronómicas de cruzamientos varietales de maíz a través de ambientes en los estados de Veracruz y Tabasco y determinar la heterosis con respecto al mejor progenitor. Así como, las hipótesis fueron verificar en los cruzamientos varietales de maíz en evaluación se presentan diferencias en adaptabilidad y características agronómicas a través de ambientes, asimismo, valores de heterosis con respecto al mejor progenitor.

Materiales y métodos

Localización. La formación de cruzas varietales de maíz, se llevó a cabo en el Campo Experimental Cotaxtla, perteneciente al Instituto Nacional de Investigación Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), ubicado en el municipio de Medellín de Bravo, Veracruz, localizado a los 18° 56’ latitud norte y 96° 11’ longitud oeste y una altitud de 15 msnm, el clima de acuerdo a la clasificación de Köppen modificada por ^{García (1981}), con área de influencia en el trópico húmedo de México, engloba, el grupo climático A (Aw, Am y Af), cálido húmedo y subhúmedo con temperatura media de 25 °C y precipitación anual de 1 400 mm, distribuidos de junio a noviembre.

El suelo es de origen aluvial, profundo, con textura media a través de todo el perfil, pendiente menor de 1%, buen drenaje y pH ligeramente ácido (6.6). Las localidades de evaluación de las cruzas varietales fueron: Campo Experimental Cotaxtla, CBTA 84 del municipio de Carlos A. Carrillo en Veracruz y Huimanguillo en el estado de Tabasco con clima Aw1, Aw2 y Am para cada localidad, respectivamente.

Germoplasma utilizado. El germoplasma de maíz utilizado en la presente investigación es material experimental en diverso grado de avance en el mejoramiento genético, particularmente son cruzas varietales de maíz formadas con variedades sintéticas experimentales pertenecientes a la raza Tuxpeño, se evaluaron 28 genotipos, de los cuales, 20 son cruzas varietales, cinco sintéticos experimentales, las variedades VS-536 y V-537C y el híbrido H-520, utilizados como testigos por su uso comercial (^{Sierra et al., 2019}).

Descripción de los experimentos. Durante los ciclos primavera verano 2016, 2017 y 2018 se evaluaron 20 cruzas varietales de maíz, cinco sintéticos experimentales, las variedades VS-536 y V-537C y el híbrido H-520 utilizado como testigo, mismas que se distribuyeron bajo un diseño bloques completos al azar con 28 tratamientos y tres repeticiones en parcelas de 2 surcos de 5 m de largo, separados a 80 cm en una densidad de 62 500 plantas ha^-1, para el control de malezas se aplicó Atrazina en forma preemergente se fertilizó con la fórmula 161-46-00, usando urea como fuente nitrogenada y se controlaron plagas del follaje durante el desarrollo del cultivo.

Variables y registro de datos. Por su importancia económica y reducción en los riesgos en la producción, las principales variables agronómicas registradas en experimentos fueron: días a floración masculina y femenina, altura de planta y de mazorca, calificación de aspecto y sanidad de planta y de mazorca utilizando una escala de calificación de 1 a 5 donde 1 es el mejor y 5 es lo peor, número de plantas total, % de plantas acamadas, % de mazorcas con mala cobertura, a la cosecha se registraron las variables de rendimiento de grano, número de mazorcas total, % de mazorcas podridas y % de materia seca en el grano.

Métodos estadísticos. Los diseños utilizados fueron bloques completos al azar con 28 tratamientos y tres repeticiones en parcelas de dos surcos de 5 m de largo separados a 80 cm con densidad de 62 500 plantas ha^-1. Se realizó un análisis individual para cada experimento y un análisis combinado de las cruzas varietales en seis ambientes de evaluación. Para la separación de medias se aplicó la prueba de la diferencia mínima significativa (DMS), al 0.05 y 0.01 de probabilidad (^{Reyes, 1990}).

Se hizo un análisis de parámetros de estabilidad (^{Eberhart y Russell, 1966}). Se hicieron comparaciones y pruebas de t al 0.05 y 0.01 de probabilidad para cruzas varietales y sus progenitores variedades sintéticas. Así también, se calcularon los porcentajes de heterosis con respecto al mejor progenitor (^{Reyes, 1985}), de la siguiente manera:

Resultados y discusión

Del análisis de varianza combinado para rendimiento de grano en las cruzas varietales (Cuadro 1), se encontró significancia estadística al 0.01 de probabilidad para genotipos (G), para ambientes (A) y para la interacción GxA, la significancia para la interacción sugiere que los genotipos sobresalientes en un ambiente, no necesariamente lo son en otros ambientes. En el Cuadro 1, puede observarse que fue más importante la varianza debida al factor ambientes, lo que significa que el ambiente es importante en la expresión de los cruzamientos varietales; así también, el coeficiente de variación registrado fue de 13.97%, valor relativamente bajo, que sugiere que el manejo de los experimentos y los datos obtenidos son confiables (^{Reyes, 1990}).

En la interacción genotipo ambiente y de acuerdo con los parámetros de estabilidad (^{Eberhart y Russell, 1966}), los 28 genotipos fueron caracterizados como estables (^{Reyes 1990}; ^{Andrés et al., 2017}; ^{Sierra et al., 2018}). Los híbridos varietales sobresalientes en rendimiento al 0.01 de probabilidad, fueron: SINT-2BxVS-536, SINT-4BxVS-536, SINT-4BxSINT-2B, SINT-5BxVS-537C, VS-536xV-537C, SINT-3BxSINT-1BQ, SINT-2BxVS-537C, SINT-5BxVS-536, SINT-1BQxVS-536, SINT-5BxSINT-1BQ con rendimiento de grano de 6.45 a 7.21 t ha^-1 (Cuadro 2). Así también, este grupo de híbridos varietales fueron superiores en rendimiento de 1 a 13% más en relación con el testigo comercial H-520.

Estos cruzamientos varietales tienen la ventaja adicional que representa desde el punto de vista del mantenimiento de solamente dos progenitores, los cuales son variedades de polinización libre con mayor rentabilidad y facilidad en la producción comercial de semilla (^{Tadeo et al., 2015a}; ^{Tadeo et al., 2015b}; ^{Sierra et al., 2016}; ^{Gómez et al., 2017}; ^{Sierra et al., 2018}).

En los mejores cruzamientos se observa la presencia de VS-536, variedad de mayor uso comercial en el sureste de México (^{Sierra et al., 2016}). Así también, los porcentajes de heterosis con respecto al mejor progenitor fueron: 19.76, 13.46, 11.29, 8.54, 16.9, 5.46, 7.64, 6.24, 6.07, y 5.91%, para cada híbrido varietal, respectivamente (Cuadro 2 y Figura 1), (^{Reyes, 1971}; ^{Reyes, 1985}; ^{Sierra et al., 2004}; ^{Córdova et al., 2007}; ^{De la Cruz et al., 2010}; ^{Esquivel et al., 2011}; ^{Palemón et al., 2012}; ^{Chuquija y Huanuqueño, 2015}; ^{Gómez et al., 2015}; ^{Velasco et al., 2019}).

Figura 1 Heterosis en cruzas varietales de maíz sobresalientes Veracruz y Tabasco 2016-2018. 

Índices ambientales. Con relación a los índices ambientales, de acuerdo con ^{Eberhart y Russell (1966}), los ambientes de Carlos A. Carrillo, Ver., en 2016B y Cotaxtla, Ver., en 2016B, registraron rendimientos promedio significativamente más altos con 7.29^** y 7.27^** t ha^-1 y valores positivos en los índices ambientales con 1.01 y 0.99 para cada ambiente respectivamente, mientras que Cotaxtla en 2017B y localidad de Huimanguillo, Tabasco en 2018 y 2016B registraron los rendimientos medios más bajos con índices ambientales negativos de -0.25, -0.88 y -1.1 para cada ambiente respectivamente (Cuadro 3).

Conclusiones

Los híbridos varietales sobresalientes fueron: SINT-2BxVS-536, SINT-4BxVS-536, SINT-4BxSINT-2B, SINT-5BxVS-537C, VS-536xV-537C, SINT-3BxSINT-1BQ, SINT-2BxVS-537C, SINT-5BxVS-536, SINT-1BQxVS-536, SINT-5BxSINT-1BQ con rendimiento de grano de 6.45 a 7.21 t ha^-1 y fueron superiores al testigo comercial H-520. Los porcentajes de heterosis con respecto al mejor progenitor en las cruzas varietales sobresalientes fueron: 19.76, 13.46, 11.29, 8.54, 16.9, 5.46, 7.64, 6.24, 6.07 y 5.91%, para cada híbrido varietal respectivamente.

Las cruzas registraron un rendimiento promedio de 6.39 t ha^-1, 8% más en relación con los progenitores, así también mejor calificación de aspecto de planta y de mazorca. Las cruzas sobresalientes registraron planta y mazorca baja, buen aspecto y sanidad de planta y de mazorca, tolerantes al acame, con buena cobertura de mazorca, bajo porcentaje de mazorcas podridas. En cinco de las 10 cruzas sobresalientes participa variedad VS-536, de mayor uso comercial y adaptada a la región tropical en el sureste de México.

Las cruzas varietales sobresalientes representan una ventaja importante desde el punto de vista del mantenimiento de los dos progenitores, variedades de polinización libre con mayor rentabilidad y facilidad en la producción comercial de semilla.