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Introducción
En 2014, en México se produjeron 23.27 x 106 Mg de maíz (Zea mays L.) en una superficie cosechada de 7.06 Mg x 10 ha, con un rendimiento promedio de 3.3 Mg ha-1. En los Valles Altos centrales de México, a más de 2200 msnm, en los estados de Tlaxcala, Puebla, Hidalgo, Querétaro, Michoacán, Morelos, Distrito Federal y Estado de México se cosecharon 2 millones de ha de grano de maíz con un rendimiento de 2.82 Mg ha-1, 83.21 % en secano, que representaron 28.46 % de la superficie cosechada nacional con maíz (SIAP, 2013). La productividad es baja y se requiere aumentarla; una alternativa es utilizar semillas de variedades mejoradas de maíz, con características agronómicas y de productividad sobresalientes para secano y riego adaptadas a esta región.
Las semillas con calidad alta son el insumo básico para aumentar la productividad del cultivo (Copeland y McDonald, 2001; Barrón, 2010). En México, durante el 2014 se cosecharon 9403 ha de semilla de maíz categoría certificada, con un rendimiento de semilla promedio de 5.7 Mg ha-1 y producción de 53 580 Mg, cantidad necesaria para sembrar 2 679 008 ha (considerando 20 kg de semilla categoría certificada por hectárea), que constituyen 36.07 % de la superficie sembrada con este cultivo (SIAP, 2014). En Valles Altos de México sólo en 6 % de la superficie cultivada con maíz se usan semillas certificadas (González et al., 2008) y en la región de Amecameca, Estado de México, sólo 4 % (Jolalpa et al., 2014).
Al respecto, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) genera variedades mejoradas y produce semilla de maíz adaptada a las regiones diferentes de México. Entre 2005 y 2014, el Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX) produjo y vendió semilla de categoría registrada de los híbridos H-40, H-48, H-50, H-52, H-66, H-70 y H-161 y de las variedades VS-22, V-54A y V-55A a 31 microempresas de semilla y generó tecnología de producción de semilla (Virgen et al., 2010; Larqué et al., 2013; Virgen-Vargas et al., 2014). La producción de semilla certificada realizada por las microempresas es una alternativa para la adopción de la tecnología y la producción de grano en Valles Altos; Vallejo et al. (2008), Barrón et al. (2010) y Barillas et al. (2010) señalaron que en Michoacán, Guerrero y Tlaxcala hay grupos de productores de semillas organizados, que abastecen las necesidades de semilla certificada con variedades del INIFAP, lo cual es un ahorro de al menos 50 % en el costo de la semilla para el productor, en comparación con las empresas de capital extranjero. Domínguez y Donnet (2014) reportaron que 75 % de los híbridos y variedades de maíz generados para Valles Altos, que venden las empresas de semillas, son del INIFAP y representa 9.35 % de la superficie potencial para el cultivo de maíz en esta región (700 000 ha en riego y buen temporal), y 6.55 % del mercado potencial de semillas cuantificado por Donnet et al. (2012).
El estudio de los factores que determinan la productividad y calidad de semilla de los progenitores de híbridos de maíz, líneas y cruzas simples, en los ambientes de producción es primordial en la producción de semilla híbrida categoría certificada. En híbridos el rendimiento potencial y calidad de semilla de los progenitores se evaluó (líneas y cruzas simples), se identificaron sitios de producción (Ávila et al., 2009; Virgen et al., 2010), densidades de población (Rojas et al., 2009; Espinosa-Calderón et al., 2010a; Tadeo et al., 2013; Virgen-Vargas et al., 2014), fechas de siembra (Virgen et al., 2013), uso de androesterilidad en la producción de semilla híbrida (Martínez-Lázaro et al., 2005; Tadeo et al., 2007; Espinosa et al., 2012), nutrición del cultivo (Zepeda et al., 2002; Cervantes-Ortiz et al., 2013) y la interacción genotipo x ambiente (Tadeo et al., 2013; Virgen et al., 2013; Virgen-Vargas et al., 2014).
En un lote de producción de semilla híbrida de maíz es esencial eliminar la espiga del progenitor hembra (desespigamiento) para mantener la calidad genética y evitar la contaminación por autofecundaciones. La actividad requiere, en promedio, entre 24 y 50 jornales ha-1 , según uniformidad del suelo y del progenitor femenino, presencia de hijos y facilidad para retirar la espiga (Martínez-Lázaro et al., 2005).
Según Espinosa-Calderón et al. (2010a), la eliminación de la espiga en el híbrido H-49 afectó positivamente el rendimiento, y la eliminación de la espiga y tres hojas lo afectó negativamente. Con el desespigue, en líneas de INIFAP y CIMMYT, Espinosa et al. (1999) observaron un aumento promedio de 30.3 % en el rendimiento y en tres líneas una reducción de 4.1, 14.7 y 32.9 %. En las cruzas simples progenitoras del híbrido H-47, androestéril y fértil, disminuyó 26 % el rendimiento de semilla al eliminar la espiga (Espinosa-Calderón et al., 2010b). En los híbridos H-47 y H-49, la eliminación de una o dos hojas no afectó el rendimiento (Tadeo et al., 2013).
Hay información específica sobre la tecnología de producción y calidad de semillas, categoría certificada, de cruzas simples y líneas progenitoras de híbridos en localidades determinadas. Así, el objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de niveles de eliminación de la espiga en el progenitor hembra (desespigamiento) en el rendimiento y calidad física de semilla de cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz en Valles Altos de México y su interacción con el ambiente. Las hipótesis fueron: 1) Las cruzas simples progenitoras hembra tienen atributos genéticos deseables para la producción de semillas, y 2) la eliminación de la espiga más una hoja no afecta el rendimiento y calidad de la semilla.
Materiales y métodos
La investigación fue parte de las actividades del proyecto “Generación de tecnología para la producción de semilla de maíz para Valles Altos y Zona de Transición”, que se realizaron en el Programa de Tecnología de Semillas del Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), Coatlinchán, Texcoco, Estado de México (19° 17’ N, 98° 53’ O y 2250 m de altitud). El clima es templado subhúmedo con lluvias en verano, temperatura media anual entre 12 y 18 °C, precipitación pluvial promedio anual de 645 mm (INIFAP, 2012). Los datos de temperatura y precipitación mensuales promedio de los años 2006, 2007 y 2008 se obtuvieron en la Estación Agrometeorológica del Colegio de Postgraduados (km 36.5 carretera federal Los Reyes-Texcoco, Montecillo, Texcoco, Estado de México, a 5 km de distancia del experimento) y se procesaron.
Durante los ciclos agrícolas primavera-verano de 2006, 2007 y 2008 se evaluaron 15 tratamientos de la combinación factorial 5x3: Cinco cruzas simples (CML-239 x CML-242, M-43 x M-44, M-47 x M-46, CML-241 x CML-243 y M-55 x M-54) y tres niveles de desespigamiento (eliminación de la espiga, eliminación de la espiga más la hoja bandera y sin eliminación de la espiga u hoja bandera) en un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones. En la evaluación no se incluyó al progenitor masculino. La unidad experimental fue de cuatro surcos de 5 m de longitud, separados a 0.80 m; se usaron los dos surcos centrales como parcela útil. Las cruzas CML, generadas por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), son homogéneas y uniformes porque están formadas con líneas que tienen en promedio seis a ocho autofecundaciones en comparación con las cruzas M, generadas por el INIFAP, con variabilidad mayor y entre tres y cinco autofecundaciones (Espinosa et al., 2003; Ávila et al., 2009; Arellano et al., 2011). Las cruzas simples son progenitoras de los híbridos de maíz adaptados a Valles Altos de México: H-44, H-52, H-66, H-68E, H-70 y H-153E generados por el INIFAP.
El manejo agronómico se hizo con base a las recomendaciones para el cultivo de maíz en el CEVAMEX. El terreno se preparó con un barbecho, rastra y surcado con maquinaria. La siembra se hizo manual, en suelo seco, los días 16, 11 y 21 de mayo de 2006, 2007 y 2008, respectivamente; a una densidad de población 62500 ha-1, distancia entre plantas de 20 cm y una planta por mata. Para fertilizar se utilizó la fórmula 150-70-30 (NPK), la mitad de N y todo el P y el K se aplicó con maquinaria al momento de la siembra y el resto del N en la segunda escarda, y 326 kg ha-1 de urea, 152 kg ha-1 de superfosfato de calcio triple y 50 kg ha-1 de cloruro de potasio se usaron como fuentes de N, P y K. Las malezas se controlaron con la aplicación en preemergencia de dosis de 1.5 L ha-1 de Primagran gold® (i. a. Atrazina + S-metolaclor), y en postemergencia, cuando la maleza tenía 5 cm de altura, 2.0 L ha-1 de Marvel® (i. a. Dicamba + Atrazina). En promedio, se aplicaron ocho riegos en la siembra y las etapas V3, V6, V10, V13, VT, R1 y R3 (Ritchie et al., 1993); el riego fue por gravedad con una lámina de 12 cm, considerando la eficiencia de conducción y aplicación que se estimó en 65 % y evapotranspiración de la planta (Rendón y Fuentes, 1997) en ausencia de precipitación por un periodo de 8 d.
El desespigue (eliminación de la espiga del progenitor hembra) se hizo manual. Su inicio fue 3 a 5 d después de la aparición de la primera espiga (flor masculina), porque no había liberación de polen, en la parcela útil y continuó durante 10 a 15 d cada tercer día, hasta la eliminación total de las espigas. La cosecha fue manual cuando se observó la formación de la capa negra, indicador de madurez fisiológica. Los granos se muestrearon de la parte media de cinco mazorcas en cada unidad experimental y los muestreos se hicieron cuando la planta tuvo un aspecto seco, con contenido de humedad del grano de 24 %, y otro 15 d después. El secado fue natural y el beneficio de la semilla fue manual.
Las variables medidas fueron: 1) inicio de la floración masculina y femenina, los días a partir del primer riego se cuantificaron hasta la aparición de la primera espiga y primer estigma, se midió en los surcos laterales de la unidad experimental; 2) rendimiento, Mg ha-1 a 14 % de humedad, se calculó con la fórmula: REN = [(PCxMS% x GxFC%)/8600]/1000,dondePC=peso de campo de mazorca, en kg por parcela útil; MS %= porcentaje de materia seca, mediante la diferencia de 100 menos el porcentaje de contenido de humedad del grano obtenido del aparato Stenlite®; G % = porcentaje de grano, relación entre el peso de grano y el peso de mazorca desprovista de brácteas, promedio de cinco mazorcas, multiplicado por 100; FC = factor de corrección, obtenido al dividir 10000 m2 (1 ha) entre la superficie útil de la parcela (8 m2); 8600 = factor para ajustar el rendimiento al 14 % de humedad por hectárea, parámetro utilizado en México; y 3) calidad física de la semilla mediante tamaño y peso. Las semillas se clasificaron en: grande (SG), mediana (SM) y chica (SC), con cribas de perforación redonda de 8, 7 y 6 mm, y los valores se reportaron en porcentajes. Cinco grupos o repeticiones de 200 semillas (P200S) se pesaron en una balanza analítica (Ohaus) y se calculó el promedio; el peso hectolítrico (PH) se determinó en una báscula (OHAUS®) y se expresó en kg hL-1.
Con los resultados se realizó un ANDEVA combinado con el procedimiento GLM (SAS, 1989) para los factores principales y las interacciones. La comparación de medias se hizo con la prueba de Tukey (p≤0.05). Los datos expresados en porcentaje se transformaron a valores de arcoseno.
Resultados y discusión
Cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz
Entre cruzas simples progenitoras de los híbridos: H-44, H-52, H-66, H-68E, H-70 y H-153E hubo diferencias significativas (p≤0.01) para inicio de floración masculina, rendimiento y calidad de semilla (Cuadro 1). Lo anterior debido a las características genéticas de cada una de las líneas que forman la cruza simple (Virgen-Vargas et al., 2014) y a la respuesta de la planta al daño causado por la eliminación de la espiga (Espinosa-Calderón et al., 2010a y b), principalmente la diferencia en número de autofecundaciones entre ellas (Espinosa et al., 2003; Ávila et al., 2009; Arellano et al., 2011). Los resultados son similares a los obtenidos por Virgen et al. (2010) y Virgen et al. (2013) al evaluar cruzas simples progenitoras de los híbridos de maíz: H-50, H-52, H-64, H-66, H-68 y H-70 en localidades del Estado de México y Tlaxcala.
Cuadro 1 Floración y rendimiento, tamaño y peso de semilla promedio de cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz. Texcoco, Estado de México (2006-2008).
| Cruzas Simples | IFM (días) | IFF (días) | REN (Mg ha -1 ) | Tamaño de semilla (%) | PH (kg hL -1 ) | P200S (g) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SG | SM | SC | ||||||
| CML-239xCML-242 | 70.1b | 73.0a | 7.3b | 71.4b | 19.4cd | 8.9b | 65.6b | 67.7b |
| M-43xM-44 | 71.1b | 75.0a | 9.1a | 70.4b | 21.7c | 7.9b | 62.6c | 85.5a |
| M-47xM-46 | 68.6c | 71.3a | 8.1b | 49.8c | 30.2b | 19.9a | 64.8b | 71.2b |
| CML-241xCML-243 | 72.8a | 72.7a | 4.7c | 32.4d | 46.1a | 21.5a | 68.3a | 48.3c |
| M-55xM-54 | 68.1c | 70.5a | 9.4a | 78.3a | 16.1d | 5.6b | 62.8c | 88.7a |
| P > F | <0.01 | 0.08 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| DSH (0.05) | 1.06 | 4.63 | 0.86 | 6.44 | 5.46 | 4.14 | 1.17 | 5.64 |
| Media | 70.19 | 72.53 | 7.79 | 60.51 | 26.74 | 12.78 | 64.87 | 72.33 |
| CV (%) | 2.00 | 8.46 | 14.73 | 11.68 | 17.97 | 26.29 | 2.38 | 10.31 |
| R2 | 0.74 | 0.29 | 0.87 | 0.94 | 0.88 | 0.94 | 0.92 | 0.92 |
p>F: Probabilidad; Medias con diferente letra en una columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤0.05); DSH: diferencia significativa honesta; CV: coeficiente de variación; REN: rendimiento de semilla; IFM: inicio floración masculina; IFF: inicio floración femenina; SG: porcentaje de semilla grande; SM: porcentaje de semilla mediana; SC: porcentaje de semilla chica; PH: peso hectolítrico, en kg hL-1; P200S: peso de 200 semillas, en g.
Los días para el inicio de la floración masculina y femenina fueron en promedio 70 a 72 (Cuadro 1). Esto indica que las cruzas simples mostraron sincronía floral; por ello, se debe iniciar la eliminación de la espiga, en el progenitor femenino, en un periodo menor a dos días para evitar autofecundaciones y conservar la calidad genética de la semilla categoría certificada (Vallejo et al., 2008). En la cruza simple CML-241 x CML-243, el número de días para el inicio de la floración masculina y femenina fue igual, por lo que se requiere precisar el momento oportuno para realizar el desespigamiento. En M-43 x M-44 la diferencia entre el inicio de las floraciones fue 4 d, lo que indica tiempo mayor para iniciar el desespigue. Otro factor a considerar es la uniformidad de la floración del progenitor hembra (Martínez-Lázaro et al., 2005), entre mayor uniformidad el número de pasos de desespigue será menor y menor el costo de esta actividad, en comparación con progenitores variables, cuyo periodo de floración masculina es amplio (10 a 20 d); las cruzas CML-239 x CML-242 y CML-241 x CML-243 tienen mayor uniformidad porque están formadas con líneas entre seis y ocho autofecundaciones en comparación con las cruzas M-43 x M-44, M-47 x M-46 y M-55 x M-54 que tienen mayor variabilidad (Espinosa et al., 2003; Avila et al., 2009; Arellano et al., 2011).
El rendimiento promedio de semilla fue 7.79 Mg ha-1, 80 % de las cruzas simples progenitoras de los híbridos rindieron entre 7 y 9 Mg ha-1 (Cuadro 1). Las cruzas M-43 x M-44 y M-55 x M-54, progenitoras de los híbridos H-52, H-66 y H-70, tuvieron los rendimientos mayores (9.1 y 9.4 Mg ha-1) y la menos rendidora fue CML-241 x CML-243, progenitor del H-68E, con 4.79 Mg ha-1. Estos resultados son similares a los publicados por Avila et al. (2009) y Espinosa et al. (2012). Los resultados se obtuvieron en lotes de experimentación, en comparación con un lote de desespigamiento de semilla híbrida, donde el rendimiento es menor debido a factores como asincronía en la floración masculina y femenina entre progenitores, falta de control de malezas, plagas y enfermedades y calidad genética, y pérdidas durante el beneficio de semilla. Al respecto, Barrón (2010) señaló que en la producción de semilla certificada de los híbridos H-515 y H-516 obtuvieron 3 Mg ha-1 de semilla comercializable, y en el híbrido H-318 fue 4 y 7 Mg ha-1 (Vallejo et al., 2008). Los rendimientos de semilla de las cruzas simples hembra de los híbridos H-44, H-52, H-66, H-68E, H-70 y H-153E hacen rentable la producción de semilla para las empresas de capital nacional porque la relación costo beneficio es >1; es 1.9 para producir un híbrido trilineal, y por cada peso invertido se obtienen 2.9 pesos (Vallejo et al., 2008; Virgen et al., 2013).
Las cruzas simples tuvieron, en promedio 60, 27 y 13 % de semilla grande, mediana y chica (Cuadro 1). CML-239 x CML-242, M-43 x M-44 y M-55 x M-54 presentaron porcentajes de semilla grande (8 mm) mayores a 70 % y de semilla chica (6 mm) entre 5 y 8 % porque tienen mazorca cónica (Avila et al., 2009; Arellano et al., 2011); mientras M-47 x M-46 y CML-241 x CML-243 tuvieron entre 49 y 39 % de semilla grande, entre 30 y 46 % de semilla mediana (7 mm) y entre 19 y 21 % de semilla chica, como en una mazorca cónico-cilíndrica. El tamaño de semilla es una característica importante para la comercialización y rentabilidad para las empresas productoras de semilla debido a que los productores prefieren semilla grande y mediana, aunque la semilla chica tiene calidad fisiológica buena. Laynez-Garsaball et al. (2007) y Tadeo-Robledo et al. (2010) no detectaron diferencias significativas en el vigor de las plántulas entre tamaños de semilla de variedades de maíz. Sin embargo, al inicio del crecimiento de la semilla chica la acumulación de materia seca es menor, comparando con la semilla grande (López-Santillán et al., 2004).
El peso hectolítrico y de 200 semillas fue en promedio 64 kg hL-1 y 72.33 g, la cruza CML-241 x CML-243 tuvo el peso hectolítrico mayor hL-1 y el menor peso de 200 semillas con 48.33 g, las cruzas M-55 x M-54 y M-43 x M-44 tuvieron el peso mayor de 200 semillas con 88.64 y 85.59 g y el menor peso hectolítrico (62.88 y 62.66 kg hL-1) (Cuadro 1). Estos valores son similares a los documentados por Zepeda et al. (2002) con las cruzas simples H-14 y H-214. Las semillas con peso mayor representan número menor de semillas y viceversa. El número de semillas por kilogramo en el establecimiento de un lote de desespigamiento es importante para determinar la densidad de población de los dos progenitores y la relación de siembra de surcos hembra y macho, y por la cantidad mayor de semilla del progenitor macho que puede utilizarse en caso de requerir sembrar más surcos para obtener más polen o como bordo para el aislamiento, en cumplimiento con las normas de certificación de semillas (SAG, 1975).
Efecto de eliminar la espiga en el progenitor hembra (desespigamiento)
No hubo diferencias significativas (p>0.05) en el rendimiento y calidad física de semilla entre los niveles de desespigamiento (Cuadro 2), debido probablemente a que la espiga demanda nutrimentos, que al eliminarse no alteró la fisiología de la planta, al contrario propició que los fotosíntatos fueran dirigidos al llenado de la semilla (Martínez et al., 2005). Al eliminar la espiga y la hoja bandera no disminuyo (p>0.05) el rendimiento porque la capacidad fotosintética de la planta no se afectó pues el área de la hoja bandera eliminada fue menor en comparación con las otras hojas, y fueron suficientes para realizar la fotosíntesis. De Brito (2011) indicó que reducciones mayores a 41.01 % del área foliar en plantas de maíz comprometen su productividad. Resultados similares fueron observados por Espinosa-Calderón et al. (2010b) al eliminar la espiga sin o con diferente número de hojas en el híbrido de maíz H-49; y en el híbrido H-47 disminuyó 26 % el rendimiento de semilla al eliminar de la espiga (Espinosa-Calderón et al., 2010a). Para la eliminación de una o dos hojas en ambos híbridos no afectó el rendimiento (Tadeo et al., 2013).
Cuadro 2 Floración y rendimiento, tamaño y peso de semilla por efecto de eliminar la espiga en cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz, Texcoco, Estado de México (2006-2008).
| Eliminación de espiga | IFM (días) | IFF (días) | REN (Mg ha -1 ) | Tamaño de semilla (%) | (kg hL -1 ) | P200S (g) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SG | SM | SC | ||||||
| Sin eliminar | 70.42 | 73.04 | 7.61 | 59.91 | 26.20 | 14.00 | 65.00 | 72.02 |
| Espiga | 69.93 | 71.44 | 8.09 | 60.71 | 26.64 | 12.53 | 64.73 | 71.42 |
| Espiga + hoja bandera | 70.20 | 73.09 | 7.66 | 60.93 | 27.38 | 11.82 | 64.89 | 73.56 |
| P > F | 0.26 | 0.35 | 0.09 | 0.73 | 0.64 | 0.31 | 0.71 | 0.37 |
| DSH (0.05) | 0.71 | 3.08 | 0.57 | 4.27 | 3.62 | 2.74 | 0.77 | 3.74 |
p>F: Probabilidad; Medias con diferente letra en una columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤0.05); DSH: diferencia sig nificativa honesta; REN: rendimiento de semilla; IFM: inicio floración masculina; IFF: inicio floración femenina; SG: porcentaje de semilla grande; SM: porcentaje de semilla mediana; SC: porcentaje de semilla chica; PH: peso hectolítrico, en kg hL-1; P200S: peso de 200 semillas, en g.
En un lote de producción de semilla híbrida de maíz es primordial eliminar la espiga del progenitor hembra (Martínez-Lázaro et al., 2005). Por ello es importante cuantificar los días para el inicio y floración media masculina y femenina de ambos progenitores. Las cruzas simples, en promedio, iniciaron la floración masculina y femenina en 70 y 72 d (Cuadro 2), y el período para eliminar la espiga del progenitor hembra, para conservar la calidad genética y evitar las autofecundaciones es 2 d. Es recomendable iniciar entre 2 y 4 d después de la aparición de la primera espiga (flor masculina) y continuar durante 10 y 20 d, cada tercer día hasta eliminar todas las espigas, en dependencia de las características genéticas de los progenitores, el efecto del ambiente y su interacción (Virgen et al., 2013; Virgen-Vargas et al., 2014).
El rendimiento de semilla aumentó 6.31 % (480 kg ha-1) con la eliminación de la espiga de la planta, comparado con el testigo (sin eliminar la espiga). Esto pudo deberse a que al eliminar la fuente demandante los nutrimentos fueron traslocados al jilote y usados en el desarrollo de la semilla, y disminuyó el porcentaje de semilla chica (10.5 %). Eliminar la espiga y la espiga más la hoja bandera no tuvo efectos negativos significativos en el rendimiento y calidad de semilla. Espinosa-Calderón et al. (2010b) también observaron efecto positivo en el rendimiento al eliminar la espiga en el progenitor hembra. Esto indica la posibilidad de reducir por lo menos un paso para desespigar lotes de producción de semilla, o bien la posibilidad de calibrar la maquinaria para hacer el corte en el punto de inserción de la hoja bandera. Pero en cada progenitor hembra deberá conocer el efecto de eliminar la espiga más una, dos o tres hojas, ya que en algunos progenitores el rendimiento de la semilla es afectado (Espinosa-Calderón et al., 2010a).
Efecto del ambiente (años de producción)
Entre ciclos agrícolas de producción primaveraverano de 2006, 2007 y 2008 hubo diferencias significativas (p≤0.01) en el inicio de la floración masculina y femenina, rendimiento y calidad física de semilla (Cuadro 3). Esto indicó que por lo menos una característica fue diferente de un año a otro, debido quizá a la diferencia en la temperatura (promedio de 16 °C en cada año) y cantidad y distribución de la precipitación; la temporada de lluvia se estableció entre junio y septiembre y la precipitación fue 722.7mm en 2007, y fue 20 y 32% mayor a las de 2006 (583 mm) y 2008 (495.2 mm) (Figura 1, Estación Agrometeorológica del Colegio de Postgraduados, 2013). Estas diferencias pueden contribuir a las diferencias en los días para el inicio de la floración, el rendimiento y la calidad física de semilla de las cruzas simples. Efectos similares de los factores ambientales sobre las plantas de maíz fueron observados por Boomsma et al. (2009) y Ramírez et al. (2010).
Cuadro 3 Efecto del ambiente en floración y rendimiento, tamaño y peso promedio de semilla en cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz, Texcoco, Estado de México (2006-2008).
| Años | IFM (días) | IFF (días) | REN (Mg ha-1) | Tamaño de semilla (%) | PH (kg hL-1) | P200S (g) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SG | SM | SC | ||||||
| 2006 | 71.4a | 74.6a | 5.2c | 26.5b | 41.7a | 31.5a | 64.1b | 49.2b |
| 2007 | 69.6b | 70.1b | 8.5b | 79.3a | 20.0b | 0.6c | 60.5c | 82.3a |
| 2008 | 69.4b | 72.9ab | 9.4a | 75.6a | 18.4b | 6.1b | 70.0a | 85.3a |
| P > F | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| DSH (0.05) | 0.71 | 3.08 | 0.57 | 4.27 | 3.62 | 2.74 | 0.77 | 3.74 |
p>F: Probabilidad; Medias con differente letra en una columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤0.05); DSH: diferencia significativa honesta; REN: rendimiento de semilla; IFM: inicio floración masculina; IFF: inicio floración femenina; SG: porcentaje de semilla grande; SM: porcentaje de semilla mediana; SC: porcentaje de semilla chica; PH: peso hectolítrico, en kg hL-1; P200S: peso de 200 semillas, en g.
Figura 1 Temperatura y precipitación promedio mensual durante 2006 y 2008 (Estación Agrometeorológica del Colegio de Postgraduados, 2013).
Entre años hubo 4 d de diferencia para el inicio de la floración femenina, en 2006 se observó el número mayor de días y el menor en 2007 (Cuadro 3). Esto puede atribuirse a que durante las etapas de germinación, desarrollo vegetativo y diferenciación floral de la planta de maíz la temperatura disminuyó entre 2.4 y 0.5 °C, lo que ocasionó crecimiento y desarrollo menores de la planta. Resultados similares fueron observados por Zepeda-Bautista et al. (2009) y Virgen et al. (2013) en cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz para Valles Altos de México.
El rendimiento de semilla promedio fue 7.79 Mg ha-1, en 2008 fue 17.12 % mayor y en 2006 33.24 % menor (Cuadro 3). Esto puede atribuirse a la disponibilidad mayor de humedad, en las etapas de floración y llenado de grano, debido a la precipitación; en 2008 la precipitación fue mayor en septiembre (semana 40, 53.50 mm), comparado con 2006 (semana 40, 12.40 mm) (Figura 1). Esto confirma el efecto del ambiente en la productividad de las cruzas simples hembra progenitoras de híbridos de maíz (Virgen et al., 2010; Virgen et al., 2013), lo cual es útil para determinar el sitio, la fecha y cómo establecer un lote de producción de semilla. Avila et al. (2009) observaron un efecto ambiental similar al incrementar la cruza simple hembra del híbrido H-52 en el Valle de Texcoco; la producción fue 9 a 10 t ha-1 con 70 % de semilla grande y en Tlaxcala 6.5 t ha-1 de rendimiento de semilla. En 2008 el tamaño de semilla fue mayor en comparación con 2006 (Cuadro 3), año en el cual la semilla grande, el peso hectolítrico y el peso de 200 semillas fueron 64.94, 8.42 y 42.32 % menores.
Interacción genotipo x ambiente
Las interacciones cruzas simples progenitoras x años de evaluación fueron significativas (p≤0.01) para el inicio de la floración masculina y rendimiento de semilla; así como el porcentaje de semilla grande, mediana y chica, peso hectolítrico y peso de 200 semillas (datos no presentados), pues por lo menos una cruza simple tuvo un comportamiento diferente en cada año agrícola. Esto se debió a sus características genéticas y a las condiciones agroclimáticas que determinan la producción y calidad de la semilla híbrida (Virgen et al., 2013; Virgen-Vargas et al., 2014).
Días para el inicio de la floración masculina
Entre años, en 100 % de las cruzas simples se observó un cambio en el número de días para el inicio de la floración masculina (Figura 2). Éste es un parámetro importante para definir el momento de eliminar la espiga del progenitor hembra y la sincronía de la floración masculina y femenina, para la polinización y formación de la semilla. Resultados similares fueron observados por Virgen et al. (2010) al evaluar cruzas simples progenitoras de híbridos en localidades de Tlaxcala. La cruza simple M-55 x M-54, progenitora hembra del híbrido H-70, presentó diferencia de 2 d para el inicio de la floración masculina (67 a 69 d). CML-239 x CML-242 presentó variación mayor en los días para el inicio de la floración masculina. En 2007 floreció a los 68 d y 5 d después en 2006; esta diferencia ocasiona problemas al establecer un lote de desespigamiento, porque puede causar desfasamiento de la polinización y en consecuencia la falta de formación de la semilla, la pérdida de calidad genética por la contaminación de polen extraño y autofecundaciones de la hembra por el desespigamiento inoportuno.
Rendimiento de semilla
En todas las cruzas simples progenitoras de híbridos entre los años se obtuvó rendimiento de semilla diferente, porque es un carácter determinado por muchos genes e influido por el ambiente (Poehlman, 1979; Márquez, 1988). La cruza simple CML-241 x CML-243 tuvo la variación menor en el rendimiento de semilla, en 2007 y 2008 produjo en promedio 5.16 Mg ha-1, lo que pudo deberse a la cantidad mayor de precipitación durante la floración y llenado de grano (Figura 1); en 2006 fue 21.45 % menor el rendimiento (1.11 Mg ha-1). La cruza CML-239 x CML-242 tuvo su rendimiento mayor (10.28 Mg ha-1) en 2008 y menores en 14.19 y 70.55 % en 2007 y 2006 (Figura 3).
Figura 3 Interacción genotipo x ambiente (años) para rendimiento de semilla de cruzas simples progenitoras de híbridos de maíz. Texcoco, Edo. de México. 2006-2008.
La cruza simple M-43 x M-44, progenitor hembra de los híbridos H-52 y H-66 (Avila et al., 2009; Arellano et al., 2010), en 2008 presentó su máximo rendimiento (11.24 Mg ha-1), y en 2007 y 2006 fueron menores en 14.11 y 42.32 % (Figura 3). Avila et al. (2009) obtuvieron rendimientos de semilla entre9y10Mgha-1 delacruzaM-43xM-44en un lote de desespigamiento ubicado en el Valle de Texcoco, en altitudes de 2300 msnm; y en el Campo Experimental Valle de México, 2250 msnm, durante el ciclo agrícola primavera-verano 2011 se obtuvieron 3.79 y 3.52 Mg ha-1 de la cruza directa (M-43 x M-44) y recíproca, (Virgen et al., 2013). La cruza simple M-55 x M-54 tuvo variación menor en el rendimiento de semilla, en 2007 y 2008 rindió en promedio 10.75 Mg ha-1; y en 2006 fue menor en 36.77 % el rendimiento (3.95 Mg ha-1). Virgen et al. (2013) produjeron en el Campo Experimental Valle de México durante el ciclo agrícola primavera-verano 2011, 1.55 y 3.19 Mg ha-1 de la cruza directa (M-54 x M-55) y recíproca (M-55 x M-54). Esto evidencia el comportamiento no estable de los progenitores hembra, que afecta directamente el rendimiento y la calidad de la semilla, aspecto fundamental para el éxito de la producción, rentabilidad económica y técnica en las empresas de capital nacional (Vallejo et al., 2008; Virgen-Vargas et al., 2014).
Conclusiones
En la producción de semilla híbrida, la eliminación de la espiga en las cruzas simples progenitoras hembra de híbridos de maíz para Valles Altos de México aumenta el rendimiento de semilla y disminuye el porcentaje de semilla chica. La eliminación de la espiga o la espiga y la hoja bandera no afecta negativamente el rendimiento, tamaño ni peso de la semilla.
Las cruzas simples progenitoras hembra de híbridos de maíz tienen un comportamiento no estable del rendimiento y la calidad física de la semilla, y el inicio de la floración masculina en la hembra para iniciar el desespigue (eliminación de espiga en el progenitor hembra) entre años de producción agrícola.
Las cruzas simples progenitoras hembra de los híbridos de maíz: H-44, H-52, H-66, H-68E, H-70 y H-153E, generados por el INIFAP para los Valles Altos de México, poseen características de productividad, tamaño y peso hectolítrico de semilla deseables para la producción de semilla híbrida.
