Yield, nutritional quality and profitability of green beans of rainfed in San Pablo Ixayoc, Mexico
Nicolás Salinas-Ramírez1*; José Alberto Salvador Escalante-Estrada1; María Teresa Rodríguez-González1; Eliseo Sosa-Montes2
1Colegio de Postgraduados, Instituto de Recursos Naturales, Programa de Botánica. km 36.5 carretera México-Texcoco. Montecillo, Texcoco, Estado de México, MÉXICO. C.P. 56230. Tel. 01(595) 95 202 00 ext.1330.Correo-e: nicoolas2@colpos.mx (*Autor para correspondencia).
2Universidad Autónoma Chapingo, Departamento de Zootecnia. km 38.5 carretera México-Texcoco. Chapingo, Texcoco, Estado de México, MÉXICO. C.P. 56230.
]]> Recibido: 26 de agosto, 2010
Resumen
Una de las estrategias para elevar el rendimiento y la calidad nutricional en las regiones agrícolas es la búsqueda de cultivares con mayor adaptación a diferentes condiciones ambientales. El objetivo de este estudio fue caracterizar cultivares de frijol ejotero con base en su fenología, crecimiento, rendimiento, calidad nutricional y rentabilidad, en clima templado y condiciones de secano. Tres variedades de hábito de crecimiento determinado, 'Opus', 'Strike' y 'Black Valentine', y una de crecimiento indeterminado, 'Hav-14', fueron sembradas el 7 de mayo de 2008 en San Pablo Ixayoc, Estado de México, con densidad de 6.25 plantas·m-2. Se encontraron diferencias en el ciclo biológico desde 90 a 199 días al último corte, así como en rendimiento y número de ejotes. Estas diferencias se relacionaron en mayor grado con la precipitación acumulada (PP, r = 0.83**), la evapotranspiración total del cultivo (ETc, r = 0.71*) y unidades térmicas acumuladas (UC, r = 0.65*). La variedad Opus mostró el mayor porcentaje de minerales, fósforo, FDA, lignina, FDN y proteína. El ingreso neto más alto se obtuvo con 'Opus' y 'Black Valentine'. No obstante, en un periodo de cinco años (vida media de la espaldera) 'Hav-14' ofrece mayor ventaja desde el punto de vista económico. Estos resultados sugieren que 'Hav-14', 'Opus' y 'Black Valentine' serían los cultivares más apropiados para lograr mayor producción bajo condiciones de lluvia estacional en el clima templado de San Pablo Ixayoc.
Palabras clave: Phaseolus vulgaris, 'Opus', 'Strike', 'Black Valentine', 'Hav-14'.
Abstract
One strategy to increase the yield and nutritional quality in agricultural regions is the search for cultivars with better adaptation to different environmental conditions. The aim of this study was to characterize green beans cultivars based on their phenology, growth, yield, nutritional quality and profitability, in temperate climate and rainfall conditions. Three varieties of determinate growth habit 'Opus', 'Strike' and 'Black Valentine' and 'Hav-14' of indeterminate growth were planted on May 7, 2008 in San Pablo Ixayoc Mexico, at a density of 6.25 plants·m-2. We found differences in terms of life cycle from 90-119 days to the last cut, as well as in yield and number of green beans. These differences were related to a greater degree with accumulated rainfall (PP, r = 0.83**), total crop evapotranspiration (ETc, r = 0.71*) and accumulated thermal units (TU, r = 0.65*). The variety 'Opus' showed the highest percentage of minerals, phosphorus, ADF, lignin, NDF and protein. The highest net income was for 'Opus' and 'Black Valentine'. However, in a period of five years (half-life of the trellis) 'Hav-14' promises more advantage from the economic point of view. These results suggest that 'Hav-14', 'Opus' and 'Black Valentine' would be the most appropriate cultivars for greater production under rainfall conditions in temperate climate in San Pablo Ixayoc.
Key words: Phaseolus vulgaris, 'Opus', 'Strike', 'Black Valentine', 'Hav-14'.
]]>INTRODUCCIÓN
El frijol ejotero es una hortaliza de importancia en la dieta de países como Turquía, Estados Unidos, Chile, Brasil y México, donde su consumo per capita es 6.5, 3.5, 3.2 1.2 y 1.1 kg, respectivamente (Peixoto et al., 2001).
En México su bajo consumo se relaciona con cuestiones culturales, ya que desde épocas prehispánicas se utilizaba más como grano seco que como ejote (Kaplan, 1965). Además, los cultivares utilizados actualmente no están bien adaptados y tienen rendimiento promedio de 3.7 t·ha-1, que no satisface la demanda interna de 1.1 kg per capita (Salinas et al., 2008). Otro factor que contribuye a este bajo rendimiento en las áreas de agricultura de secano es la escasa y heterogénea distribución de la precipitación (Roy et al., 2000).
En congruencia con la agricultura sostenible, que promueve el mejor aprovechamiento de los recursos edáficos, genéticos, hídricos y humanos, que mejoren la calidad de vida del productor (Quintero et al., 2005), se propone identificar cultivares de frijol ejotero de diferente hábito de crecimiento, que satisfagan sus necesidades hídricas con la precipitación disponible e incrementen el rendimiento y los ingresos del productor.
En la actualidad en Estados Unidos y Francia se han obtenido más de 120 cultivares de frijol ejotero dentro de los que se encuentran 'Blue Lake', 'Kentucky Wonder 765', 'Oregón', 'Black Valentine', 'Contender', 'Bronco', 'Strike', 'Opus', 'OR 900', 'Tender-green', 'Top Crop', 'AFN', 'Silvester' y 'La Victoria' (Adsule et al., 2004), que presentan alto potencial productivo bajo condiciones de riego (más de 10 t·ha-1) y de los cuales se tiene interés en corroborar su comportamiento bajo las condiciones de lluvia estacional en nuestro país. Sin embargo, el rendimiento de este cultivo, así como sus componentes directos (número de vainas, número de hojas y área foliar), son influidos por condiciones edáficas y ambientales (Roy et al., 2000; Abdel-Mawgoud et al., 2005), específicamente por la cantidad y distribución de la precipitación (Roy et al., 2000), la temperatura (Tsukaguchi et al., 2005) y de la evapotranspiración (Omae et al., 2007). Además, la calidad nutrimental del ejote es afectada por los cambios en los elementos del tiempo (Salinas et al., 2008). Por ello, es necesario identificar cultivares de mayor rendimiento y calidad nutrimental que se adapte a la región en estudio.
Los objetivos de la investigación fueron estudiar la fenología del frijol ejotero, el rendimiento de ejote y sus componentes directos, así como la calidad nutrimental del ejote en cultivares de diferente hábito de crecimiento, y determinar la relación entre las unidades térmicas acumuladas, la evapotranspiración y la precipitación pluvial estacional con el crecimiento y rendimiento de ejote.
MATERIALES Y MÉTODOS
Características de la localidad
]]> El estudio se realizó durante la estación de lluvias en San Pablo Ixayoc, Texcoco, Estado de México (19° 33' N, 98° 47' O, a 2,600 msnm). En esta localidad se presenta clima templado con lluvias en verano, temperatura media anual de 14.7 °C y 609 mm de precipitación (García, 2005).Tratamientos y diseño experimental
Los cultivares utilizados fueron 'Opus', 'Strike' y 'Black Valentine', de hábito de crecimiento determinado, y 'Hav-14' de crecimiento indeterminado, que se cultivó en espaldera convencional (polines y malla tutora). La siembra se realizó el 7 de mayo de 2008, con una densidad de 6.25 plantas·m-2, en un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones.
Variables evaluadas
Se registró la fenología y sus etapas vegetativas (V-1: emergencia, V-2: primer par de hojas primarias, V-3: primer par de hojas trifolioladas y V-4: tercer par de hojas trifolioladas) y reproductivas (R-5: prefloración, R-6: floración y F-7: formación de vainas) de acuerdo con los criterios presentados por Escalante y Kohashi (1993).
La cosecha de ejote se realizó cada tres días, cuando la vaina alcanzó una longitud de 10 cm. En total se realizaron siete cortes, donde se evaluó el peso fresco (kg·m-2) y número de ejotes·m-2.
Los componentes morfológicos y fisiológicos del rendimiento se evaluaron a los 90 días después de la siembra (DDS): longitud del tallo (LT, en cm), número de nudos (NN), área foliar (AF, en dm2) y duración del área foliar (DAF, en días).
La calidad nutrimental se determinó, mediante un análisis químico proximal (Sosa, 1979). Se determinaron los contenidos de minerales, calcio y fósforo, carbohidratos solubles, fibra detergente ácido, lignina, fibra detergente neutro, hemicelulosa, proteína y extracto etéreo.
Para determinar el peso seco, los ejotes se colocaron en estufa de aire forzado (Modelo 28, THELCO) a 55 °C hasta obtener peso constante. Posteriormente se determinó el porcentaje de humedad de ejotes como el cociente de la diferencia entre los pesos fresco y seco, entre el peso seco, multiplicado por cien. Las muestras secas fueron molidas en molino eléctrico (Modelo Kb 5/10 JANKE AND KUNKEL INKA, GERMANY), con criba de 5 micras.
Índices y elementos del clima
]]> A partir de la siembra y hasta el último corte se calcularon semanalmente las unidades térmicas acumuladas (UC °Cd, Snyder, 1985). Se consideró como temperatura base o umbral (Tb) 10 °C (Barrios-Gómez y López-Castañeda, 2009).Se calculó la evapotranspiración del cultivo (ETc, en mm·d-1, Doorenbos y Pruitt, 1986), y se registró la precipitación acumulada (PP, en mm). Además, se realizó un análisis económico, en donde se calculó el ingreso bruto con base en precio de seis pesos·kg-1 de ejote (Anónimo, 2011). Según el criterio señalado en Volke (1982), el costo fijo se asignó a la renta del suelo. Para el costo variable se consideró la preparación del suelo, la semilla, los agroquímicos, los jornales y la espaldera (en el caso del cultivar de crecimiento indeterminado).
Con excepción de los días a ocurrencia de las fases fenológicas, a los caracteres evaluados se les aplicó análisis de varianza y prueba de comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05). También se realizaron análisis de correlación entre el rendimiento y los índices climáticos mediante el paquete estadístico SAS (Anónimo, 2002).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Fenología del frijol ejotero y su relación con la temperatura y la precipitación
Los cultivares con crecimiento determinado presentaron el menor ciclo promedio (de siembra a último corte) con 93 días, comparados con 'Hav-14' de hábito indeterminado con 119 días (Figura 1). En la fase vegetativa (de V-1 a V-4), 'Opus' fue el más precoz (16 días), y 'Hav-14' el más tardío (22 días). Una tendencia similar se observó en la fase reproductiva (R-5 y R-6), con 51 y 69 días, respectivamente.
Sin embargo, los días al primer y séptimo corte 'Strike' presentó 68 y 90, respectivamente; mientras que 'Hav-14' tuvo 96 y 119 días, respectivamente. Estas diferencias en la ocurrencia de las etapas fenológicas relacionadas con el hábito de crecimiento del frijol, también han sido reportadas por Esquivel-Esquivel et al. (2006). El mayor ciclo de 'Hav-14' (119 días), se debe a que durante su etapa reproductiva, continúa la producción de hojas, ramas, flores y frutos, lo cual es característico de los cultivares de hábito de crecimiento indeterminado tipo IV (Salinas et al., 2008; Garduño-González et al., 2009; Díaz-López et al., 2010), que les permite mayor tiempo de captura de radiación solar y mayor humedad disponible (precipitación acumulada de 415 mm, 394 mm de precipitación efectiva), en contraste con los cultivares de crecimiento determinado (383 y 364 mm, respectivamente). Las temperaturas máxima y mínima (21.3 y 9.4 ºC, respectivamente), no influyeron en la fenología de los cultivares, ya que fueron prácticamente constantes durante el ciclo biológico (Figura 1).
Rendimiento de ejote en función de la acumulación de UC, ETc y PP
El cultivar de hábito indeterminado 'Hav-14' tuvo rendimiento y número de ejotes estadísticamente similar a 'Opus', 'Black Valentine' y superior a 'Strike'. Por otra parte, 'Hav-14' tuvo mayor acumulación de UC, ETc y PP durante su ciclo, en contraste, 'Strike' presentó los valores más bajos (Cuadro 1).
]]> Los cultivares de ciclo largo (119 días) como 'Hav-14', disponen durante mayor tiempo de insumos para su crecimiento y bajo condiciones de riego, sería una ventaja que se podría aprovechar para incrementar el número de cortes y el rendimiento de ejote. Sin embargo, bajo condiciones de lluvia estacional (temporal), se debe tomar en cuenta que la precipitación no presenta un patrón definido en su frecuencia y distribución durante el año. Así, el cultivo puede sufrir estrés hídrico, particularmente en la etapa reproductiva, lo que podría provocar la reducción o incluso la pérdida total del rendimiento. El rendimiento mostró una relación más alta con la precipitación (r = 0.83, P ≤ 0.01), seguida de la evapotranspiración del cultivo (r = 0.71, P ≤ 0.05) y por último con las unidades térmicas (r = 0.65, P ≤ 0.05).Cabe señalar que el rendimiento de 'Hav-14', 'Black Valantine' y 'Opus' superó hasta dos veces al rendimiento medio reportado para la región, que es de 2.8 t·ha-1 (Anónimo, 2011). Dichas diferencias en la longitud del ciclo del cultivo, las UC y rendimiento entre genotipos de diferente hábito de crecimiento, se han encontrado también en frijol de grano (Escalante-Estrada y Rodríguez-González, 2010), lo que sugiere que las UC puede ser un estimador apropiado para el tiempo de ocurrencia de las etapas fenológicas y rendimiento del frijol.
Tendencias similares se han observado en la relación rendimiento, PP y ETc (Escalante et al., 2001; Salinas et al., 2008). El rendimiento y número de ejotes promedio de este estudio (0.452 y 113.5 g·m-2, respectivamente), fue inferior al reportado por Esquivel-Esquivel et al. (2006) quienes encontraron un rendimiento medio de 10 t·ha-1, sin embargo esto se logró adicionando dos riegos de auxilio a la lluvia estacional. Así mismo, en este estudio, la PP más baja durante el ciclo del cultivo (394 mm), limitó la mayor expresión del rendimiento de 'HAV-14', puesto que se ha reportado rendimiento de 10 t·ha-1 con 578 mm en la misma localidad y tipo de suelo y en fecha de siembra similar (Díaz-López et al., 2010).
Componentes morfológicos y fisiológicos del rendimiento
En el Cuadro 2 se observa que a los 90 DDS solamente el número de nudos y la longitud del tallo presentaron diferencias estadísticas entre cultivares. El cultivar 'Hav-14' mostró el mayor número de nudos y un tallo de 181 cm, longitud similar a la reportada por Díaz-López et al. (2010), seguido de 'Black Valentine', 'Opus' y 'Strike'. Este comportamiento se asocia con el hábito de crecimiento, ya que 'Hav-14', crecimiento indeterminado tipo IV, presenta yemas vegetativas en el tallo principal y ramas durante la etapa reproductiva. En contraste, los cultivares de crecimiento determinado poseen una yema reproductiva en el ápice, lo cual cesa su crecimiento vegetativo (Escalante y Kohashi, 1993).
Asimismo, 'Hav-14' presentó AF y DAF estadísticamente similar a 'Black Valentine' y 'Opus', pero superior a 'Strike', que mostró los mínimos valores (Cuadro 2). Esto indica que la mayor duración de la actividad fotosintética de 'Hav-14', 'Black Valentine' y 'Opus', por el incremento la producción de fotosíntatos y traslocarlos a los órganos reproductivos, incrementó el número y peso fresco de los ejotes. Diferencias en el área foliar y su duración entre cultivares de distintos hábitos de crecimiento fueron detectadas para frijol de grano por Escalante y Rodríguez (2008) y Escalante-Estrada y Rodríguez-González (2010).
Calidad nutrimental
El análisis de varianza de los caracteres de la calidad nutrimental mostró diferencias significativas entre cultivares. 'Opus' tuvo los valores más altos (P ≤ 0.05) de minerales, fósforo, FDA, lignina y FDN, mientras que 'Hav-14' tuvo los más bajos (en el caso de lignina y fósforo junto con 'Black Valentine'). Sin embargo, el porcentaje de CS fue mayor en 'Hav-14' y menor en 'Opus' (Cuadro 3). Esto indica que a medida que se incrementa el contenido de fibras se reduce el de carbohidratos solubles. Una tendencia similar fue encontrada en 'Hav-14' por Salinas et al. (2008) en diferentes fechas de siembra. Además, cabe resaltar la importancia nutraceútica de las fibras alimentarias, ya que con un consumo de 25 a 30 g·día-1 se reduce la predisposición a enfermedades crónicas como hipertensión arterial, diabetes tipo II, estreñimiento y cáncer colon rectal (Zezola y Ramos, 2008).
En general, no se observaron diferencias significativas entre hábitos de crecimiento en el porcentaje de fósforo, hemicelulosa y extracto etéreo. Sin embargo, las hubo en minerales, FDA, lignina, FDN y proteína. Los cultivares de hábito determinado tuvieron los valores más altos. Resultados semejantes fueron reportados por Esquivel-Esquivel et al. (2006). Esto indica una relación inversa entre el rendimiento de ejote fresco y las variables nutrimentales debido a un fenómeno de dilución, como también fue encontrado entre el contenido de proteína y la biomasa del girasol (Escalante et al., 1998).
Análisis económico
]]> Se observaron diferencias entre cultivares de frijol ejotero para rentabilidad (Cuadro 4). El cultivar 'Opus'presentó el ingreso económico más alto, con $ 10,056.00, seguido de 'Black Valentine' con $ 9,856.00. 'Strike' y 'Hav-14' presentaron pérdidas de $ 9,444.00 y $ 24,940.00, respectivamente. En el caso del cultivar 'Strike', las pérdidas fueron debidas al bajo rendimiento en ejote (1,954 kg·ha-1) y en 'Hav-14' se debieron al incremento de los costos variables (polines y malla tutora).Sí las ganancias mencionadas se calculan en un periodo de cinco años (que es la vida útil de la espaldera), considerando los mismos cultivares, costos fijos y variables, rendimiento y precio por kilogramo de ejote, se observaría la siguiente tendencia: la ganancia más alta con 'Hav-14', seguida de 'Opus' y 'Black Valentine' ($ 85,480.00, $ 50,276.00 y $ 49,076.00, respectivamente). El cultivar 'Strike' causa pérdidas económicas en dicha proyección ($ -42,224.00). Garduño-González et al. (2009) reportan una respuesta similar en cuanto a la rentabilidad del frijol de hábito indeterminado trepador, en espaldera convencional.
Los anteriores resultados sugieren que el frijol ejotero, además de ser un producto nutrimental, es una alternativa para mayores ingresos del agricultor. Es de esperarse que en regiones con condiciones ambientales semejantes a las de este estudio se observe una respuesta similar en rendimiento, calidad nutrimental e ingresos, que incrementen la calidad de vida del productor.
CONCLUSIONES
En San Pablo Ixayoc, de clima templado y bajo condiciones de lluvia estacional, los cultivares 'Hav-14', 'Opus', 'Black Valentine' y 'Strike' presentan cambios en la fenología, el rendimiento y la calidad nutrimental.
El rendimiento más alto se logró con el cultivar 'Hav-14' 'Opus' y 'Black Valentine', y el más bajo, en 'Strike'.
La calidad nutrimental fue más alta en 'Opus', seguido de 'Black Valentine', 'Strike' y 'Hav-14'.
Los cambios en el crecimiento y rendimiento se relacionan de forma positiva con la precipitación pluvial, evapotranspiración del cultivo y unidades térmicas acumuladas durante el ciclo del cultivo.
El mayor ingreso neto se obtuvo con 'Opus' y 'Black Valentine'.
]]>LITERATURA CITADA
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