Artículos

 

Rendimiento de las generaciones F₁ y F₂ de híbridos trilineales de maíz en los valles altos de México

 

Grain yield of the F₁ and F₂ generations of three-way maize hybrids in the high valleys of Mexico

 

A Espinosa-Calderón¹ , M Tadeo-Robledo^{2 *} , I Arteaga-Escamilla³, A Turrent-Fernández¹, M Sierra-Macías⁴, N Gómez-Montiel⁵, A Palafox-Caballero⁴, R Valdivia-Bernal⁶, V Trejo-Pastor³, E Canales-Islas³

 

¹ Campo Experimental Valle de México, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, (AEC) (ATF). Km. 13.5 Carr. Los Reyes-Texcoco. C.P. 56230, Coatlinchan, Texcoco, Estado de México. México. Teléfonos (595) 92 1 26 57 y 595 92 1 27 26 extensiones: 184 y 204. Correo electrónico:, espinoale@yahoo.com.mx

² Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, UNAM. (MTR). Carr. Cuautitlán Teoloyucán, Km 2.5. C.P. 54714. Cuautitlán Izcalli, Estado de México. México. Teléfono y Fax: (55) 56231971, * Correo electrónico: tadeorobledo@yahoo.com

³ Becario CONACYT, Auxiliar Proyecto PAPIIT IN205908 FESC-UNAM. (IAE) (VTP) (ECI).

⁴ Campo Experimental Cotaxtla, INIFAP. (MSM)(APC).

⁵ Campo Experimental Iguala, INIFAP. (NGM).

⁶ Universidad Autónoma de Nayarit. (RVB).

 

Artículo recibido: 6 de noviembre de 2010,
Aceptado: 8 de abril de 2012

 

RESUMEN

En México se usa 25% de semilla mejorada de maíz y 75% de semillas criollas ó variedades mejoradas acriolladas (generaciones avanzadas de híbridos). El precio de la semilla híbrida F₁, es el más alto del mundo, esto limita un mayor uso, por lo que se emplea semilla obtenida de la propia parcela de híbridos, dado que en los Valles Altos los híbridos que se siembran en mayor superficie son H-50 y H-48, en este trabajo se estableció como objetivo definir la productividad de las generaciones F₁ y F₂ de los híbridos H-48, H-50, H-153, H-50 AE y H-47 AE, los cuales se evaluaron en el ciclo primavera-verano 2007 en dos experimentos; en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC) de la UNAM y en el Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX) del INIFAP. El análisis estadístico combinado detectó para rendimiento diferencias altamente significativas para localidades, genotipos, generaciones F₁ F₂, así como para la interacción genotipos x generaciones F₁ F₂. La media de rendimiento fue 8 560 kg ha–¹ y el coeficiente de variación fue 18.8%. En CEVAMEX la media de rendimiento fue 10 053 kg ha–¹ diferente estadísticamente a la FESC donde la media fue 7 069 kg ha ¹. La generación F₁ en promedio rindió 9 985 kg ha–¹ que representó 139.9% con respecto a la generación F₂ que produjo 7 137 kg ha–¹. Los resultados obtenidos ratifican que no es conveniente el uso de semilla de la generación F₂, por el decremento en productividad ya que la diferencia en rendimiento justifica la adquisición de semilla nueva cada ciclo.

Palabras clave: Semilla mejorada, productividad, generación F₁ y F₂, Zea mays L.

 

ABSTRACT

In Mexico, 25% of improved maize seed and 75% of native seed or improved native varieties (advanced generations of hybrids) are used. The price of the F₁ hybrid seed is the highest in the world, limiting its greater use, for which reason farmers use seeds from their own plots of hybrid seeds. In the high valleys of Mexico, the maize hybrids most planted are the H-50 and H-48. The purpose of this study was to determine the productivity of the F₁ and F₂ generations of the hybrids H-48, H-50, H-153 H-50 AE and H-47 AE. They were evaluated during the 2007 Spring-Summer season in two experiments carried out at the Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC) of the UNAM and the experimental station Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX) of the INIFAP. With respect to yield, the combined statistical analysis detected highly significant differences for localities, genotypes and F₁ F₂ generations, as well as for the interaction genotypes x F₁ F₂ generations. Mean yield was 8 560 kg ha–¹ and the coefficient of variation was 18.8%. The mean yield obtained at the CEVAMEX was 10 053 kg ha¹. This was statistically different from that recorded in the FESC where a mean of 7 069 kg ha–¹ was logged. The F₁ generation yielded 9 985 kg ha–¹ on average, which represented 139.9% with respect to the F₂ generation that produced 7 137 kg ha¹. The results indicate that the use of F₂ generation seeds is not convenient due to a decrease in productivity, and that the difference in yield justifies acquiring new seeds every season.

Key words: Improved seed, productivity, generations F₁ and F₂ generations, Zea mays L.

 

INTRODUCCIÓN

En México se emplea alrededor del 25% de semilla mejorada de maíz (Espinosa-Calderón et al. 2009), y en contraste en los Valles Altos es del 6% (Espinosa-Calderón et al., 2004); en la superficie restante en el 75 % se utilizan semillas nativas (criollas) o variedades mejoradas acriolladas en diferentes formas. Una práctica común es sembrar semilla de generaciones avanzadas de híbridos, debido a que hay resistencia a comprar semilla nueva cada año (Ortiz & Espinosa 1991; Coutiño et al. 2004), en parte porque el precio de la semilla en México es el más elevado del mundo; 1000 semillas alcanzan un precio de 2.71 dólares, a diferencia de 1.34 dólares en Estados Unidos de Norteamérica (Espinosa et al. 2008; Espinosa et al. 2009). Lo anterior se ha agudizado por la distorsión del sistema de semillas en México por el cierre de la Productora Nacional de Semillas (PRONASE), incrementándose la participación de empresas privadas (Espinosa et al. 2003a), además los productores prefieren no depender de otras semillas, es decir controlar su manejo, como lo han hecho desde hace más de 330 generaciones (Boege 2009; Turrent & Espinosa 2006; Turrent 2009).

De esta manera se emplea con frecuencia semilla de segunda generación (F₂), o aún semilla de generaciones más avanzadas obtenidas de la propia parcela o bien de agricultores vecinos que hayan comprado semilla mejorada (Coutiño et al. 2004; Martínez-Gómez et al. 2006). Lo anterior propicia un menor rendimiento (Ortiz & Espinosa 1991; Espinosa-Calderón et al. 1998; De León et al. 1998; Espinosa-Calderón et al. 2005), de ahí que, de acuerdo con Martínez-Gómez et al (2006), la siembra de generaciones avanzadas se haya extendido en varias regiones maiceras de México (Ramírez et al.1986; Coutiño et al. 2004; Espinosa-Calderón et al. 2005).

La reducción del rendimiento de la generación F₂ puede depender de la estructura y conformación de cada híbrido (trilineal, simple o doble), así como de la naturaleza de los propios progenitores, como el nivel de endogamia de sus líneas (Espinosa-Calderón 1998). También influyen los diferentes genotipos que se usan en las diferentes áreas ecológicas de México (Ramírez et al. 1986; Ortiz & Espinosa 1991; Espinosa-Calderón et al. 1998; De León et al. 1998). En los últimos años en los Valles Altos se han venido sembrando en su mayor superficie los híbridos H-48 y H-50 (Espinosa et al. 2003b; Espinosa et al. 2004b; González et al. 2007; González et al. 2008). En varios híbridos, en el Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), se ha desarrollado la versión androestéril en su producción de semilla. Dado que no se conoce el comportamiento de este tipo de híbridos en la generación F₂ con respecto a la generación F₁, se considera importante definir la capacidad de rendimiento en las generaciones F₁ y F₂.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

En el ciclo Primavera-Verano 2007 se evaluaron dos experimentos uniformes, uno en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC), UNAM, bajo condiciones de temporal y el otro en el Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX) con riego de auxilio, las generaciones F₁ y F₂ de los híbridos trilineales H-48, H-50, H-153 así como las versiones androestériles de los híbridos H-47 AE y H-50 AE; se empleó un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones.

La preparación del terreno se hizo en forma mecánica y consistió en barbecho, rastreo, cruza y surcado a 80 cm. Se empleó la fórmula 80-40-00 en una sola aplicación. La fuente de nitrógeno fue Urea (46% de N) y de fósforo fue Fosfato Diamonico (18-46-00 de P). En ambas localidades la siembra se hizo en la primera semana de junio de 2007 a tapa pie, depositando 3 semillas por sitio cada 50 cm. En el experimento de CEVAMEX se preparó en forma similar el terreno, empleándose la misma fórmula 80-40-00, con aplicación en la siembra y con una segunda aplicación con la fórmula 40-00-00, en la segunda escarda; en ambas aplicaciones la fuente de nitrógeno fue Urea (46% de N) y para fósforo fue Superfosfato de Calcio Triple (46% de P).

El control de las malezas se hizo con productos químicos mediante dos aplicaciones en el ciclo, la primera en preemergencia, un día después de la siembra, utilizando una mezcla de 3 L de Hierbamina más 3 kg de Gesaprim por hectárea; la segunda aplicación fue 20 días después de la siembra en FESC y un día después de la segunda escarda en CEVAMEX, utilizando una mezcla de 3 L de Sansón más 3 L de Hierbamina más 3 kg de Gesaprim por hectárea.

En ambos sitios el tamaño de la parcela fue un surco de 5 m de longitud. La siembra fue en surcos con separación de 0.80 m, depositando tres semillas por sitio cada 0.50 m, aclareando posteriormente para una densidad de 62 500 plantas por hectárea.

La cosecha se realizó de forma manual en la segunda quincena de noviembre en los dos experimentos, colectando todas las mazorcas, incluidas las dañadas, para tomar en una muestra representativa de cinco de las mazorcas, los datos correspondientes a humedad de grano, obtenida a través de un determinador de humedad eléctrico tipo Stenlite, porcentaje de grano/olote, el cual se obtuvo al desgranar cinco mazorcas recién cosechadas y definir el cociente de peso de grano entre peso de grano más olotes; los datos de las variables longitud de mazorca, hileras por mazorca y granos por hilera, se tomaron de cinco mazorcas, obteniéndose al final un promedio. Previamente, en cinco plantas por parcela, en campo se habían tomado las variables días a floración masculina, cuando el 50% de las plantas de la parcela liberaban polen, días a floración femenina, cuando el 50% de las plantas, en la parcela habían expuesto los estigmas, en por lo menos tres centímetros; altura de planta, tomada en cinco plantas de la base del tallo al nudo de inserción de la espiga; altura de mazorca de la base del tallo al nudo de inserción de la mazorca superior.

Para calcular el rendimiento de grano se aplicó la fórmula siguiente:

Rendimiento = (PC x% MS x% G} X FC)/8600 (Espinosa et al. 2010),

en donde:

PC = peso de campo de la totalidad de las mazorcas cosechadas por parcela expresada en kilogramos. % MS = por ciento de materia seca de la muestra de grano de 5 mazorcas recién cosechadas.

% G = por ciento de grano.

FC = Factor de conversión para obtener el rendimiento por ha que se obtiene al dividir 10000 m² / el tamaño de la parcela útil en m².

8600 = valor constante que permite estimar el rendimiento con una humedad al 14 %, que se usa para el grano en forma comercial.

El análisis estadístico combinado es un arreglo factorial (Genotipos, Generaciones F₁F₂ e interacción genotipos X Generación F₁F₂). La comparación de medias se hizo con el método del Tukey a una probabilidad de error del 0.05 de significancia para cada una de las variables.

 

RESULTADOS

En los resultados del análisis estadístico combinado se detectó para la variable rendimiento diferencias altamente significativas para localidades, genotipos, generaciones F₁F₂, y para la interacción genotipos por generaciones F₁F₂, no así para repeticiones. La media para rendimiento fue de 8 560 kg ha–¹ y el coeficiente de variación de 18.8% (Tabla 1).

En las variables floración masculina y femenina se tuvieron diferencias altamente significativas para los factores localidad y genotipo, asimismo se detectaron diferencias significativas para la interacción genotipo X generaciones F₁F₂, en cambio para los factores generaciones F₁F₂ y repeticiones no se encontraron diferencias significativas.

En la comparación de medias para localidades, el más alto comportamiento ocurrió en la localidad CEVAMEX, con un rendimiento medio de 10 053 kg ha–¹, que es diferente estadísticamente al rendimiento de la FESC (7 069 kg ha–¹), lo anterior se debió probablemente a que en CEVAMEX el experimento fue bajo condiciones de riego, en cambio en FESC el experimento fue bajo condiciones de temporal, lo que estableció una diferencia que repercutió en el rendimiento. En otras variables como floración femenina y masculina, altura de planta y mazorca, también se presentaron valores superiores y estadísticamente diferentes para la localidad CEVAMEX, lo que se puede explicar por la disponibilidad de riego; en el caso de las variables longitud de mazorca, hileras por mazorca y granos por mazorca, los valores de las dos localidades fueron estadísticamente similares (Tabla 2).

 

DISCUSIÓN

En la comparación de medias de rendimiento de los genotipos, considerando la media de las generaciones F₁ y F₂, así como las dos localidades de evaluación, se presentaron tres grupos de significancia; el mayor rendimiento fue del híbrido H-47 AE con 10 744 kg ha–¹, lo que es confirma anteriores resultados de este híbrido, después de evaluarse en experimentos por varios años, por lo que está en la última etapa de su validación y se encuentra propuesto para registro en el Catálogo Nacional de Variedades Vegetales (CNVV). Los resultados ratifican las características favorables de este híbrido con esquema de androesterilidad (Espinosa et al. 2009), en cambio el híbrido H-48 presentó la menor productividad con 5 574 kg ha–¹ (Tabla 3), lo que indica que aún cuando es sembrado en forma extensiva (González et al. 2008), otros maíces como H-47 AE pudiesen apoyar el uso de variedades mejoradas, con la ventaja de la androesterilidad para facilitar la producción de semilla y la mayor productividad de grano, lo que es fundamental para los productores de maíz en los Valles Altos (Espinosa et al. 2003; Espinosa et al. 2004; González et al. 2007; González et al. 2008).

La comparación de medias para las variables floración masculina y floración femenina, y las medias de las generaciones F₁ y F₂, así como las dos localidades de evaluación, el híbrido H-47 AE mostró el mayor valor con 84 y 85 días respectivamente, diferentes significativamente a la floración masculina y femenina del híbrido H-50 (Tabla 3), que se siembra en la mayor superficie en los Valles Altos (Espinosa et al. 2004; González et al. 2007). Con respecto a la variable altura de planta, importante cuando se aprovecha el rastrojo ó se ensila el maíz, el híbrido que mostró la mayor altura de planta fue H-50 con 234 cm (González et al. 2007), diferente estadísticamente a H-50 AE y H-47 AE, en altura de mazorca, los valores de los cinco híbridos fueron estadísticamente similares.

Las variables longitud de mazorca, hileras por mazorca y granos por mazorca tuvieron tres grupos de significancia; la mayor longitud de mazorca correspondió a H-47 AE y el valor más bajo fue del híbrido H-48. El híbrido H-50 mostró el valor más alto de hileras por mazorca (Tabla 3), lo que pudiese ser uno de los diferentes elementos que hacen que este híbrido sea el más sembrado extensivamente (González et al. 2007), el híbrido H-153 presentó el valor más elevado de granos por hilera, lo que ha sido reportado en otros trabajos (Espinosa-Calderón et al. 2002).

La comparación de medias de las generaciones F₁F₂, considerando a la media de los cinco híbridos y la media de las dos localidades (Tabla 4), mostró que la generación F₁ rindió 9 985 kg ha–¹, diferente estadísticamente de la F₂ que rindió 7 137 kg ha–¹. Lo anterior indica que la F₁ representa 139.9% con respecto a la F₁, es decir, una diferencia de 2 848 kg de menor rendimiento en la F₂, por lo que este valor justifica el uso de semilla F₁, cada ciclo, además la diferencia entre la F₁ y la F₂, se ubica dentro de lo reportado en otros trabajos, donde se señala en forma indistinta superioridad de la F₁ respecto de la F₂ (Ortiz & Espinosa 1991; Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998; Coutiño et al. 2004; Espinosa-Calderón et al. 2005).

En las variables floración masculina, floración femenina, altura de planta, altura de mazorca e hileras por mazorca, los valores medios en las generaciones F₁ y F₂, fueron estadísticamente similares lo que señala que no hubo efecto en la generación F₂, lo que es reportado en el mismo sentido en otros trabajos (Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998), en cambio sí fueron estadísticamente diferentes los valores de las medias de las variables longitud de mazorca y granos por mazorca, en ambos casos fue superior la media de la generación F₁ con respecto a la F₂ (Tabla 4).

En el Tabla 5 se presentan los valores de rendimientos en las generaciones F₁ y F₂ de cada uno de los híbridos, así como las diferencias y el porcentaje que representa la diferencia de rendimiento de las generaciones F₁ y F₂. En todos los casos los rendimientos de la generación F₂ fueron menores que los de la generación F₁, con 9.32% para H-47 AE, hasta el mayor de 54.36% de H-153. Estas diferencias a favor de la F₁ han sido reportadas en otros trabajos (Ramírez et al. 1986; Ortiz & Espinosa 1991; Valdivia & Vidal 1995; De León et al. 1998; Espinosa-Calderón et al. 1998; Coutiño et al. 2004; Espinosa et al. 2005; Martínez-Gómez et al. 2006).

Las diferencias de rendimiento variaron desde 1 010 kg para H-48 en la F₁, lo que significa con base en un valor por tonelada de grano de 2 500, un total de 2 525 pesos por la comercialización si se adquiere semilla nueva, ya que precio más alto del saco de semilla es de 1 400 pesos, lo que significaría una diferencia de 1 125 pesos, lo sí redituaría esta medida (Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998; Martínez-Gómez et al. 2006). En el caso del H-48, la ventaja es aún mayor ya que el Gobierno del Estado de México, distribuye su semilla con un subsidio a un precio de 400 pesos el saco, y la diferencia y ganancia neta positiva sería de 2 125 pesos.

La diferencia mayor fue para el híbrido H-153, con una superioridad de 5 866 kg ha–¹, con un valor por tonelada de grano de 2 500 pesos la tonelada, y un total de 14 665 pesos, y dado que el saco de semilla en su valor más elevado es de 1 400 pesos por saco, significaría una diferencia positiva de 13,265 pesos (Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998; Martínez-Gómez et al. 2006). En cada uno de los híbridos evaluados, el rendimiento de la F₂ fue inferior al de la F₁, con un mayor efecto en porcentaje en H-153 con 54.36%, y en H-50 con 36.03%.

La generación F₁ en promedio rindió 9 984 kg-ha–¹, que representó el 127.57% con respecto a la generación F₂ que produjo 7 137 kg-ha–¹.

El híbrido trilineal H-47 AE mostró el rendimiento promedio más elevado con 10 744 kg-ha–¹ en cambio el H-48 Fértil (5 574 kg ha–¹) presentó la menor productividad.

Los rendimientos obtenidos con los diferentes materiales en la F₁ y F₂, son similares a trabajos previos (Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998; Martínez-Gómez et al. 2006), En cada uno de los híbridos evaluados, el rendimiento de la F₂ fue inferior al de la F₁, con un mayor efecto en porcentaje en H-153 con 54.36 %, y en H-50 con 36.03 %. La generación F₁ en promedio rindió 9 984 kg–¹ha–¹, que representó el 127.57% con respecto a la generación F₂ que produjo 7 137 kg–¹ha–¹. El híbrido trilineal H-47 AE mostró el rendimiento promedio más elevado con 10 744 kg–¹ha–¹ en cambio el H-48 Fértil (5 574 kg ha–¹) presentó la menor productividad. Los rendimientos obtenidos con los diferentes materiales en la F₁ y F₂, son similares a trabajos previos (Valdivia & Vidal 1995; Espinosa-Calderón et al. 1998; Martínez-Gómez et al. 2006), muestran que no es conveniente el uso de semilla de generación F₂, por el decremento en productividad, ya que la diferencia en rendimiento (2 847 kg) entre la generación F₂ y la generación F₁ justifica la adquisición de semilla nueva.

Las diferencia de rendimiento de 1 010 kg papara H-48 en la F₁, con respecto a la F₂, significan un valor por tonelada de grano de 2 500 pesos, un total de 2 525 pesos, si se adquiere semilla nueva, al valor más elevado de 1400 pesos por saco, significa que se tendría un diferencia positiva de 1 125 pesos por adquirir semilla nueva cada ciclo.

 

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