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Revista mexicana de ciencias agrícolas

versión impresa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.12 no.8 Texcoco nov./dic. 2021  Epub 02-Mayo-2022

https://doi.org/10.29312/remexca.v12i8.2682 

Artículos

Rendimiento y biomasa acumulada en frijol común bajo riego y secano

Celia Selene Romero-Félix1  § 

Cándido López-Castañeda1 

Josué Kohashi-Shibata1 

Carlos Gustavo Martínez-Rueda2 

Salvador Miranda-Colín1 

Víctor Heber Aguilar-Rincón1 

1Campus Montecillo-Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco km 36.5, Montecillo, Texcoco, Estado de México, México. CP. 56230. Tel. 595 9520200, ext. 1587. (cgmartinezr@uaemex.mx).

2 Facultad de Ciencias Agrícolas-Universidad Autónoma del Estado de México. El Cerrillo, Piedras Blancas, Toluca, Estado de México, México. CP. 50090. (clc@colpos.mx; jkohashi@colpos.mx; smiranda@colpos.mx; aheber@colpos.mx).


Resumen

El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) cultivado bajo condiciones de secano, se ve afectado por la sequía terminal, reduciendo de manera considerable el rendimiento de semilla y la biomasa acumulada en el dosel de la planta. El objetivo de este estudio fue evaluar la variabilidad en rendimiento de semilla, fenología y biomasa aérea acumulada durante la etapa reproductiva, en un grupo de variedades de frijol común, en condiciones de riego (R) y sequía (S), en el Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Se utilizaron ocho genotipos de frijol tipo ‘Flor de Mayo’, tres con testa de color negro y uno nativo, bajo un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones en R y tres en S, en el ciclo verano-otoño 2014. Se utilizó la dosis de fertilización 80-40-00. La S disminuyó el rendimiento de semilla (30%), la biomasa acumulada a inicio de floración (BMIF) (22%), biomasa acumulada en antesis (BMA) (19%) y la biomasa acumulada en madurez fisiológica (BMMF) (19%) y el índice de cosecha (14%) con respecto a R. La S también redujo los días y grados día a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica. Hubo variabilidad dentro del grupo de variedades de frijol evaluadas, resaltando FM 2000 por presentar alto rendimiento de semilla, en promedio de R y S, y en cada condición de humedad (R y S). Mientras que FM RMC sobresalió por exhibir mayor BMIF, BMA y BMMF, tanto en R como en S.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L. fenología; grados día; secano.

Abstract

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) grown under rainfed conditions is affected by terminal drought, considerably reducing the seed yield and biomass accumulated in the canopy of the plant. The objective of this study was to evaluate the variability in seed yield, phenology and aerial biomass accumulated during the reproductive stage, in a group of common bean varieties, under irrigation (I) and drought (D) conditions, at the College of Postgraduates, Montecillo Campus. Eight genotypes of ‘Flor de Mayo’-type bean were used, three with black testa and one native, under a randomized complete block design with three repetitions in I and three in D, in the 2014 summer-autumn cycle. The fertilization dose 80-40-00 was used. D decreased seed yield (30%), biomass accumulated at the beginning of flowering (BMBF) (22%), biomass accumulated at anthesis (BMA) (19%) and biomass accumulated at physiological maturity (BMPM) (19%) and harvest index (14%) with respect to I. D also reduced the days and degree days to the beginning of flowering, anthesis and physiological maturity. There was variability within the group of bean varieties evaluated, with FM 2000 standing out for having high seed yield, on average of I and D, and in each moisture condition (I and D). While FM RMC stood out for exhibiting higher BMBF, BMA and BMPM, both in I and D.

Keywords: Phaseolus vulgaris L.; degree days; phenology; rainfed.

Introducción

El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es la leguminosa más importante para el consumo humano (Calero et al., 2018). A nivel mundial se estima que más de 60% de la superficie cultivada se ve afectada por escasez de humedad (Rao et al., 2013). El estrés por sequía ya sea como fenómeno estacional recurrente o como efecto del cambio climático, es actualmente la principal amenaza para el suministro mundial de alimentos (Budak et al., 2013). Este estrés ambiental se convirtió en las últimas décadas un gran desafío para el sustento de los productores de frijol en ambientes marginales o poco desfavorables (Beebe et al., 2013; Asfaw y Blair, 2014), sobre todo en condiciones de secano donde depende de las lluvias que ocurren durante su ciclo de cultivo, por lo que en años donde llueve poco puede reducirse severamente la cantidad y calidad de su producción (Rainey y Griffiths, 2005; Ligarreto et al., 2015); la sequía afecta grandemente al rendimiento de frijol en secano, sobre todo cuando coincide con la etapa reproductiva (Rosales et al., 2012; Osuna et al., 2013); por ejemplo, en variedades de frijol de hábito indeterminado tipo III, el déficit hídrico durante la fase vegetativa, redujo 39% el rendimiento de semilla, y cuando la sequía se presentó en la floración y el periodo de formación de la semilla, el rendimiento disminuyo 51% (Acosta y Kohashi, 1989).

Dependiendo de la intensidad, tipo y duración del estrés por sequía, el rendimiento puede disminuir de 20 a 100% cuando ocurre justo en la etapa reproductiva (López et al., 2011; Beebe et al., 2013). De igual forma la biomasa aérea puede reducirse 25% en secano con respecto a riego (Barrios et al., 2010). El estrés hídrico también puede alterar el ciclo ontogénico del frijol, acortando el número de días a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica, así como la duración del intervalo entre la antesis y la madurez fisiológica (Morales et al., 2015).

En condiciones de sequía, la reducción o aumento en el periodo de llenado de grano puede ser ventajoso, Blum (1998) considera que un periodo más corto para el llenado de grano puede permitir cierta evasión del estrés terminal, mientras que una duración más larga permite mayor utilización de las reservas del tallo para el llenado de grano bajo este tipo de estrés.

No obstante, el rendimiento de frijol podría incrementarse si se identifican características agronómicas y fisiológicas que contribuyan a elevar la producción de materia seca y traslocación de asimilados al grano; para alcanzar mayor producción de biomasa aérea se puede incrementar la tasa de crecimiento del cultivo y la tasa de asimilación neta mediante mayor área foliar que favorezca la intercepción y eficiencia en el uso de la radiación (Blum, 2013).

En frijol una alta biomasa aérea está asociada con mayor producción de fotoasimilados que se translocan a vainas y semillas mejorando el rendimiento de grano (Ramírez y Kelly, 1998; Romero et al., 2015), por lo que la identificación de genotipos con alta producción de biomasa aérea, mayor eficiencia en el uso del agua, mayor asignación de fotoasimilados a la formación y llenado de vainas y grano puede ser una estrategia para obtener variedades con mayor tolerancia a sequía (Hall, 2012; Omae et al., 2012). Tomando en cuenta lo anterior, se realizó el presente trabajo de investigación con el objetivo de evaluar la variabilidad en rendimiento de semilla, fenología y biomasa aérea acumulada durante la etapa reproductiva, en un grupo de variedades de frijol común, en condiciones de riego y secano.

Materiales y métodos

Sitio experimental

Este trabajo se realizó en el Campo Experimental del Colegio de Postgraduados, Montecillo, Texcoco, Estado de México (19º 21’ latitud norte, 98º 55’ latitud oeste y 2250 msnm), en el ciclo verano-otoño 2014. El sitio experimental presenta un clima templado subhúmedo tipo Cb (wo) (w) (i´) g con lluvias en verano, temperatura y precipitación media anual de 15.2 °C y 637 mm, respectivamente (García, 2004). Suelo de textura arcillosa con pH de 8.2, materia orgánica de 2.1% (Walkey-Black), conductividad eléctrica de 0.5 dS m-1, contenido de nitrógeno de 0.2% (MicroKjeldhal), fósforo de 9.5 mg kg-1 (P2O5; Olsen) y 1.7 cmol kg-1 de potasio en promedio de los estratos de 0-20, 20-40, 40-60 y 60-80 cm del perfil del suelo.

Material genético

El germoplasma utilizado incluyó ocho variedades de frijol del tipo ‘Flor de Mayo’ (FM Anita, FM Corregidora, FM 2000, FM M38, FM Sol, FM Bajío, FM Noura y FM RMC), obtenidas por el INIFAP para áreas de temporal y suelos con humedad favorable en la región del Altiplano Mexicano (Rosales et al., 2004), tres variedades de frijol negro (Criollo San Andrés, Negro Cotaxtla 91 y Negro Veracruz) colectadas en la región sur del estado de Veracruz (Morales et al., 2015) y Michoacán 128 (similar a las variedades tipo ‘Flor de Mayo’) colectada en Michoacán, México (Barrios et al., 2010). Todas las variedades son de hábito de crecimiento indeterminado tipo III (CIAT, 1982).

Diseño experimental

Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones en riego (R) y tres en sequía (S), la unidad experimental constó de cuatro surcos de 5 m de longitud y 0.8 m de separación. La siembra se realizó el 11 de junio de 2014 en suelo ligeramente húmedo. Se empleó un tratamiento de fertilización de 80-40-00, con urea como fuente de nitrógeno y superfosfato de calcio triple como fuente de fósforo, se aplicó la mitad del nitrógeno y todo el fósforo durante la siembra y la segunda mitad de nitrógeno a los 49 días después de la siembra (dds). Se manejó una densidad de población aproximada de 148 000 plantas ha-1. Se realizaron labores de cultivo a los 37 y 49 dds. Se aplicó agua a los dos dds en R y S y después a los 25, 33, 44 y 60 dds sólo en R, posteriormente ambos tratamientos de humedad edáfica quedaron sujetos a la precipitación pluvial hasta la madurez fisiológica.

Se aplicó herbicida Flex® (Fomesafen) para el control de malezas de hoja ancha a los 23 dds y herbicida Fusiflex® (Fluazifop-p-butil) para el control de maleza de hoja angosta a los 34 dds. También, se aplicaron insecticidas Afidox® (Dimetoato) a una dosis de 1 L ha-1 a los 31 y Nugor® (Dimetoato) a los 91 dds para el control de mosquita blanca (Bemisia tabaci) y conchuela, (Epilachna varivestis). Adicionalmente, se aplicó el fertilizante foliar líquido Nutriplant plus® a los 55, 67 y 78 dds. No se observó la presencia de enfermedades foliares durante el ciclo de cultivo.

Variables de estudio

Grados día de crecimiento a inicio de floración (GDIF, ºCd)

El inicio de floración se determinó cuando 50% de las plantas en cada unidad experimental presentaron al menos una flor abierta.

Grados día de crecimiento para alcanzar la antesis (GDA, °Cd)

Se determinó cuando 50% de las plantas de cada unidad experimental presentaron flores abiertas.

Grados día de crecimiento para llegar a madurez fisiológica (GDMF, °Cd)

Se registró cuando 90% de las vainas de las plantas perdieron su pigmentación verde (Acosta et al., 2009). Los grados día (GD, ºCd) a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica se calcularon con la siguiente ecuación:

GD=i=0nX ¯i-Tb

Donde GD= grados día (ºCd), X i= temperatura media diaria y Tb= temperatura base con valor de 8.2ºC para frijol (Barrios y López, 2009).

Biomasa aérea acumulada al inicio de floración (BMIF, g m-2), biomasa aérea acumulada en antesis (BMA, g m-2) y biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica (BMMF, g m-2)

Se determinaron al cosechar las plantas presentes en un área de 0.4 m2 en los surcos laterales de cada unidad experimental. Las plantas fueron colocadas en una estufa (Riossa®) con aire forzado a una temperatura de 75 °C por un periodo de 72 h, para posteriormente obtener su peso seco.

Rendimiento de semilla (RS, g m-2)

Se determinó al pesar las semillas normales y dividir el peso de la semilla entre el área cosechada.

Índice de cosecha (IC, %)

Se calculó al dividir el rendimiento de semilla (RS) entre la biomasa aérea final (BMAF) (100) (Kohashi et al., 1980). Los datos de temperatura (°C) máxima y mínima del aire, y precipitación pluvial (mm) durante el experimento, se registraron diariamente durante el ciclo de las plantas con un termómetro de columna de mercurio de máxima y mínima (marca Taylor), y un pluviómetro portátil, colocados en el lugar donde se llevó a cabo el experimento.

Análisis estadístico

El análisis de varianza se realizó con el programa estadístico SAS (2009), versión 9.1 para Windows en forma combinada R y S como serie de experimentos (Yijk ( ( ( Gi ( Hj ( GHij ( B (i)j ( Eijk), para determinar las diferencias entre los tratamientos de humedad del suelo (H), genotipos (G) y la interacción G x H. para la comparación de medias se utilizó la prueba de diferencia mínima significativa (DMS, p≤ 0.05).

Resultados y discusión

Datos meteorológicos

Se observó amplia variación en la temperatura (°C) máxima y mínima del aire, dominando alta temperatura durante la fase reproductiva del cultivo, la cual presentó un valor promedio semanal por arriba de los 25 °C y temperatura mínima variable con valores medios >10 y 7 °C después de la etapa de antesis (Figura 1).

Figura 1. Temperatura máxima y mínima del aire promedio semanal, y precipitación acumulada semanalmente durante el ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. IF= inicio de floración; A= antesis; MF= madurez fisiológica.

La precipitación semanal acumulada durante el ciclo de cultivo (712 mm) también presentó fuertes variaciones, siendo escaza durante la fase reproductiva del cultivo (Figura 1), donde el contenido hídrico de la capa superficial del suelo (30 cm) disminuyó, alcanzando niveles cercanos al PMP durante el periodo de formación de la semilla, periodo considerado como el más sensitivo a la sequía (Acosta y Kohashi, 1989; Nielsen y Nelson, 1998) y donde el rendimiento (Ambachew et al., 2015; Polania et al., 2016) y calidad de semilla (Rainey y Griffiths, 2005) son más afectados por el estrés hídrico.

Contenido de humedad en el suelo

Se determinó el contenido de humedad aprovechable (HA) en diferentes estratos del suelo (0-20, 20-40, 40-60 y de 60-80) semanalmente, mediante el método gravimétrico [% HA= ((peso del suelo húmedo - peso del suelo seco)/peso del suelo seco)) 100]. El contenido de humedad del suelo en R se mantuvo cerca de capacidad de campo (CC) durante el experimento (datos no mostrados). En condiciones de secano la disponibilidad de humedad del suelo disminuyó conforme avanzó el ciclo del cultivo en los estratos de 0-80 cm, a partir del inicio de floración el nivel de humedad del suelo disminuyó en los estratos que contemplan los 0-60 cm del perfil del suelo, presentando valores por debajo del PMP (Figura 2).

Figura 2 Contenido de humedad del suelo en los estratos de 0-20, 20-40, 40-60 y 60-80 cm en condiciones de secano durante el experimento. Ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. CC= capacidad de campo; PMP= punto de marchitamiento permanente; IF= inicio de floración; A= antesis y MF= madurez fisiológica. 

La capacidad de campo se refiere al estado en el cual un suelo está totalmente mojado después de haber drenado por gravedad, mientras que el porcentaje de marchitez permanente es el contenido hídrico del suelo con el cual las plantas se marchitan (Azcón y Talón, 2013). Chicas et al. (2014), mencionan que la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente determina la capacidad de retención de humedad en los suelos, parámetro con múltiples fines para la planificación agrícola.

Rendimiento de semilla, biomasa acumulada en el dosel vegetal y fenología del cultivo

El análisis de varianza (Andeva) combinado exhibió diferencias estadísticas significativas entre genotipos para el rendimiento de semilla (F= 12.06, p< 0.0001), biomasa aérea acumulada a: inicio de floración (F= 27.98, p< 0.0001), antesis (F= 24.62, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 4.33, p< 0.0002), grados día acumulados: a inicio de floración ((F= 16.03, p< 0.0001), antesis (F= 16.63, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 10.07, p< 0.0001). No hubo diferencias estadísticas entre variedades para el índice de cosecha (F= 1.73, p> 0.05).

La comparación de medias entre genotipos mostró que FM 2000 tuvo mayor rendimiento de semilla, FM RMC mayor biomasa aérea acumulada a inicio de floración; FM RMC y FM Sol alta biomasa aérea acumulada en antesis, FM 2000, FM RMC, FM Sol, Michoacán 128 y FM Corregidora mayor biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica; FM M38, Michoacán 128, FM Noura, FM Corregidora y Negro Cotaxtla 91 alto número de días y grados día a inicio de floración; FM M38, Michoacán 128, FM Noura, FM Corregidora, Criollo San Andrés, Negro Cotaxtla 91 y Negro Veracruz alto número de días o grados día a antesis y FM 2000, FM M38, FM Noura, FM Corregidora y Negro Cotaxtla 91 alto número de días o grados día a madurez fisiológica que las otras variedades en promedio de R y S (Cuadro 1).

Cuadro 1 Rendimiento de semilla, biomasa aérea y fenología de 12 variedades de frijol en promedio de riego y sequía. Ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. 

Variedades RS BMIF BMA BMMF IC GDIF GDA GDMF
FM 2000 238 51 75 411 44 514 (52) 560 (56) 1 248 (130)
FM RMC 196 86 105 421 40 502 (50) 556 (56) 1 180 (122)
FM M38 196 46 77 274 45 543 (55) 587 (59) 1 253 (131)
FM Sol 115 58 105 356 37 485 (49) 538 (54) 1 162 (120)
Michoacán 128 136 53 83 355 36 570 (57) 607 (61) 1 207 (125)
FM Noura 166 58 87 287 38 564 (57) 600 (61) 1 281 (134)
FM Anita 137 42 72 236 45 500 (50) 554 (56) 1 166 (121)
FM Corregidora 130 49 90 331 36 551 (55) 592 (60) 1 277 (133)
FM Bajío 162 37 64 206 43 551 (53) 571 (58) 1 152 (119)
Criollo San Andrés 139 37 59 233 40 541 (54) 584 (59) 1 204 (125)
Negro Cotaxtla 91 114 37 57 167 39 560 (56) 600 (61) 1 251 (130)
Negro Veracruz 110 37 48 243 37 541 (54) 584 (59) 1 222 (127)
Media general 154 49 77 293 40 533 (53) 578 (58) 1 217 (126)
DMS (p≤ 0.05) 37 8 10 111 7 20 (2) 15 (2) 41 (5)

RS= rendimiento de semilla (g m-2); BMIF= biomasa aérea acumulada a inicio de floración (g m-2); BMA= biomasa aérea acumulada en antesis (g m-2); BMMF= biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica (g m-2); IC= índice de cosecha (%); GDIF= grados día acumulados (GD, °Cd) a inicio de floración (IF); GDA= grados día acumulados (GD, °Cd) en antesis (A); GDMF= grados día acumulados (GD, °Cd) en madurez fisiológica (MF); DMS= valor de la diferencia mínima significativa para la comparación entre genotipos.

El rendimiento de semilla y la biomasa aérea final, en promedio de variedades, obtenidos en este trabajo fueron 34 y 22% menores comparados con los resultados de Barrios et al. (2010), mientras que el número de días a madurez fisiológica se prolongó 20 días con respecto a lo reportado por Barrios et al. (2010), en variedades de frijol tipo ‘Flor de Mayo’ en promedio de tres ambientes. El ciclo de cultivo y la temperatura juegan un papel determinante en las etapas fenológicas de las plantas, por lo cual, estas diferencias en parte se atribuyen a que en este estudio la siembra se llevó a cabo de manera tardía en verano-otoño y la temperatura máxima promedio fluctuó entre 25 °C y Barrios et al. (2010) sembraron en primavera-verano y la temperatura promedio durante el ciclo de cultivo fue de 31.7 °C, acelerando las etapas de inicio de floración y madurez fisiológica.

Riego vs secano

El Andeva combinado para las dos condiciones de humedad detectó diferencias significativas para el rendimiento de semilla (F= 70.82, p< 0.0001), biomasa aérea acumulada: al inicio de floración (F= 62.71, p< 0.0001), antesis (F= 58.5, p< 0.0001) y en madurez fisiológica (F= 7.87, p= 0.0073), índice de cosecha (F= 16.58, p= 0.0002), grados día acumulados a: inicio de floración (F= 24.28, p< 0.0001), antesis (F= 18.74, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 10.81, p= 0.0019).

El estrés por sequía redujo la expresión de todos los caracteres evaluados en este estudio; el rendimiento de semilla, la biomasa aérea final, biomasa aérea acumulada a inicio de floración, biomasa aérea acumulada en antesis, biomasa aérea acumulada durante la madurez fisiológica y el índice de cosecha, en promedio de genotipos, disminuyeron 30, 20, 22, 19, 19 y 14% en sequía con respecto a riego (Cuadro 2).

Cuadro 2 Rendimiento de semilla, biomasa aérea y fenología en promedio de 12 variedades de frijol en riego y sequía. Ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. 

Nivel de humedad RS BMIF BMA BMMF IC GDIF GDA GDMF
Riego 181 55 85 325 43 543 (54) 584 (59) 1 230 (128)
Sequía 126 43 69 262 37 523 (52) 571 (57) 1 199 (124)
DMS (p≤0.05) 13 3 4 45 3 8 (1) 6 (1) 19 (2)

RS= rendimiento de semilla (g m-2); BMIF= biomasa aérea acumulada a inicio de floración (g m-2); BMA= biomasa aérea acumulada en antesis (g m-2); BMMF= biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica (g m-2); IC= índice de cosecha (%); GDIF= grados día acumulados (GD, °Cd) a inicio de floración (IF); GDA= grados día acumulados (GD, °Cd) en antesis (A); GDMF= grados día acumulados (GD, °Cd) en madurez fisiológica (MF); DMS= valor de la diferencia mínima significativa para la comparación entre genotipos.

La sequía también provocó una reducción en los días después de la siembra y grados día acumulados (GD) al inicio de la floración (20 GD), antesis (13 GD) y madurez fisiológica (31 GD) (Cuadro 2). La tendencia de estos caracteres a disminuir al pasar de riego a sequía en condiciones de secano ha sido observada en otros estudios; el rendimiento de semilla, biomasa aérea, índice de cosecha (Acosta et al., 2004, 2009; Barrios et al., 2010; Romero et al., 2019), días para el inicio de floración (Barrios et al., 2010), días a antesis y días a madurez fisiológica (Tosquy et al., 2017; Romero et al., 2018).

La biomasa acumulada en las etapas de inicio de floración, antesis y madurez fisiológica en todas las variedades fue menor en sequía que en riego, ya que en sequía los genotipos presentaron menor número de días para alcanzar cada una de estas etapas fenológicas, reduciendo el periodo para la acumulación de la biomasa y la efectiva movilización de asimilados a la formación y crecimiento del grano; la sequía influye en la duración de las etapas fenológicas (Rosales et al., 2001); por su parte, Asfaw et al. (2012) declara que la senescencia de las hojas puede reducir la duración del período fotosintético, así como la tasa de fotosíntesis; sin embargo, la senescencia de la hoja también puede contribuir de manera efectiva al período de llenado del grano a través de la removilización de carbono desde los tejidos vegetativos hacia el grano.

En riego, se detectaron diferencias estadísticas significativas entre variedades para el rendimiento de semilla (F= 6.95, p< 0.0001), biomasa aérea acumulada a: inicio de floración (F= 26.71, p< 0.0001), antesis (F= 12.33, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 2.19, p= 0.05), grados día acumulados a: inicio de floración (F= 8.47, p< 0.0001), antesis (F= 6, p< 0.0002) y madurez fisiológica (F= 3.57, p= 0.0054). No se observaron diferencias estadísticas significativas para el índice de cosecha (F= 1.29, p> 0.05).

Las variedades FM 2000, FM M38 y FM RMC tuvieron mayor rendimiento de semilla (Figura 3a); FM RMC mostró alta acumulación de biomasa a inicio de floración (Figura 3b); FM RMC y FM Sol mayor acumulación de biomasa al llegar a antesis (Figura 3c) y FM 2000, FM RMC, FM Sol, Michoacán 128, FM Corregidora y FM Noura (Figura 3d) tuvieron mayor acumulación de biomasa aérea en madurez fisiológica que las otras. Por otro lado, FM M38, FM Noura, Michoacán 128, FM Corregidora y Negro Cotaxtla 91 mostraron mayor acumulación de grados día o días a inicio de floración (Figura 3f), antesis (Figura 3g) y madurez fisiológica (Figura 3h). También, Negro Veracruz tuvo mayor acumulación de grados día a madurez fisiológica (Figura 3h).

Figura 3 Rendimiento de semilla (a); biomasa aérea acumulada a inicio de floración (b), en antesis (c) y en madurez fisiológica (d); índice de cosecha (e); grados día acumulados a inicio de floración (f), en antesis (g) y en madurez fisiológica; y (h) de 12 variedades de frijol bajo riego y secano. Ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. 

En condiciones de sequía, se observaron diferencias estadísticas significativas para todos los caracteres evaluados; rendimiento de semilla (F= 10.9, p< 0.0001), biomasa aérea acumulada a: inicio de floración (F= 7.58, p< 0.0001), antesis (F= 15.39, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 2.86, p= 0.01), índice de cosecha (F= 2.53, p= 0.03), grados día acumulados: a inicio de floración (F= 8.66, p< 0.0001), antesis (F= 13.62, p< 0.0001) y madurez fisiológica (F= 4.16, p= 0.0022).

Las variedades tuvieron un comportamiento diferencial en el rendimiento de semilla, fenología y biomasa aérea acumulada en cada una de sus etapas fenológicas en sequía; la variedad FM 2000 presentó mayor rendimiento de semilla (Figura 3a); FM RMC mayor biomasa aérea acumulada a inicio de floración (Figura 3b); FM RMC, FM Corregidora y FM Sol mayor biomasa aérea acumulada en antesis (Figura 3c); FM 2000, FM M38, FM RMC, Michoacán 128, FM Corregidora y FM Sol mayor biomasa aérea acumulada en madurez fisiológica (Figura 3d) y FM 2000, FM M38, FM Noura, FM Bajío, FM Anita y Criollo San Andrés mayor índice de cosecha (Figura 3e). Mientras que las variedades FM Noura, Michoacán 128, FM Corregidora, Criollo San Andrés, Negro Cotaxtla 91 y Negro Veracruz acumularon mayor cantidad en grados día para el inicio de floración (Figura 3f) y antesis (Figura 3g) las variedades FM 2000, FM M38, FM Noura, FM Corregidora y Negro Cotaxtla 91 mostraron mayor acumulación de grados día durante la madurez fisiológica (Figura 3h).

En la interacción genotipos por niveles de humedad, los genotipos FM RMC, FM M38, Michoacán 128 y Negro Cotaxtla 91; FM 2000, FM RMC y FM Sol; y FM 2000, FM RMC, Michoacán 128 y Negro Cotaxtla 91 mostraron mayores reducciones en rendimiento de semilla, biomasa aérea acumulada a inicio de floración y biomasa aérea acumulada en antesis al pasar de riego a sequía. Las variedades que presentan mayor disminución en el rendimiento o algún otro componente del rendimiento o característica al pasar de riego a sequía, se consideran variedades susceptibles a sequía (Romero et al., 2019).

La relación entre el rendimiento de semilla en riego y sequía indicó que la variedad FM 2000 fue más tolerante a sequía y también tuvo buen comportamiento en riego; similarmente, Polania et al. (2016) identificaron genotipos de frijol común que además de mostrar tolerancia a sequía, tuvieron alto rendimiento en condiciones favorables de humedad, donde las líneas resistentes a sequía debieron su mejor comportamiento a un alto uso efectivo del agua e índice de cosecha.

En condiciones de riego las variedades de frijol tipo ‘Flor de Mayo’ y con semillas de testa negra, tuvieron los más altos rendimiento de semilla que aquellas que estuvieron bajo condiciones de secano; el rendimiento de semilla (RS) se relacionó positiva y significativamente con la biomasa aérea acumulada a inicio de floración (BMIF) en riego [RS= 1.42 (BMIF) + 102.2, r= 0.53, p≤ 0.05] (Figura 4a), mientras que en secano [RS= -0.25 (BMIF) + 135.9] la relación fue positiva y no significativa (p> 0.05) (Figura 4a) en riego, el rendimiento de semilla se relacionó de forma positiva y significativa con la biomasa aérea acumulada en la madurez fisiológica (BMMF) [RS= 0.37 (BMMF) + 60.5, r= 0.61, p≤ 0.05] (Figura 4b) y en secano, la relación fue positiva pero no significativa (p> 0.05) (Figura 4b) el rendimiento de semilla se relacionó de forma positiva pero no significativa con el índice de cosecha (IC) en riego [RS= 4.09 (IC) + 4.96, r= 0.33, p> 0.05] (Figura 4c); sin embargo, en secano la relación fue positiva y significativa [RS= 5.29 (IC) - 70.18, r= 0.72, p≤ 0.005] (Figura 4c).

Figura 4 Relación entre el rendimiento de semilla con la biomasa aérea final (a) y el índice de cosecha (b) en riego y sequía para las variedades de frijol tipo ‘Flor de Mayo’ y semillas con testa de color negro. Ciclo verano-otoño 2014. Montecillo, Texcoco, Estado de México. 

En otro trabajo de investigación, se observó una correlación positiva y significativa entre el rendimiento de semilla y el índice de cosecha en promedio de 25 variedades de frijol común en condiciones de sequía en Ethiopia (Asfaw y Blair, 2014) y una correlación positiva y significativa entre el rendimiento de semilla y la biomasa aérea en promedio de cinco variedades de frijol común de diferente hábito de crecimiento en riego y sequía (Ramírez y Kelly, 1998).

Conclusiones

Se observó variabilidad dentro del grupo de variedades de frijol evaluadas, resaltando FM 2000 por presentar alto rendimiento de semilla, en promedio de riego y sequía y en cada condición de humedad (riego y sequía). Mientras que la variedad FM RMC sobresalió por exhibir mayor biomasa aérea acumula a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica, tanto en riego como en sequía. La sequía en condiciones de secano disminuyó el rendimiento de semilla y la biomasa aérea acumulada a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica, así como el número de días a inicio de floración, antesis y madurez fisiológica.

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Recibido: 01 de Agosto de 2021; Aprobado: 01 de Octubre de 2021

§Autora para correspondencia: celiaromero82@hotmail.com.

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