Introducción

En México se siembran anualmente 8.5 millones de hectáreas de maíz, las cuales producen un poco más de 22 millones de toneladas de grano de maíz; sin embargo, cada año se importan siete y tres millones de toneladas de grano entero y quebrado de maíz respectivamente. Este nivel de importación se explica, en parte, por el rendimiento medio que se obtiene en el país, que es de 2.8 Mg ha^-1. Una alternativa para elevar este nivel de producción es el uso de semillas mejoradas de maíz, tales como los híbridos (^{Ortiz et al., 2007}), puesto que a través de ellas se puede aprovechar al máximo las condiciones ambientales disponibles y eficientar el uso de insumos usados en el proceso de producción de una región dada. Se ha señalado que una semilla mejorada contribuye hasta con un 60% del rendimiento final, lo cual indica que es un insumo fundamental para lograr una buena producción (^{Espinosa et al., 2008a}).

Las grandes empresas que multiplican semillas, generan su propia tecnología de producción, la cual incluye el manejo agronómico, definiendo densidades de población y fertilización por la importancia que tienen estos factores en el rendimiento de semilla. Por tanto, instituciones públicas, tales como el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y las universidades, también deben desarrollar tecnología de producción para las variedades mejoradas que generan y liberan comercialmente (^{Ortiz-Trejo et al., 2005}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2007}). Esta información es útil para el productor de semilla, que, entre otros aspectos debe elegir el fertilizante y el método de aplicación que más se adapte a sus posibilidades, procurando apegarse a las recomendaciones regionales.

En el Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), del INIFAP, en los últimos años se han validado los híbridos H-47AE, H-50 AE, H-51 AE, en su versión y androestéril, los nombres de estos híbridos tienen las letras AE, para señalar que contienen esterilidad masculina en sus progenitores, estos híbridos están listos para su comercialización. En consecuencia es necesario definir su manejo agronómico en cuanto a densidad de población y formula de fertilización, como parte de la tecnología de producción de semilla híbrida que permita su producción en forma accesible y redituable por parte de microempresas, ante la ausencia de la Productora Nacional de Semillas (^{Espinosa et al., 2003a}). La información anterior se debe generar para las cruzas simples, androestériles o fértiles, que son los progenitores hembras de híbridos trilineales y dobles, de los cuales se obtiene la semilla comercial que emplean en el siguiente ciclo los agricultores; por ello, en cruzas simples, es necesario disponer de con información sobre tecnología de producción de semilla cuando se cuenta con materiales próximos a liberarse. En forma general, la densidad de población utilizada en cruzas simples, cuando se produce semilla en Valles Altos, es de 50 000 plantas por hectárea, obteniéndose buena producción y calidad física de semilla y facilitándose la eliminación de espigas; cuando se emplea la versión androestéril que no requiere desespigue, es posible utilizar una densidad de población superior (70 000 plantas por hectárea). El objetivo de este trabajo fue definir el efecto de la densidad de población y la formula de fertilización sobre el rendimiento de grano de cruzas simples androestériles y fértiles de maíz. La hipótesis de trabajo fue que el rendimiento de grano de las cruzas simples de maíz en versión androestéril y fértil en condiciones del Altiplano de México bajo riego, es afectado por la densidad de población y la fórmula de fertilización.

Materiales y métodos

El trabajo se llevó a cabo durante el ciclo primavera verano 2007, en el Rancho Almaraz de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Campo 4, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ubicado en los 99° 11’ 42’’ O y 19° 41’ 35’’ N, a una altitud de 2274 m. De acuerdo a la clasificación de Köppen modificada por García (1981), el clima de Cuautitlán se clasifica como C(_W0)(_W)b (i’’). Con una precipitación anual promedio histórico de 609.2 mm (^{García, 2004}).

La parcela experimental se estableció en un suelo vertisol pélico, de textura fina, arcilloso, considerado suelo pesado y duro cuando se seca. Su pH es de 6.5. La preparación del terreno se realizó de forma mecánica y consistió en barbecho, rastreo, cruza y surcado a 80 cm. La siembra se realizó la primera semana de junio de 2007, a tapa pie depositando 3 semillas por mata cada 50 cm, con raleo posterior para obtener las densidades de población que correspondían a los tratamientos, es decir 50 000 y 70 000 plantas por hectárea, dejando 20 plantas y 28 plantas en un surco de cinco metros de largo, para 50 000 y 70 000 plantas por hectárea respectivamente. El criterio para elegir estas densidades de población se basó en que la densidad de población utilizada en cruzas simples, cuando se produce semilla en Valles Altos es de 50 000 plantas por hectárea, ya que se obtiene buena producción y calidad física de semilla y se facilita la eliminación de espigas, por lo que en este caso al emplearse la versión androestéril que no requiere desespigue, se planteó el uso de una densidad de población superior (70 000 plantas por hectárea). Para el control de malezas se efectuaron aplicaciones de herbicida en dos ocasiones: la primera, un día después de la siembra, utilizando una mezcla de 3 L de Hierbamina® y 3 kg de Gesaprim® calibre 90, por hectárea; la segunda aplicación fue 20 días después de la siembra, con una mezcla de 3 L de Sansón® 4 SC, 3 L de Hierbamina® y 3 kg de Gesaprim® calibre 90, por hectárea.

El experimento se estableció en punta de riego y posteriormente a los 35 días se dio un riego de auxilio. En el resto del ciclo, el maíz creció bajo condiciones de temporal. El tamaño de la parcela experimental para cada tratamiento fue de tres surcos de cinco metros de longitud, con una anchura de 0.8 m cada uno, y la parcela útil fue el surco central.

La cosecha se realizó de forma manual en la segunda quincena de noviembre de 2007, colectando todas las mazorcas sanas y dañadas. Al final, se seleccionaron solamente las mayores que tenían más del 60% de grano para semilla comercial. En una muestra representativa de cinco mazorcas, se determinó el contenido de humedad del grano mediante un medidor de humedad eléctrico tipo Stenlite; y la relación grano/olote, se obtuvo al dividir el peso del grano de cinco mazorcas recién cosechadas entre el peso del grano más olotes. También se registró la longitud de la mazorca, el número de hileras por mazorca y el número de granos por hilera de mazorca, para lo cual se tomaron cinco mazorcas al azar. Previamente, en cinco plantas que liberaban polen; se determinó días a floración femenina, cuando el 50% de las plantas, 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; y altura de mazorca, determinada de la base del tallo al nudo de inserción de la mazorca superior. El rendimiento de grano se calculó con la fórmula:

donde:

P.C. = peso en campo del total de mazorcas cosechadas por parcela expresado en kilogramos.

%MS = porcentaje de materia seca; calculado con base en la muestra de grano de cinco mazorcas recién cosechadas.

%G = porcentaje de grano, que es la relación peso de grano/peso de mazorca.

F.C. = Factor de conversión para obtener rendimiento por ha, se obtiene al dividir 10 000 m²/entre el tamaño de la parcela útil que fue de 4 m².

8600 = es un valor constante, que permite estimar el rendimiento del grano con un contenido de humedad del 14%, que es con el que se manejan las semilla en forma comercial.

Se estudiaron cuatro factores. El primero fue genotipo, los niveles fueron, las cruzas simples progenitoras de los híbridos H-47, H-50 y H-51, es decir tres cruzas simples; el segundo, fue la versión del genotipo con dos niveles androestéril y fértil, por lo cual se tuvieron seis niveles; el tercero la fórmula de fertilización con dos niveles, 150-70-40 y 0-0-0, y el último densidad de población, también con dos niveles, 50 000 y 70 000 plantas ha^-1. La parcela experimental constó de tres surcos de 5 metros de largo por 0.8 metros de ancho y la parcela útil fue el surco central. En el Cuadro 1 se presentan las combinaciones generadas y el total de tratamientos bajo estudio. El diseño experimental empleado fue bloques completos al azar con cuatro repeticiones.

CSH = cruza simple hembra; AE = androestéril; F = fértil.

Cuadro 1 Tratamientos evaluados en El Rancho Almaraz, FESC, UNAM. Ciclo primavera-verano 2007. 

La fertilización se realizó en dos fechas. La primera en la siembra aplicando un tercio del nitrógeno, todo el fósforo y todo el potasio; y la segunda después del aclareo, aplicando los dos tercios restantes de nitrógeno. Las fuentes empleadas fueron: urea para el nitrógeno, superfosfato de calcio triple para el fósforo y cloruro de potasio para el potasio.

El análisis estadístico del experimento se realizó considerando los factores genotipos (3), versión del genotipo (2), densidad de población (2), y fórmula de fertilización (2), y sus interacciones entre estos factores, es decir genotipos × androesterilidad/fertilidad; genotipos × densidades de población; genotipos × fertilización; densidades de población × androesterilidad/ fertilidad; androesterilidad/fertilidad × fertilización, densidades de población × fertilización; genotipos × densidades de población × fertilización; genotipos por androesterilidad/fertilidad × densidades de población; genotipos × androesterilidad/fertilidad × fertilización; androesterilidad/fertilidad × densidades de población × fertilización; genotipos × androesterilidad/fertilidad × densidades de población × fertilización.

Resultados y discusión

Para los factores de variación genotipos y densidades de población, en la variable rendimiento de grano se detectaron diferencias significativas, para el factor fórmula de fertilización fue altamente significativo, en cambio para ninguna de las interacciones estudiadas resultó significativa (Cuadro 2). Para la fuente de variación genotipos, se detectaron diferencias altamente significativas para altura de planta y diferencias significativas para longitud de mazorca y granos por hilera, no así para el resto de las variables cuantificadas. En el caso del factor de variación androesterilidad/ fertilidad en ninguna variable se detectaron diferencias significativas. En densidades de población, salvo el caso de rendimiento, en las demás variables no se detectaron diferencias estadísticas significativas. En el caso de variación fertilización, hubo diferencias altamente significativas en rendimiento, y diferencias significativas en peso de 200 granos (Cuadro 2).

*, ** Significancia estadística al 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente. Gl = grados de libertad; CV = coeficiente de variación.

Cuadro 2 Cuadrados medios y significancia estadística obtenidos en diferentes tratamientos de densidades de población y fertilización en híbridos de maíz androestériles y fértiles de Valles Altos. Ciclo primavera-verano 2007. 

De todas las variables e interacciones evaluadas, solamente se detectaron diferencias estadísticas significativas para peso de 200 gramos en la interacción genotipos × androesterilidad/fertilidad y floración femenina en la interacción genotipos × fertilizante; lo anterior podría deberse a que el número de repeticiones resultó insuficiente para detectar las diferencias en las variables y las interacciones entre factores, ya que los valores fueron un tanto similares (Cuadro 2).

La comparación entre genotipos, mostró que el mayor rendimiento se obtuvo con el híbrido H-47 y el menor con el híbrido de cruza doble H-50, (Cuadro 3); lo que confirma resultados previos reportados para H-47 (^{Espinosa et al., 2010}). H-50 es el híbrido de mayor difusión y siembra comercial en los Valles Altos (^{González-Estrada et al., 2007}), y H-51 es el primer híbrido con androesterilidad, desarrollado por el INIFAP, inscrito ante el Catalogo Nacional de Variedades Vegetales (CNVV), que esta multiplicándose por microempresas de semillas para abastecimiento de productores de maíz, es explicable que H-47 haya expresado mayor rendimiento que H-50, ya que es un material de más reciente creación.

Medias con letras iguales en el sentido de las columnas no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Cuadro 3 Efecto del genotipo sobre el rendimiento de grano, altura de planta, longitud de mazorca, hileras por mazorca y número de granos por hilera. Ciclo primavera-verano 2007. 

Las medias de rendimiento para el efecto principal androesterilidad/fertilidad mostraron valores similares entre la versión androestéril y la versión fértil (Cuadro 4). El resultado anterior contrasta con otros trabajos, donde se ha encontrado que las versiones androestériles alcanzan rendimientos estadísticamente superiores respecto a las versiones fértiles (^{Espinosa-Calderón, et al., 2003b}; ^{Martínez-Lazaro et al., 2005}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2007}). La comparación de medias para las demás variables evaluadas señalan que no hubo diferencias significativas, entre versiones, esta situación es atribuible al hecho de que son isogénicas, es decir, son genéticamente similares, excepto para los genes génico-citoplásmicos relacionados con la esterilidad masculina Tipo C, que causan que en la versión androestéril no haya producción de polen, mientras que en la fértil sí exista (^{Tadeo-Robledo et al., 2007}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2010}).

Medias con letras iguales en el sentido de las columnas no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Cuadro 4 Medias obtenidas para las variables evaluadas; efecto principal versión de la cruza simple. Rancho Almaraz, FESC-UNAM. Ciclo primavera-verano 2007. 

En la comparación de medias de rendimiento para el efecto principal densidad de población, se encontró que el mayor valor correspondió al nivel con 70 000 plantas por hectárea (Cuadro 5), superando significativamente al rendimiento con 50 000 plantas por hectárea. Este tipo de respuesta ya se había reportado y representa una ventaja cuando se produce semilla (^{Espinosa-Calderón et al., 2004a}; ^{Virgen-Vargas et al., 2010}), aún cuando implique tener que eliminar espigas de un mayor número de plantas. Sin embargo, este aspecto queda superado en el caso de los híbridos cuyos progenitores poseen androesterilidad (como son las tres cruzas simples que se manejan en este estudio), los cuales fueron desarrollados precisamente para evitar en un alto porcentaje el desespigue (^{Espinosa-Calderón et al., 2009}; Espinosa-Calderón et al., 2010b; ^{Tadeo-Robledo et al., 2007}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2010}).

Medias con letras iguales en el sentido de las columnas no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Cuadro 5 Comparación de medias para las variables evaluadas; efecto principal densidad de población. Rancho Almaraz, FESC-UNAM. Ciclo primavera-verano 2008. 

Para las demás variables no se encontraron diferencias significativas entre niveles de densidad de población, evidenciando con ello que no fueron afectadas por el incremento en el número de plantas por hectárea, lo anterior podría deberse a la propia naturaleza de los genotipos utilizados en el estudio, así como a las condiciones favorables en el trabajo, ya que se sembró en punta de riego y posteriormente se aplicó un riego de auxilio, lo que permitió una expresión positiva de las variables analizadas (Cuadro 5).

La comparación de medias para los niveles del factor fertilización (Cuadro 6) mostró que bajo el manejo con fertilizante se obtuvo un rendimiento significativamente mayor (10 377 kg ha^-1) que sin fertilizar (8769 kg ha^-1). Lo anterior concuerda con la recomendación que se hace generalmente de fertilizar siempre que se produce semilla por la influencia que tiene este factor en la calidad de la misma, reportada en otros trabajos (^{Espinosa-Calderón et al., 2004a}; ^{Ortíz-Trejo et al., 2005}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2010}).

Medias con letras iguales en el sentido de las columnas no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Cuadro 6 Comparación de medias para las variables evaluadas; efecto principal fertilización. Rancho Almaraz, FESC-UNAM. Ciclo primavera-verano 2007. 

En las demás variables (Cuadro 6) se encontró que en peso de 200 granos y granos por hilera, los valores obtenidos bajo fertilización fueron superiores a los obtenidos sin fertilizar. La aplicación de fertilizantes, permite que el peso de semillas sea significativamente mayor, lo cual está relacionado con la calidad de las semillas, es decir con su vigor, así como con otras características favorables de éstas (^{Espinosa-Calderón et al., 2004a}; ^{Virgen-Vargas et al., 2010}).

En el Cuadro 7, se presentan las medias para rendimiento (kg ha^-1), y otras variables evaluadas para la interacción genotipo × androesterilidad/fertilidad, como ya se señaló, no se definieron diferencias significativas, lo que es similar a otros trabajos (^{Tadeo-Robledo et al., 2007}; ^{Tadeo-Robledo et al., 2010}).

AE = androestéril; F = fértil.

Cuadro 7 Comparación de medias para la interacción genotipos × versión androestéril o fértil de híbridos de maíz. Rancho Almaraz, FESC-UNAM. Ciclo primavera-verano 2007. 

En el Cuadro 8 se observan los resultados obtenidos para rendimiento y variables evaluadas, para cada uno de los híbridos bajo las dos densidades de población utilizadas, en las tres cruzas simples, la densidad de población de 70 000 plantas ha^-1 presentó los rendimientos numéricamente superiores en comparación con la densidad de 50 000 plantas ha^-1 (^{Virgen-Vargas et al., 2010}).

Cuadro 8 Medias de diversas variables evaluadas para la interacción genotipos × densidad de población. Rancho Almaraz, FESC-UNAM. Ciclo primavera-verano 2007. 

Conclusiones