Sitio experimental

Los experimentos se establecieron en el Campo Experimental Bajío (CEBAJ) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), ubicado a los 20° 35’ 17.43’’ LN, 100° 49’ 74.96’’ LO, a una altitud de 1725 msnm. Se evaluaron tres ciclos de cultivo: otoño-invierno 2013-14, 2014-15 y 2015-16.

Se presentaron diferencias en las condiciones ambientales en temperatura y precipitación durante los ciclos de evaluación. La precipitación acumulada registró 3 y 6.8 mm en 2013/2014 y 2014/2015, respectivamente y en el ciclo 2015/2016 no se registraron precipitaciones (Figura 1).

Figura 1 Temperaturas medias, mínimas (líneas) y precipitaciones (columnas) registradas en tres ciclos de evaluación de trigo, Campo Experimental Bajío, Celaya, Guanajuato, México. 

Manejo de los experimentos

Las siembras se realizaron el 18 de diciembre de 2013, 22 de diciembre de 2014 y 23 de diciembre de 2015, consideradas dentro del intervalo óptimo (^{Solís et al., 2013}) para los respectivos ciclos. Se empleó una densidad de siembra de 120 kg de semilla por hectárea; la dosis de fertilización fue 240-60-00. Se aplicó la mitad del nitrógeno y todo el fósforo en la siembra y el resto del nitrógeno a los 45 días y antes del primer riego de auxilio.

Factores de estudio y diseño experimental

Se evaluaron seis genotipos, de los cuales, dos son variedades comerciales (testigos) y cuatro líneas experimentales (Cuadro 1). Se evaluaron además dos calendarios de riego: a los 0-45-75-100 y 0-45-75 días después de la siembra, con 12 cm de lámina de riego a la siembra y 10 cm en los siguientes, aplicados con riego rodado. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con arreglo en parcelas divididas y cuatro repeticiones por ambiente; en la parcela grande se estableció el calendario de riegos y en la parcela chica los genotipos. La unidad experimental constó de dos surcos de 3 m de longitud con una distancia entre ellos de 75 cm.

Variables evaluadas

En la cosecha se trillaron los primeros 2 m de longitud en cada unidad experimental; se midió el rendimiento de grano (RG) en kg ha^-1. Las plantas del metro restante se cortaron a ras del suelo y de ahí se seleccionaron 100 tallos al azar, para estimar los componentes de rendimiento, con la metodología descrita por ^{Pietragalla y Pask (2013)}. Los componentes evaluados fueron granos por m² (GPM2), espigas por m² (EPM2), granos por espiga (GPE), biomasa en t ha^-1 (BIO) y peso de mil granos en g (PMG). también se evaluaron los días a floración (DF) y días a madurez fisiológica (DM).

Análisis estadístico

Se realizaron análisis de varianza combinados a través de ciclos de cultivo y de componentes principales con el programa estadístico SAS versión 9.3 (^{SAS Institute, 2011}). El análisis de la interacción genotipo × ambiente se realizó con el método SREG con el software GEA-R versión 4.1 (^{Pacheco et al., 2015}).

Análisis de varianza

En el Cuadro 2 se muestra el análisis de varianza, en el que se observan diferencias altamente significativas (P ≤ 0.01) entre ciclos de cultivo para todas las variables evaluadas, lo cual es indicativo de la variación entre años, que es un factor de efectos aleatorios. En el número de riegos se obtuvieron diferencias significativas (P ≤ 0.01) en las variables RG, GPM2, GPE, PMG y BIO y con P ≤ 0.05 en días a madurez (DM), lo que indica que la cantidad de agua disponible para el desarrollo del cultivo influye fuertemente en la manifestación de diferencias entre las variables evaluadas. Se presentaron diferencias significativas (P ≤ 0.01) entre genotipos para todas las variables, lo cual indica la existencia de variación genotípica para los atributos evaluados. Hubo diferencias altamente significativas (P ≤ 0.01) en la interacción riegos × ciclos para las variables RG, GPM2, GPE, PMG y BIO y significativas (P ≤ 0.05) para EPM2; estos resultados ponen de manifiesto que el efecto de los regímenes de riego fue distinto a través de los ciclos de cultivo, lo que puede deberse a las diferencias en temperatura a través de los años, en el ciclo 2015/2016 se presentaron las temperaturas mínimas más bajas (4.3 °C) entre los 45 y 51 días después de la siembra (DDS); es decir, cuando se aplicó el segundo riego, en la etapa de encañe, lo que probablemente favoreció la expresión del mayor número de DF, EPM2, PMG, DM y RG; en el ciclo 2014/2015 entre amacollamiento y encañe se presentaron las mayores temperaturas medias y mínimas, lo cual probablemente pudo haber reducido los DF, DM y RG (127 DDS), coincidiendo con lo reportado por ^{Castañeda-Saucedo et al. (2004)} y ^{Stapper y Fischer (1990)}.

Se presentaron efectos altamente significativos (P ≤ 0.01) en la interacción genotipos × ciclos en las variables RG, EPM2, GPE, BIO y DF, y significativos (P ≤ 0.05) para GPM2 y DM, lo cual indica que la respuesta de los genotipos varió de manera diferencial entre los ciclos evaluados; es decir, mostraron diferente patrón de respuesta al cambiar las condiciones ambientales; también puede atribuirse al potencial genético de las variedades y a su ciclo de madurez. En la interacción genotipos × número de riegos se detectaron efectos altamente significativos (P ≤ 0.01) para RG y DF, y significativos (P ≤ 0.01) en GPM2 y BIO, debido al ciclo de madurez de las variedades evaluadas, ya que se observaron variedades con buena respuesta con aplicación de tres riegos; es decir, que algunos genotipos presentaron plasticidad en su desarrollo al suministrarles menor cantidad de agua.

Del análisis de varianza generado por los tres factores de estudio y sus interacciones (Cuadro 2) se observó que los ciclos de evaluación contribuyeron en mayor proporción a la variación total detectada, ya que la variabilidad generada por este factor en la expresión de las variables DM, EPM2, PMG, RG y GPM2 superó a la originada por los genotipos y el número de riegos, probablemente por las temperaturas registradas. La variabilidad total del rendimiento fue debida al efecto de ciclos de cultivo (más del 50 %), seguida por la de genotipos, riegos, la interacción ciclos × riegos, genotipos × ciclos y genotipos × riegos. En la expresión de la acumulación de biomasa, la variabilidad ambiental fue determinante, particularmente la debida a la interacción ciclos × riegos, ciclos y riegos que superaron el 95 % de la variación total.

La variabilidad generada por el número de riegos superó a la de los genotipos en la expresión del PMG, GPM2, RG y GPE con 97.6, 80.4, 77.3 y 38 % respectivamente. Para la expresión de las variables DF, EPM2 y DM, la variabilidad generada por los genotipos superó a la de los riegos. Entre las interacciones, las de mayor importancia estadística por su impacto en la expresión de la variabilidad de los caracteres evaluados fueron ciclos × genotipos, la cual mostró efectos significativos en todas las variables evaluadas, con excepción del PMG y ciclos × riegos que también impactó en la variación de todos los rasgos evaluados, con excepción de DF. Los coeficientes de variación de las variables evaluadas en el experimento se consideran aceptables (^{Gómez y Gómez, 1984}). Las variables EPM2, BIO y GPE tuvieron menor precisión en su estimación, aunque sus coeficientes de variación son aceptables, debido probablemente a que fueron más afectadas por las variaciones ambientales entre parcelas.

Al comparar los ciclos de evaluación (Cuadro 3), el OI 2015/2016 presentó las mejores condiciones ambientales para la expresión de los genotipos, ya que se obtuvo en promedio el mayor rendimiento de grano, como resultado de periodo reproductivo y ciclo de cultivo más prolongados; es decir, se manifestó en un mayor número de días a floración y madurez fisiológica del grano, por lo que también se logró una mayor expresión de los componentes de rendimiento EPM, GPM2 y PMG. En el ciclo OI 2014/2015 se obtuvo significativamente menor rendimiento de grano (P ≤ 0.05), probablemente debido a mayores temperaturas, aunque en éste también se obtuvo el mayor número de GPM2, GPE y biomasa, probablemente las mayores temperaturas durante el período de llenado de grano redujeron los DF, DM pero especialmente el PMG, mismos que redujeron drásticamente el rendimiento. Al analizar el rendimiento con respecto al resto de las variables, es posible observar que éste estuvo influenciado principalmente por las bajas temperaturas; a medida en que se extendió el ciclo, el rendimiento se incrementó y entre los componentes del rendimiento se encuentran principalmente el número de EPM2 y el número de GPM2, lo que coincide con lo reportado por ^{Ataei (2006)} y ^{McDonald et al. (2008)}.

De la comparación del número de riegos (4 y 3) y con base en la lámina de 8 cm de diferencia entre ambos calendarios, se observa en general que la mayor disponibilidad de agua permitió a los genotipos un mayor número de DM del grano (1.5 días), así como la acumulación de casi el doble de biomasa, 9 % más de GPE y 15 % más de GPM2, lo que permitió, en promedio, elevar el rendimiento de grano en 840 kg ha^-1 con un riego adicional, mientras que la aplicación de un cuarto riego no influyó significativamente, en promedio, en el número de DF, ni en EPM2. Con tres riegos se obtuvo mayor PMG, pero menor número de GPE y GPM2, lo que dio lugar a un menor rendimiento.

Las variedades Bárcenas, Kauz e Ibiz sobresalieron con rendimientos superiores a las 6 t ha^-1, gracias a un mayor número de granos por metro cuadrado. Los genotipos Norteña, CDOA y Corocoro fueron los de menor rendimiento dentro de todo el experimento (Cuadro 4); los tres fueron inferiores en granos m^-2, mientras que Corocoro y CDOA fueron inferiores en EPM2 y biomasa (Cuadros 4 y 5), Corocoro y Norteña fueron inferiores en GPE. Norteña y CDOA se comportaron inferiores en PMG; estos resultados son similares a los reportados por ^{Martín et al. (2011)} sobre el efecto de los componentes de rendimiento y la productividad de los genotipos, al concluir que el número de EPM2 y GPE son componentes centrales de granos m^-2. Al respecto, ^{Espitia et al. (2021)} concluyeron que el número de granos y de espigas por m² determinan el rendimiento del cultivo. Por otra parte, estos resultados se contraponen con los obtenidos por ^{Villaseñor et al. (2012)}, quienes evaluaron a la variedad Norteña F2007 en 64 ensayos bajo la modalidad de riego normal y riego limitado en las regiones del norte de México (Nuevo León, Tamaulipas, Chihuahua y Coahuila) y El Bajío (Guanajuato, Jalisco, Michoacán) y Oaxaca, y sus resultados muestran que el rendimiento promedio de Norteña F2007 fue superior a Bárcenas S2002, Kronstad F2004, Tacupeto F2002 y Júpare C2001 en 12.2, 8.0, 7.0 y 3.5 %, respectivamente; ahí, Norteña F2007 expresó buena respuesta al riego restringido, debido probablemente a su evaluación en una mayor gama de mega-ambientes a nivel nacional.

Análisis de componentes principales

Los primeros dos componentes principales explicaron el 81.5 % de la varianza total del estudio. Los vectores característicos del primer componente principal (CP1) determinaron que las variables de mayor importancia fueron el RG, GPM2, EPM2 y Biomasa; es decir, las variables más asociadas al rendimiento y sus componentes numéricos, mientras que días a madurez y a floración lo fueron en el CP2; es decir, variables asociadas con la duración del ciclo del cultivo.

En la Figura 2 se presenta la dispersión de los genotipos; Bárcenas S2002, Kauz e Ibis se clasifican como los de mayor rendimiento, los cuales además presentaron la mayor cantidad de GPM2, EPM2, GPE y PMG, con algunas excepciones (Cuadro 4). Entre estos tres genotipos, Bárcenas S2002 fue la variedad de mayor rendimiento, precocidad (días a floración y madurez) y PMG, en comparación con Kauz. Otro grupo está conformado por Norteña F2007, Corocoro y CDOA, con los menores rendimientos, menor número de GPM2 y de EPM2. Entre estos genotipos, Corocoro fue más precoz y obtuvo menor rendimiento que Norteña F2007, pero superó a CDOA, que fue el genotipo más precoz y de menor rendimiento. Del análisis de ambos grupos destaca que los genotipos evaluados en riego restringido durante la fase de llenado de grano redujeron rendimiento a través de reducir el número de GPM2, número de EPM2 y el PMG (Cuadro 4).

Figura 2 Dispersión de los seis genotipos de trigo evaluados en los ciclos otoño invierno 2013-14, 2014-15 y 2015-16, Campo Experimental Bajío, Celaya, Guanajuato, México. 

Análisis de interacción genotipo × ambiente

Del total de la varianza obtenida en la expresión del rendimiento de los genotipos, 64.8 % se explicó con el CP1 y con el CP2 el 17.8 %, por lo que el modelo SREG explica el 82.6 % con los dos primeros componentes principales (Figura 3).

Figura 3 Análisis biplot de seis genotipos de trigo evaluados durante los ciclos otoño invierno 2013-14, 2014-15 y 2015-16, Campo Experimental Bajío, Celaya, Guanajuato, México. 

Los genotipos más sobresalientes por su rendimiento fueron Ibis y Bárcenas, este último obtuvo el rendimiento de grano más alto en todos los ambientes de evaluación, salvo en el ambiente con mayor potencial, cosechado en 2016 y con cuatro riegos, donde la línea experimental Ibis superó al resto de los genotipos evaluados. Los resultados son similares a los obtenidos por ^{Solís, et al. (2003)}, quienes al comparar el rendimiento de diferentes variedades de gluten débil, observaron que Bárcenas superó en rendimiento con 12.0 % a Salamanca S75, con 9.2 % a Cortázar S94 y con 7.1 % a Saturno S86.

La línea experimental Ibis presentó un desarrollo sobresaliente específicamente en el ambiente donde la disponibilidad de humedad en el suelo no provocó ningún tipo de estrés sobre rendimiento de grano, seguido en importancia por Bárcenas S2002 y Kauz; por el contrario, Corocoro, Norteña F2007 y CDOA no sobresalieron por rendimiento en ninguno de los ambientes de evaluación.