Precipitación pluvial y balance de humedad del suelo de los sitios experimentales

Durante el ciclo otoño-invierno de 2013 en los sitios ubicados en Ocozocoautla y Medellín, se tuvieron precipitaciones pluviales acumuladas hasta la madurez fisiológica del cultivo de 97.7 y 52.1 mm, respectivamente (Figura 1), con baja disponibilidad de humedad durante la mayor parte de la fase reproductiva, mientras que en el de Tlapacoyan, se registraron lluvias frecuentes, con una precipitación pluvial acumulada durante el ciclo del cultivo de 391.6 mm, por lo que las plantas de frijol se desarrollaron sin estrés por humedad.

Figura 1 Precipitación pluvial ocurrida y humedad aprovechable en el perfil del suelo en Ocozocoautla, Medellín y Tlapacoyan, durante el ciclo otoño-invierno de 2013. 

Los suelos en los que se estableció el ensayo presentaron una capacidad de campo (CC) de 23.6, 20.3 y 13% en los sitios de Medellín, Tlapacoyan y Ocozocoautla, respectivamente, con un punto de marchitez permanente (PMP) de 12.5, 10.8 y 6%, en los mismos sitios, por lo que la humedad aprovechable máxima fue de 11.1, 9.5 y 7% (^{Hillel, 1980}).

En Medellín, se observó un descenso paulatino de la humedad aprovechable del suelo conforme el cultivo avanzó a la madurez fisiológica, el cual se asoció a la baja cantidad de lluvias ocurridas durante la fase vegetativa. En Ocozocoautla se tuvo alta variación en la humedad aprovechable, sobre todo antes de la floración de los genotipos; después de ese periodo hasta la etapa de madurez fisiológica se observó déficit hídrico, el cual fue más severo que en Medellín, debido principalmente a una menor capacidad de retención de humedad del suelo (7% vs 9.5%), asociada a su textura más arenosa (52.4% vs 33.2% de arena) y menor contenido de materia orgánica (1.1% vs 2.5%). A su vez, en Tlapacoyan, aunque la humedad aprovechable fue variable durante el ciclo de cultivo, ésta se mantuvo por arriba del límite crítico (45%), por lo que las plantas de frijol no sufrieron de estrés hídrico durante todo su desarrollo.

La humedad aprovechable desde la siembra hasta la floración de la mayoría de los genotipos fue de 73.2, 67.0 y 61.9%, en los sitios de Medellín, Tlapacoyan y Ocozocoautla, respectivamente. Después de ese periodo, hacia las etapas finales del cultivo, la humedad aprovechable en los sitios respectivos fue de 34.3, 65.9 y 15.5%.

En el ciclo primavera-verano de 2014 no se registraron precipitaciones pluviales durante todo el ciclo del cultivo en Medellín y Cintalapa, por lo que, el frijol se desarrolló con la humedad aportada por los riegos que se aplicaron en pre-siembra y durante la fase vegetativa, posterior a esta fase, en ambos sitios se observó un descenso paulatino de la humedad aprovechable (Figura 2), con ocurrencia de sequía a partir del inicio de la etapa de llenado de vainas (50 y 52 d después de la siembra) hasta la madurez fisiológica, que ocurrió en promedio a 70.7 y 68.1 d, respectivamente.

Figura 2 Precipitación pluvial ocurrida y humedad aprovechable del suelo en Cintalapa, Medellín y Tlapacoyan, durante el ciclo primavera-verano de 2014. 

A su vez, en Tlapacoyan se registraron lluvias que acumularon 187.2 mm durante el ciclo, con distribución adecuada y mayor cantidad durante la fase reproductiva, por lo que, en este caso, el cultivo se desarrolló bajo mejores condiciones de humedad aprovechable que en los otros dos sitios de prueba (principalmente después de la floración), la cual fue suficiente para que las plantas de frijol estuvieran sin estrés por humedad hasta el final de la etapa de llenado de vainas (69 d). Posteriormente, la humedad aprovechable disminuyó hasta rebasar el límite crítico de 45% (^{Allen et al., 2006}) hacia la etapa de madurez fisiológica. Se sabe que la ocurrencia de sequía terminal al final del llenado de vainas no tiene efecto en el rendimiento de grano, debido a que las plantas de frijol inician su madurez (^{Mouhouche et al., 1998}; ^{Nielsen y Nelson, 1998}).

En los sitios de Medellín, Tlapacoyan y Cintalapa los suelos presentaron una CC de 23.6, 20.2 y 13.4% y un PMP de 12.5, 9.9 y 7.6%, respectivamente, lo que permitió una humedad aprovechable de 11.1, 10.3 y 5.8%. Lo anterior, indica que el suelo de Cintalapa tiene menor capacidad para almacenar humedad, que el de Medellín y Tlapacoyan, debido principalmente a su menor contenido de materia orgánica (1.36% vs 2.44 y 2.24%, respectivamente) y su textura más arenosa (73.2% vs 66.2 y 33.2%). En los sitios Tlapacoyan, Medellín y Cintalapa, la humedad aprovechable desde la siembra hasta la floración fue de 92.2, 90.5 y 82.4%, respectivamente; mientras que, hacia la etapa terminal del cultivo, los valores en los sitios respectivos fueron de 66.6, 30 y 32.5%.

La humedad aprovechable del suelo observada en los dos ciclos de producción, indican que en Medellín y en Ocozocoautla, en O-I de 2013 y en Medellín y Cintalapa en P-V de 2014, hubo condiciones de sequía terminal, ya que la humedad aprovechable del suelo fue menor a 45% durante la fase reproductiva del cultivo (^{Allen et al., 2006}), mientras que, en Tlapacoyan, esta condición de humedad sólo prevaleció a partir del final de la etapa de llenado de vainas en primavera-verano de 2014 (Figura 2), y que ésta no afectó el rendimiento de grano, se puede aseverar que en este sitio de evaluación, en ambos ciclos, prevalecieron condiciones de humedad que no causaron estrés hídrico a los genotipos de frijol.

Madurez fisiológica y rendimiento de grano

Se detectaron diferencias significativas (p≤ 0.01) entre ambientes y genotipos, en condiciones de sequía terminal, sin sequía y en el análisis combinado de los seis ambientes de prueba. En Tlapacoyan en el ciclo otoño-invierno de 2013, la madurez fisiológica ocurrió en promedio a los 81 días después de la siembra (dds), tiempo significativamente más tardío, que en los otros sitios de evaluación (Cuadro 2), lo cual se debió principalmente a la disponibilidad de mayor humedad durante el ciclo del cultivo (Figura 1), que favoreció una mayor duración del periodo reproductivo. En contraste, en los cuatro ambientes en que no se registraron lluvias durante la fase reproductiva del cultivo, la madurez ocurrió en promedio antes de los 71 dds (Cuadro 2), debido a la falta de humedad después de la etapa de floración del cultivo, lo que provocó un adelanto en la madurez fisiológica, que de acuerdo con ^{Rosales-Serna et al. (2001)}, el aceleramiento de la madurez ocurre cuando la sequía se prolonga durante la fase reproductiva y no se presentan condiciones de humedad favorables para la recuperación.

La variedad Verdín, junto con la línea SEN-56 fueron los genotipos más precoces en alcanzar su maduración, tanto en condiciones de sequía, como sin estrés por humedad, aunque bajo esta última condición, los genotipos mostraron menor precocidad, debido a una mayor y mejor distribución de la lluvia durante el ciclo del cultivo. En promedio de los seis ambientes de prueba, estos dos genotipos alcanzaron su madurez antes de los 69 dds, tiempo significativamente más corto que el de otras siete líneas y las variedades comerciales Negro Tacaná y Negro Jamapa (Cuadro 2). La precocidad de Verdín y SEN-56, se ha documentado en estudios de evaluación realizados en el estado de Veracruz (^{Tosquy et al., 2014}), la cual es importante para evitar la sequía terminal, ya que les permite a las plantas de frijol completar su ciclo y escapar a la sequía antes de que se presenten problemas críticos por falta de humedad (^{Acosta-Díaz et al., 2004}; ²⁰¹¹; ^{Acosta-Gallegos y Kelly, 2012}). A su vez, los genotipos con mayor número de días en llegar a madurez en condiciones limitadas de humedad, muestran menor productividad (^{Zilio et al., 2013}).

El rendimiento de grano mostró diferencia significativa (p≤ 0.01) entre ambientes y genotipos, en las dos condiciones de humedad y en el análisis conjunto de los seis ambientes de evaluación. Los promedios más altos se obtuvieron en Tlapacoyan, en ciclo otoño-invierno de 2013 y primavera-verano de 2014, los cuales fueron superiores a los obtenidos en los cuatro ambientes donde ocurrió sequía terminal (Cuadro 3). Lo anterior, se debió a que en Tlapacoyan, en ambos ciclos de producción, hubo adecuada distribución de lluvias, principalmente de las etapas de la floración al llenado de vainas, periodo en el cual, el cultivo recibió 92 y 91.7 mm de precipitación pluvial en otoño-invierno de 2013 y primavera-verano de 2014, respectivamente, cantidades suficientes para el llenado de vainas (^{López et al., 2008}), así como también hubo mayor humedad aprovechable del suelo para las plantas de frijol (Figuras 1 y 2).

El menor rendimiento promedio se obtuvo en Ocozocoautla ciclo otoño-invierno de 2013 (Cuadro 3), debido a la severa sequía terminal y a que el suelo posee baja capacidad de retención de humedad, por su alto porcentaje de arena y bajo contenido de materia orgánica. Estas características del suelo implican baja humedad aprovechable para el cultivo, y en este caso la ocurrencia de sequía durante la etapa reproductiva del cultivo (Figura 1), afectó el rendimiento de grano (^{Acosta-Díaz et al., 2009}). En Medellín, en ambos ciclos de producción, se tuvo menor precipitación pluvial que en Ocozocoautla en otoño-invierno de 2013; no obstante, el rendimiento fue mayor, debido principalmente a que el suelo donde se estableció el ensayo es de vega de río, con alto contenido de materia orgánica y de textura franca, lo que le confiere una mayor capacidad de retención de humedad que el de Ocozocoautla.

La variedad Verdín, junto con las líneas NGO-17-99 y SCN-2, obtuvieron un rendimiento promedio significativamente sobresaliente en condiciones de sequía terminal, mientras que, sin presencia de sequía, Verdín fue la más productiva. Esta variedad obtuvo el mayor rendimiento promedio de los seis ambientes de prueba, el cual fue estadísticamente similar al de NGO-17-99 y SCN-2 y superior a los del resto de los genotipos (Cuadro 3). De acuerdo a los parámetros de estabilidad, todos los genotipos fueron estables en su rendimiento; es decir, presentaron una baja interacción con los ambientes en los cuales se desarrollaron, ya que sus coeficientes de regresión y desviaciones de regresión fueron: bi= 1 y S²di= 0 (^{Eberhart y Russell, 1966}). La característica de estabilidad de las variedades comerciales Negro Tacaná y Negro Jamapa, ya había sido documentada con anterioridad (López et al., 2001; 2007b).

Estos resultados indican que Verdín, NGO-17-99 y SCN-2 se adaptan a las condiciones ambientales del trópico húmedo de Veracruz y Chiapas y tienen mayor potencial de rendimiento que las variedades comerciales de uso actual en ambas entidades. Sin embargo, la línea NGO-17-99 tiene un ciclo de madurez significativamente más tardío que el de la variedad Verdín, mientras que el grano de la línea SCN-2, es de mayor tamaño (>25 g por 100 semillas) que el demandado por los productores y consumidores en los estados de Veracruz y Chiapas (^{López et al., 2012}). Por lo anterior, la nueva variedad Verdín, se considera superior.

La variedad Verdín, por sus características de precocidad y tolerancia a condiciones de estrés por humedad (^{Tosquy et al., 2014}; ^{López et al., 2015}; ^{Tosquy et al., 2016a}), le permitirá al productor disminuir riesgos de pérdida de rendimiento por periodos de sequía terminal, así como cosechar hasta 10 días antes que con otras variedades y obtener mayor rendimiento de grano, con y sin presencia de estrés por sequía terminal, que con las variedades Negro Jamapa y Negro Tacaná y otros materiales de uso común en Veracruz y Chiapas (^{Tosquy et al., 2016b}). Además, el grano de la variedad Verdín, reúne las características de tipo de frijol, negro, opaco y de tamaño pequeño (<25 g por 100 semillas), que demandan los consumidores en el sureste de México y su calidad tecnológica de grano (datos no mostrados), es similar al de la variedad Negro Jamapa (^{Tosquy et al., 2016b}).