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Introducción
En la región centro-sur de Chihuahua se siembran alrededor de 50 mil hectáreas de cultivos anuales bajo irrigación durante los ciclos de primavera y verano. Los principales cultivos anuales son algodón, maíz forrajero y chile verde, con 84 % de la superficie total en 2018. Otros cultivos importantes son la cebolla, cacahuate, frijol y soya (SIAP, 2018). La región se caracteriza por una limitada e irregular disponibilidad de agua, altas temperaturas y presencia de salinidad en el suelo; problemas que en las próximas décadas se incrementarán debido al calentamiento global (Andrade y Montero, 2014). Esta situación indica que es importante aumentar la sustentabilidad de la agricultura en la región a través de una mayor diversidad de cultivos, sobre todo con especies alternativas que ofrezcan ventajas como menores requerimientos de agua, tolerancia a altas temperaturas y salinidad y una rentabilidad igual o superior a los cultivos tradicionales.
Por sus características agronómicas y su creciente uso a nivel mundial, el guar [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] es un cultivo con alta demanda, debido a que es la principal fuente de galatomananos, que son ampliamente utilizados en diversas industrias como el procesamiento de alimentos, textiles, papeles, farmacéutica y la extracción de petróleo y gas natural (Mudgil et al., 2014). El guar es un cultivo con tolerancia a salinidad (Ashraf et al., 2005), sequía y altas temperaturas (Kumar, 2015), con un ciclo de 90 a 120 d, que le permite adaptarse a diferentes patrones de cultivo. Estas características indican que el guar puede integrarse en el sistema de producción agrícola de la región centro-sur de Chihuahua. Para ello es necesario determinar el potencial de rendimiento del cultivo con variaciones en el distanciamiento entre surcos y la densidad de población, dos de las prácticas agronómicas que son más importantes en la intercepción de radiación solar y la utilización de nutrientes del suelo (Reta-Sánchez et al., 2016), y en gran parte determinan el potencial de rendimiento de los cultivos.
Los estudios sobre la respuesta del guar al distanciamiento entre surcos y la densidad de población muestran una gran variabilidad de acuerdo a las condiciones en que se desarrolle el cultivo. En localidades con bajo potencial de rendimiento, la densidad de población óptima en variedades con capacidad de ramificación es de 110 mil plantas ha-1, mientras que en aquellas con mayor potencial, los máximos rendimientos de semilla se alcanzan a 200 mil plantas ha-1 (Singh, 2014).
En la respuesta del guar al distanciamiento entre surcos, se ha observado que en surcos estrechos ocurre una mayor intercepción de radiación solar como resultado de una mejor distribución de las plantas en el terreno, situación que provoca un crecimiento del cultivo más vigoroso y mayor número de ramas, hojas y órganos reproductivos que los observados en surcos con mayor distanciamiento (Nandini et al., 2017). Bajo estas condiciones ocurre una tendencia a incrementarse el rendimiento de semilla en surcos estrechos (30 cm) respecto a surcos a 45 y 60 cm (Akhtar et al., 2012; Ramanjaneyulu et al., 2018). El objetivo del estudio fue determinar el potencial de rendimiento de semilla del guar en respuesta al distanciamiento entre surcos y densidad de población en la región centro-sur de Chihuahua.
Materiales y métodos
El estudio se realizó en el Campo Experimental Delicias del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, localizado en Delicias, Chihuahua, México a 28° 11’ latitud norte y 105° 30’ longitud oeste, con una altitud de 1178 m. La textura del suelo es franco arenoso en el estrato 0-30 cm y franco arcilloso arenoso en 30 - 60 cm. Los valores de pH y del contenido de carbonatos de Ca son altos (5.0 %), con alta disponibilidad de potasio (407 ppm) y contenidos bajos de nitrógeno (nitratos = 39 kg ha-1), fósforo (10.9 ppm) y micronutrientes.
La preparación del terreno consistió de barbecho, rastreo, nivelación y trazo del experimento. La dosis de fertilización química aplicada se estimó con base en las concentraciones de N y P en la planta observada en otros estudios y una meta de rendimiento de semilla de 2.5 a 3 t ha-1. Antes de la siembra, cada parcela experimental se fertilizó en forma manual con sulfato de amonio y fosfato monoamónico granulares, a razón de 50 kg N y 100 kg P2O5 ha-1, incorporando los fertilizantes con un paso de rastra. La siembra se realizó manualmente en suelo seco el 18 de mayo de 2021. El mismo día se aplicó el riego de siembra con una lámina de 20 cm. Posteriormente, la fertilización se complementó durante el ciclo del cultivo. Antes del primer riego de auxilio se aplicó fertilización nitrogenada en dosis de 100 kg ha-1 con sulfato de amonio granulado como fuente. También se aplicó en el suelo un quelato EDDHA de hierro (Ultra ferro 6 %), en dosis de 4 kg ha-1. En el segundo riego de auxilio se fertilizó con 100 kg N ha-1 utilizando sulfato de amonio granulado, y además se aplicaron 50 kg ha-1 de Mg con sulfato de Mg (16 % MgO).
Se evaluó la variedad de guar “Santa Cruz” establecida bajo cuatro distanciamientos entre surcos (30, 45, 60 y 75 cm) y cuatro densidades de población (30, 45, 60 y 75 mil plantas m-2). Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones, con un arreglo factorial 4 × 4 de tratamientos, donde el factor A fueron los distanciamientos entre surcos, y el factor B, las densidades de población. Se sembró un exceso de 50 % en el número de semillas para cada tratamiento, ajustando la población de plantas con un aclareo manual realizado a los 16 días después de la siembra (dds). Las parcelas experimentales fueron de 10, 8, 6 y 6 surcos para los distanciamientos de 30, 45, 60 y 75 cm, respectivamente, con una longitud de 7 m. La parcela útil para determinar rendimiento de semilla y sus componentes fue de 4 m2 de la parte central de las parcelas.
Se aplicaron dos riegos a los 31 y 69 dds, con una lámina de 18 cm. No se presentaron problemas de plagas. El control de maleza se realizó manualmente y con azadón. Se determinó semanalmente el índice de área foliar (IAF) y la intercepción de radiación solar fotosintéticamente activa en todas las parcelas del experimento. Para ello se utilizó un ceptómetro AccuPAR modelo Lp-80 PAR/LAI (Decagon Devices, Inc., Pullman, WA, USA). Se tomaron tres lecturas por parcela entre las 1200 y 1400 h tiempo solar. Se realizaron tres mediciones arriba y otras tres abajo del dosel, en forma paralela a la superficie del suelo. El sensor se colocó a un ángulo de 45° respecto a los surcos. Cerca del final del ciclo se aplicó el herbicida Atectra® (Dicamba) para defoliar el cultivo en dosis de 0.5 L ha-1 el 25 de agosto de 2021 (99 dds).
Para determinar los componentes del rendimiento del cultivo se realizó un muestreo aleatorio de plantas de 1.6 m2 en cada parcela a los 105 dds. En este muestreo se determinó el número de plantas muestreadas, número de ramas, número de racimos, además del número de vainas en tallos y ramas por parcela; posteriormente, se separaron las semillas de las vainas y se obtuvo el peso de semilla, y el peso de 1000 semillas en cada parcela. Con estos datos se determinaron los componentes del rendimiento número de vainas y semillas por planta y por m2, además del número de vainas y semillas por planta. La cosecha final para determinar el rendimiento de semilla por hectárea se llevó a cabo el 13 de septiembre de 2021 (118 dds).
Se realizaron análisis de varianza (P ≤ 0.05) para el rendimiento de semilla y sus componentes. Para comparar las medias se utilizó la prueba de la diferencia mínima significativa protegida de Fisher (P ≤ 0.05). Se realizaron análisis de regresión lineal para determinar la relación entre el IAF y la intercepción de radiación solar fotosintéticamente activa máxima (IRSM) con los componentes del rendimiento y el rendimiento de semilla (P ≤ 0.05). Los datos se analizaron con el programa estadístico SAS 9.4 (SAS Institute, 2011).
Resultados y discusión
Clima durante el ciclo de crecimiento
Durante el ciclo de crecimiento del guar la temperatura media ambiental fluctuó de 26.1 a 24.5 °C de la siembra a la cosecha con la mayoría de las vainas en maduración (Tabla 1). La temperatura máxima fue de 35.2 a 33.2 °C, mientras que la mínima varió de 15.1 a 19.2 °C. De acuerdo con las temperaturas óptimas reportadas para guar durante la germinación (Gresta et al., 2018), el crecimiento vegetativo y el reproductivo (Baath et al., 2020), en el presente estudio el cultivo se desarrolló en condiciones de clima cercanas a las requeridas para un adecuado crecimiento.
Tabla 1 Factores del clima durante el desarrollo del guar establecido en cuatro distanciamientos entre surcos y cuatro densidades de población durante el ciclo primavera-verano de 2021 en Delicias, Chihuahua.
Table 1: Climate factors during the growing cycle of guar established at four row spacings and four population densities during the spring-summer cycle of 2021 in Delicias, Chihuahua.
| Periodo | Temperatura (°C) | HR (%) | ET (mm) | Lluvia (mm) | ||
| Med. max. | Med. min. | Media | ||||
| 18-31 mayo | 35.2 | 15.1 | 26.1 | 29.2 | 102.2 | 0 |
| 1-15 junio | 36.5 | 16.9 | 27.4 | 38.4 | 105.2 | 0 |
| 16-30 junio | 35.1 | 19.0 | 27.5 | 50.3 | 97.5 | 0 |
| 1-15 julio | 32.0 | 19.2 | 25.4 | 71.9 | 87.0 | 28.5 |
| 16-31 julio | 33.3 | 18.3 | 25.7 | 64.0 | 88.7 | 9.2 |
| 1-15 agosto | 31.9 | 19.0 | 25.1 | 71.4 | 76.6 | 24.0 |
| 16-31 agosto | 33.2 | 18.6 | 25.7 | 67.4 | 88.4 | 19.4 |
| 1-15 septiembre | 33.2 | 15.9 | 24.5 | 60.8 | 81.9 | 1.1 |
Med. Max, media de máximas; Med. Min, media de mínimas; HR, humedad relativa; ET, evapotranspiración.
Características agronómicas
No se encontró diferencia significativa para la interacción densidad de población x distanciamiento entre surcos en las características agronómicas evaluadas (P > 0.05). Esto indica que las características agronómicas del guar presentaron un comportamiento similar en todas las densidades de población al reducir el distanciamiento entre surcos de 75 a 30 cm. En efectos principales hubo diferencias tanto para densidad de población como para distanciamientos entre surcos (P ≤ 0.05) (Tabla 2).
Tabla 2 Valores de probabilidad de un análisis de varianza para características agronómicas, rendimientos de semilla y sus componentes en el cultivo de guar establecido en cuatro distanciamientos entre surcos y cuatro densidades de población.
Table 2: Probability values of analysis of variance for agronomic characteristics, seed yields and their components in the guar crop established at four row spacings and four population densities.
| Significancia (valor P) | |||
| DS | DP | DS*DP | |
| Rendimiento de semilla | 0.0033 | 0.3314 | 0.8093 |
| Número de vainas planta-1 | 0.7264 | 0.0001 | 0.7425 |
| Número de racimos m-2 | 0.0001 | 0.1835 | 0.2910 |
| Número de semillas vaina-1 | 0.0069 | 0.0003 | 0.4025 |
| Número de vainas m-2 | 0.0001 | 0.0225 | 0.0494 |
| Número de semillas m-2 | 0.0014 | 0.2406 | 0.7220 |
| Peso de 1000 semillas | 0.7447 | 0.0738 | 0.8855 |
| Índice de área foliar | 0.0001 | 0.0327 | 0.1527 |
| Intercepción de radiación solar | 0.0001 | 0.0001 | 0.0536 |
| Número de ramas planta-1 | 0.9182 | 0.0001 | 0.6077 |
| Número de ramas m-2 | 0.0001 | 0.0001 | 0.0644 |
DS = Distanciamiento entre surcos; DP = Densidad de población; DS*DP = Interacción DS*DP.
El tamaño del IAF y los valores de IRSM en el estudio fueron más afectados por el distanciamiento entre surcos que por la densidad de población. Estos parámetros sólo presentaron incrementos significativos (P ≤ 0.05) al aumentar la densidad de 30 a 45 plantas m-2; los valores observados en las densidades de 45 a 75 plantas m-2 fueron estadísticamente iguales (P > 0.05). En la respuesta al distanciamiento entre surcos, los valores de IAF fueron mayores en los surcos estrechos, y por lo tanto más grande su capacidad de intercepción de radiación solar (P ≤ 0.05), dada la regresión lineal positiva observada entre el IAF y IRSM (Figura 1). El IAF en los surcos a 30 cm fue superior a los otros distanciamientos entre surcos (P ≤ 0.05); mientras que la IRSM se redujo al aumentar la distancia entre surcos de 30 a 60 cm (P ≤ 0.05); los valores en surcos a 75 cm fueron estadísticamente iguales (P > 0.05) a los observados en surcos a 60 cm (Tabla 3). En otros estudios realizados con canola (Brassica napus L.) y frijol mungo (Vigna radiata L.) también se ha observado en surcos estrechos (19 a 50 cm) una mayor capacidad de intercepción de radiación solar que la obtenida en surcos convencionales (76 a 100 cm) (Rachaputi et al., 2015; Reta-Sánchez et al., 2016).
Tabla 3 Características agronómicas del cultivo de guar establecido en cuatro distanciamientos entre surcos y cuatro densidades de población.
Table 3: Agronomic characteristics of the guar crop established in four row spacings and four population densities.
| Tratamiento | IAF | IRSM % | Número ramas planta-1 | Número ramas m-2 | Número racimos planta-1 | Número racimos m-2 | Número semillas vaina-1 | |
| Densidad de población (plantas m-2) | ||||||||
| 30 | 4.08 b | 86.6 b | 4.8 a | 153.0 a | 20.6 a | 648.6 a | 7.5 a | |
| 45 | 4.95 a | 95.1 a | 3.1 b | 131.9 a | 13.0 b | 560.4 a | 6.9 a | |
| 60 | 5.03 a | 93.9 a | 2.5 b | 136.6 a | 11.2 b | 631.1 a | 5.9 b | |
| 75 | 4.87 a | 93.0 a | 1.2 c | 90.6 b | 7.4 c | 552.3 a | 5.3 b | |
| Distancia entre surcos (cm) | ||||||||
| 30 | 5.80 a | 97.6 a | 4.1 a | 182.5 a | 17.4 a | 820.3 a | 7.2 a | |
| 45 | 4.62 b | 93.2 b | 3.0 b | 132.2 b | 12.5 b | 581.6 b | 6.9 ab | |
| 60 | 4.14 b | 89.7 c | 2.3 c | 102.9 c | 11.4 b | 515.2 b | 6.0 bc | |
| 75 | 4.33 b | 87.8 c | 2.2 c | 94.3 c | 10.8 b | 475.3 b | 5.6 c | |
‡ Medias en cada columna y para cada factor con la misma letra no son estadísticamente diferentes (DMS P ≤ 0.05). IAF = índice de área foliar máxima; IRSM = intercepción de radiación solar máxima.
La mayor competencia entre plantas con el aumento de la densidad de población, y un incremento muy limitado en la intercepción de radiación solar, provocó una reducción en el número de ramas por planta, número de racimos por planta y número de semillas por vaina (P ≤ 0.05); sin embargo, el mayor número de órganos por planta en densidades bajas (P ≤ 0.05) compensó la reducción de población de plantas, por lo que el número de ramas y racimos por m2 fue similar en todas las densidades de población (P > 0.05) (Tabla 3).
En surcos estrechos con distanciamientos de 19 a 50 cm, generalmente los cultivos presentan una distribución de plantas sobre el terreno más favorable que en surcos convencionales (75 a 90 cm), con lo cual se logra una mejor explotación del dosel y espacios del suelo, además de obtener una mayor intercepción de radiación solar durante el ciclo de crecimiento (Scott et al., 2013; Reta-Sánchez et al., 2016). En nuestro estudio, la mayor intercepción de radiación solar en surcos estrechos (30 y 45 cm) respecto a los surcos a 60 y 75 cm (P ≤ 0.05), favoreció una mayor producción de ramas, racimos y semillas por vaina (Tabla 4), de acuerdo con la relación positiva obtenida entre IRSM y los valores de las características agronómicas antes mencionadas (Figura 1).
Tabla 4 Rendimiento de semilla y sus componentes en el cultivo de guar establecido en cuatro distanciamientos entre surcos y cuatro densidades de población.
Table 4: Seed yield and its components in the guar crop established at four row spacings and four population densities.
| Tratamiento | Rendimiento semilla (kg ha-1) | Número racimos planta-1 | Número semillas vaina-1 | Número vainas m-2 | Número semillas m-2 | Peso 1000 semillas (g) |
| Densidad de población (plantas m-2) | ||||||
| 30 | 2,331 a | 20.6 a | 7.5 a | 1,670 a | 7,813 a | 29.0 a |
| 45 | 2,505 a | 13.0 b | 6.9 a | 1,536 ab | 7,765 a | 30.0 a |
| 60 | 2,256 a | 11.2 b | 5.9 b | 1,724 a | 7,571 a | 29.8 a |
| 75 | 2,169 a | 7.4 c | 5.3 b | 1,345 b | 6,645 a | 30.1 a |
| Distancia entre surcos (cm) | ||||||
| 30 | 2,750 a | 17.4 a | 7.2 a | 2,295 a | 8,955 a | 29.5 a |
| 45 | 2,321 b | 12.5 b | 6.9 ab | 1,492 b | 7,719 ab | 29.6 a |
| 60 | 2,188 b | 11.4 b | 6.0 bc | 1,280 bc | 6,753 bc | 29.9 a |
| 75 | 2,001 b | 10.8 b | 5.6 c | 1,208 c | 6,367 c | 29.9 a |
‡ Medias en cada columna y para cada factor con la misma letra no son estadísticamente diferentes (DMS P ≤ 0.05).
Rendimiento de semilla y componentes del rendimiento
La interacción densidad de población por distanciamiento entre surcos no afectó el rendimiento de semilla y sus componentes (P > 0.05); sin embargo, el análisis de los efectos principales indicó diferencia significativa para los dos factores (P ≤ 0.05). El peso de 1000 semillas no fue afectado (P > 0.05) por la densidad de población ni por la distancia entre surcos (Tabla 2).
El rendimiento de semilla fue estadísticamente igual (P > 0.05) en todas las densidades de población evaluadas, el cual fluctuó de 2,169 a 2,331 kg ha-1. La diferencia nula entre densidades de población se debió a la capacidad de la planta del guar de producir mayor número de racimos por planta y semillas por vaina en las bajas densidades de población. Esta respuesta permitió a la densidad baja producir valores del número de vainas m-2 y semillas m-2 similares (P > 0.05) a los obtenidos en densidades medias y altas (Tabla 4). Resultados similares fueron observados por Mahdipour-Afra et al. (2021) en guar establecido en una fecha de siembra temprana, que favoreció buenas condiciones de crecimiento para el cultivo. Los datos mostraron que el número de vainas m-2 se incrementó en las densidades de población reducidas (13 plantas m-2), mientras que el número de granos por vaina y peso de 100 granos no fueron afectados por la densidad de población. En las densidades de población altas (20 y 40 plantas m-2) la competencia por fotosintatos se intensificó entre órganos vegetativos y reproductivos. Bajo estas condiciones, se recomienda utilizar la densidad baja para maximizar el rendimiento de semilla.
En estudios previos la respuesta del guar a la densidad de población fue variable, de acuerdo principalmente a la fecha de siembra, disponibilidad de agua y nutrientes, y el cultivar utilizado. En variedades de guar con capacidad de ramificación se ha observado que las mejores densidades de población varían de 11 a 20 plantas m-2 (Singh, 2014; Mahdipour-Afra et al., 2021); mientras que en variedades sin ramificación la densidad de población óptima se incrementa a 40 plantas m-2 (Singh, 2014). En el presente estudio se evaluaron densidades de población superiores a las densidades óptimas encontradas para variedades con ramificación bajo condiciones adecuadas de humedad y nutrientes. Los resultados muestran que la variedad “Santa Cruz”, con capacidad de ramificación, mostró la suficiente plasticidad en sus componentes del rendimiento a la variación en densidad de población de 30 a 75 plantas m-2, por lo que los rendimientos de semilla fueron estadísticamente iguales en altas y bajas densidades (Tablas 3 y 4).
En la respuesta del guar al distanciamiento entre surcos se observó que los surcos a 30 cm superaron en rendimiento de semilla (2,750 kg ha-1) a los otros distanciamientos (2,001 a 2,321 kg ha-1) (P ≤ 0.05), entre los cuales no hubo diferencia significativa (P > 0.05). La mayor equidistancia entre plantas en surcos estrechos favoreció la producción de más racimos por planta y semillas por vaina (P ≤ 0.05), lo cual resultó en mayor número de vainas m-2 y semillas m-2 en surcos estrechos (P ≤ 0.05), especialmente en surcos a 30 cm (Tabla 4). También el mayor rendimiento de semilla en surcos a 30 cm se relacionó a su mayor IAF, y por lo tanto a su mayor capacidad de intercepción de radiación solar (Figura 2).
En otros estudios con guar se encontró también un mayor rendimiento de semilla en surcos estrechos a 30 y 45 cm respecto a los surcos a 60 cm (Akhtar et al., 2012; Ramanjaneyulu et al., 2018). La ventaja en surcos estrechos se origina de una distribución más equidistante entre plantas, lo cual decrece la competencia entre plantas por agua, nutrimentos y radiación solar. Debido a esto, en surcos estrechos se incrementa en los cultivos la intercepción de radiación solar y la producción de biomasa (Reta-Sánchez et al., 2016; Feng et al., 2019), así como también se producen mayores rendimientos de grano (Andrade et al., 2002).
Trabajos realizados a nivel mundial con guar bajo irrigación reportan buenos rendimientos de semilla, los cuales son de 2,100 a 2,400 kg ha-1 (Gresta et al., 2013; Avola et al., 2020), con fluctuaciones de 1,240 a 3,280 kg ha-1 (Sortino y Gresta, 2007). En el presente estudio, los mayores rendimientos de semilla promedio en surcos a 30 cm (2,750 kg ha-1) y la fluctuación del rendimiento de 1,760 a 3,012 kg ha-1, sugieren que el potencial de rendimiento del guar en la región puede ser igual o superior a 3000 kg ha-1, si se aplica un buen manejo agronómico y se establece en un suelo de mediana a buena fertilidad.
Los resultados indican que los mayores rendimientos en guar se obtienen con la siembra en surcos a 30 cm. Sin embargo, este método de siembra no permite el paso de maquinaria para realizar prácticas agronómicas como el control de maleza, aplicación de fraccionada de fertilizantes y aplicaciones de pesticidas durante el ciclo de crecimiento. Para utilizar surcos estrechos se requiere generar tecnología de producción o bien evaluar métodos de siembra con surcos estrechos, pero que permitan el paso de maquinaria, como camas con varias hileras. También se puede utilizar surcos a 60 y 75 cm, que permitan el trabajo de maquinaria tradicional, pero con pérdidas en rendimiento de semilla entre 20.4 y 27.2 %.
Conclusiones
El guar presentó un buen potencial de producción de semilla en la región centro-sur de Chihuahua, con los mejores rendimientos promedio en los surcos estrechos a 30 cm de espaciamiento (2,750 kg ha-1), mientras que en densidades de población el cultivo produjo rendimientos similares en densidades de población entre 30 y 75 plantas m-2. El mayor rendimiento de semilla en surcos a 30 cm se asoció a su mayor índice de área foliar, y por lo tanto, con una mayor intercepción de radiación solar.
