Análisis de 20 genotipos de trigo harinero en el Valle del Yaqui, Sonora*

Analysis of 20 genotypes of bread wheat in the Yaqui Valley, Sonora

José Enrique Velasco Magallanes¹, Delfina de Jesús Pérez López^1§, Sanjaya Rajaram Devi², Artemio Balbuena Melgarejo¹, Mario Albarrán Mucientes² y Andrés González Huerta¹

¹Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Fitomejoramiento. Facultad de Ciencias Agrícolas. Universidad Autónoma del Estado de México. Toluca, Estado de México. A. P. 435. Tel y Fax: 01 722 2965518. Ext.148 (kikemagallan@hotmail.com; agonzalezh@uaemex.mx; balmelart@yahoo.com.mx).^§Autora para correspondencia: djperezl@uaemex.mx.

* Recibido: diciembre de 2011
Aceptado: septiembre de 2012

Resumen

El trabajo se realizó en el ciclo otoño-invierno de 2008, en condiciones de riego en dos localidades del Valle del Yaqui, Sonora, México, para evaluar 17 líneas de trigo harinero y tres cultivares (testigos) por su rendimiento de grano, componentes del rendimiento y por su resistencia a roya. El material genético fue evaluado en campo en un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones por localidad. Las variables registradas fueron: rendimiento de grano (RG), floración (DF), madurez fisiológica (DM), altura de planta (AP) e incidencias de acame (PA) y roya (PR). Los datos fueron sometidos al análisis de varianza individual y combinado, a la comparación de medias de tratamientos con la prueba de Tukey (α= 0.01) y al análisis de componentes principales. Las líneas con mayor rendimiento fueron RSMF7CJ-62 (8.32 t ha^-1 en el block 609), y BABAX/LR42 (7.53 t ha^-1 en el block 1605). Si se realizará selección por rendimiento de grano los genotipos más sobresalientes serían RSMF7CJ-92 (7.78 t ha^-1), BABAX / LR42 (7.75 t ha^-1) y RSMF7CJ -78 (7.74 t ha^-1). Las líneas 01W20728 y Blanca Fuerte son enanas, 05W90710, RSMF7CJ-90 y RSMF7CJ-92 son semi-enanas y las 13 restantes y los tres testigos son altos. Los genotipos fueron iguales estadísticamente en incidencia de roya y los mayores valores se registraronenTacupeto (1.65%), 05W90685 (1.29%), Roelf (1.11%), 05W90710 (1.02 %) y Kronstad (1.02%).

Palabras clave: Triticum aestivum L., análisis multivariado, rendimiento de grano.

Abstract

Key words: Triticum aestivum L., grain yield, multivariate analysis.

Introducción

El trigo (Triticum aestivum L.) es actualmente el cultivo de mayor superficie sembrada en el mundo (FAOSTAT, 2008); ocupa el segundo lugar entre los cuatro cereales de mayor producción, como maíz (Zea mays L.), arroz (Oriza sativa L.) y cebada (Hordeum vulgaris L.). Este cultivo tolera bajas temperaturas en sus primeras fases de desarrollo y su mayor producción tiende a concentrarse en las zonas de clima templado y frí o. En México existe gran demanda de trigos harineros de mejor calidad agroindustrial (Espitia et al., 2008). La producción de este cereal se estima en 3.4 millones de t, cantidad insuficiente para abastecer su demanda a nivel nacional, que es de 6.3 millones de t (SIAP, 2009). Por esta razón es deseable generar variedades resistentes a enfermedades y tolerantes a factores ambientales adversos, de alto rendimiento y mejor calidad molinera y panadera (Peña et al., 2002; Branlard et al, 2003; Shan et al, 2007).

En las primeras etapas del mejoramiento genético es importante caracterizar, evaluar e identificar germoplasma con mejores características, como precocidad, resistencia a enfermedades y tolerancia a condiciones adversas del medio ambiente, de mayor rendimiento, mejor calidad y aceptable adaptabilidad. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar 20 genotipos de trigo harinero en dos localidades del Valle del Yaqui, Sonora, para identificar mejores líneas por su rendimiento de grano, componentes del rendimiento y por su resistencia a la roya de la hoja.

Materiales y métodos

Descripción del área de estudio

El presente trabajo se realizó en el Valle del Yaqui en los block 609 (localidad 1) y 1 605 (localidad 2), situados al sur del estado de Sonora, entre la Sierra Madre Occidental y el Mar de Cortés, entre 27° 10' y 27° 50' de latitud norte y entre los meridianos 109° 55' y 110° 36'. El clima predominante es BW (h), muy cálido extremoso. La temperatura media anual es de 24 °C y la media máxima es de 31 °C; de julio a agosto la máxima es de 48 °C y en enero la mínima es de 16 °C. Los suelos cultivables son vertisol, fértiles, ricos en arcilla y están localizados generalmente en zonas subhúmedas áridas con hidratación y exposición en húmedo y se agrietan cuando son secos (INIFAP, 2008).

Material genético

Se utilizaron 20 genotipos de trigo harinero: 17 líneas avanzadas de la Empresa Resource Seed Mexicana S. A. de R. L. de C. V. y tres testigos del INIFAP (Cuadro 1).

Los 20 genotipos fueron evaluados en campo en un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones por localidad en una serie de experimentos en espacio. La parcela constó de dos camas establecidas a doble hilera, de 0.76 m de ancho, y 3 m de largo.

Desarrollo del trabajo experimental

Se hizo labranza de conservación con ligero surcado. La siembra a doble hilera se efectuó con una sembradora Wintersterger. En la localidad 1 (Block 609) se realizó el 17 de diciembre y en la localidad 2 (Block 1605) el 13 de diciembre de 2008; en ambas se aplicó el tratamiento 80N-75P-60K, utilizando urea (46%), súper fosfato de calcio triple (46%) y cloruro de potasio (60%). En la segunda fertilización se adicionaron 80 unidades de N ha^-1. El primer riego en la localidad 1 se aplicó el 16 de enero y el segundo el 16 de febrero; se proporcionaron otros dos riegos. En la localidad 2 el primer riego se hizo anticipadamente para controlar gallina ciega (10 de enero) y el segundo se efectuó el 11 de febrero. Posteriormente se aplicaron dos riegos. La maleza de hoja ancha se controló con Dicamba (200 ml por cada 20 L de agua). Se empleó la cosechadora Wintersterger cuando el material genético alcanzó la madurez fisiológica.

Variables de estudio

Las características registradas fueron: rendimiento de grano (RG, se pesó en cada parcela útil y se expresó en t ha^-1), floración (DF, días desde la siembra hasta que 50% de las anteras emergieron de las glumas), madurez fisiológica (DM, días transcurridos desde la siembra hasta que 50% de las plantas cambiaron de coloración verde a verde limón o amarillo), altura de planta (AP, se midió desde la base de la planta hasta el extremo de la espiga y se registró en cm), acame (PA, se determinó visualmente con la escala de 0 a 100 en plantas con inclinación de 30° o más y se expresó en porcentaje), y roya de la hoja [PR, el primer registro se realizó en espigamiento y el segundo en madurez fisiológica.

Análisis estadístico

Los datos de acame (PA) y de roya (PR) fueron transformados con √X+½ donde: x es el porcentaje original y ½ es una constante debido a valores entre 0 y 100 (Steel y Torrie, 1986). Éstas y las otras cuatro variables fueron sometidas al análisis de varianza. Las pruebas de hipótesis se efectuaron a un nivel del 0.05 ó 0.01 de probabilidad de error. Cuando la prueba de F fue significativa se compararon las medias de tratamiento con la prueba de Tukey a un nivel de significancia del 0.01 (Martínez, 1988).

Con las seis variables se hizo un análisis de componentes principales; la matriz de datos, para la obtención de las covarianzas y de las correlaciones, se construyó colocando en las hileras a los 20 genotipos de trigo y en las columnas a los valores de cada variable. Antes de obtener el biplot los datos fueron estandarizados y sometidos a la descomposición de valores singulares, en la forma como lo sugirió Sánchez (1995). Los resultados fueron editados en Microsoft Excel, considerando los dos primeros componentes principales (González et al., 2010).

Resultados y discusión

Análisis de varianza

En la localidad 1 los efectos entre genotipos fueron altamente significativos (p≤ 0.01) para rendimiento (RG), floración (DF), madurez fisiológica (DM), y altura de planta (AP); en roya (PR) sólo fueron significativos al 0.05 (Cuadro 2). En la localidad 2 los valores de F para genotipos fueron altamente significativos (p≤ 0.01) para rendimiento (RG), floración (DF), madurez fisiológica (DM) y altura de planta (AP); para roya (PR) y acame (PA) no hubo diferencias significativas (Cuadro 3). Se detectaron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) entre localidades (L) y entre genotipos (G) para rendimiento de grano (RG), floración (DF) y madurez fisiológica (DM). En altura de planta (AP) sólo hubo diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) entre genotipos (G) y para porcentaje de roya sólo las hubo entre localidades (L). En la interacción genotipo por localidad (G x L) sólo hubo efectos altamente significativos (p≤ 0.01) en DF y DM. En porcentaje de acame (PA) no hubo efectos significativos para ninguna fuente de variación (Cuadro 4).

Los resultados anteriores indican que existe variabilidad fenotípica entre genotipos de trigo harinero que podría ser de utilidad para identificar líneas avanzadas sobresalientes para ser incorporadas en un programa de mejoramiento genético o para recomendación en siembra comercial. La alternancia de diferentes ambientes para la selección del germoplasma y el establecimiento de ensayos uniformes en la más amplia diversidad de condiciones, persiguen la obtención de genotipos estables y de alto rendimiento (Rodríguez et al., 2002).

Comparación de medias entre genotipos

En la localidad 1 el genotipo 15 (RSMF7CJ-92) tuvo el mayor rendimiento de grano (8.32 t ha^-1) y difirió significativamente de 3, 4, 6, 7 y 18 (Cuadro 5). Las 17 líneas de la Empresa Resource Seed Mexicana no superaron estadísticamente a los tres testigos del INIFAP. Villaseñor y Espitia (2000) comentaron que este material genético del INIFAP es recomendable para ambientes favorables, donde generalmente se aplica riego, hay suelos profundos y donde se registra una precipitación superior a 600 mm anuales, condiciones en las que su rendimiento de grano es superior a 7 t ha^-1.

Según la escala propuesta por Rodríguez et al. (2005) sólo 11 de los 20 genotipos evaluados en el presente estudio serían clasificados como excelentes, ya que su rendimiento varió de 7.09 a 7.82 t ha^-1; los nueve materiales restantes serían agrupados como favorables (de 4.71 a 6.17 t ha^-1). En la localidad 1 las medias para RG fueron superiores a los que se consideran en una ó en otra categoría.

En la localidad 2 el genotipo 10 (BABAX / LR42) produjo el mayor rendimiento (7.53 t ha^-1) y difirió significativamente de 6 (05W90710) y 16 (RSMF7CJ-100), con 4.26 y 4.47 t ha^-1; las 17 líneas tampoco superaron estadísticamente a los tres testigos (Cuadro 5). En esta localidad 7 genotipos se clasificaron como favorables (RG de 7.05 a 7.53 t ha^-1) y los 13 restantes serían recomendables para ambientes intermedios (Villaseñor y Espitia, 2000). De acuerdo con Rodríguez et al. (2005) sólo cuatro genotipos serian clasificados como excelentes y los otros 16 como favorables.

Al promediar RG en ambas localidades se observó que 15 genotipos fueron estadísticamente iguales pero los más sobresalientes fueron RSMF7CJ-92 (7.78 t ha^-1), BABAX / LR42 (7.75 t ha^-1), RSMF7CJ -78 (7.74 t ha^-1), RSMF7CJ-80 (7.65 t ha^-1), y PM3 (7.17 t ha^-1) (Cuadro 5). Al aplicar la clasificación de Rodríguez et al. (2005) sólo 6 genotipos estarían en la categoría de excelentes (RG de 7.17 a 7.79 t ha^-1) y los otros 14 serían clasificados como favorables (RG de 5.37 a 6.89 t ha^-1).

El Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT, 1987) considera como criterio de selección de líneas promisorias al número de granos y al peso de grano por unidad de superficie, ya que ambas están correlacionadas positiva y significativamente. Los altos rendimientos que se obtuvieron en este estudio se atribuyen a que el material genético se sembró en condiciones de riego donde mostró su alto potencial de para producir grano, su resistencia al acame y a la roya y su buena respuesta a la aplicación de insumos (Huerta y González, 2000). Lupton et al. (1974) mencionaron que es posible incrementar la producción de trigo mediante la selección para rendimiento per se y por sus componentes del rendimiento, como número de espigas, granos por espiga y peso de grano.

Sin embargo, Slafer y Calderini (2003) determinaron que aumentar el número de granos es una estrategia correcta para lograr mayores rendimientos pero es de poco valor en términos prácticos: el número de granos por unidad de área está correlacionada negativa y significativamente con el peso de grano (en términos de susceptibilidad a la interacción genotipo x ambiente y su consecuente baja heredabilidad) y quizás esa y otras características agronómicas sean más complejas de ser medidas que el rendimiento per se.

En la localidad 1, RSMF7CJ-100 (90.87 días) y RSMF895 (91.5 días) fueron los más tardíos y superaron estadísticamente a los otros 18 genotipos (Cuadro 5). La línea 04W44509-1 fue la más precoz con 83 días a floración. En la localidad 2, RSMF7CJ-100 (91.2 días) y RSMF895 (92.7 días) fueron las más tardías y difirieron estadísticamente de los 18 genotipos restantes; 04W44509-1 (73 días) y 04W44509-2 (73 días) fueron las más precoces (Cuadro 5).

Al promediar ambos ambientes, RSMF7CJ-100 (90.87 días) y RSMF895 (92.12 días) fueron los más tardíos y superaron estadísticamente a los 18 genotipos restantes; 04W44509-1 (78 días) y 04W44509-2 (78.2 días) fueron las más precoces (Cuadro 5). Estos resultados difieren de los de Balbuena et al. (2008) (media de 148 DF), quienes comentaron que en los Valles Altos del Centro de México son deseables las variedades precoces y de alto rendimiento de grano, para contrarrestar los problemas de heladas y granizo y para producir grano de calidad para la agroindustria.

En el promedio de ambas localidades se observó que RSMF895 (134.2 días), RSMF7CJ-100 (133 días) y RSMF7CJ-70 (132.6 días) superaron significativamente a los 17 genotipos restantes. La línea 04W44509-1 tuvo 78 DM. La media aritmética fue de 123.39 DM (Cuadro 6). Esta variable es el indicador más confiable en la duración del ciclo biológico del cultivo de trigo. En general, para siembras de temporal se sugiere usar variedades precoces (90 a 100 DM) e intermedias (105 a 115 DM) (Huerta y González, 2000). En la localidad 1, y de acuerdo a esta clasificación, las líneas 3 ,4 y 5 serían precoces y los otros 17 genotipos serían tardíos. En la localidad 2 sólo el genotipo 5 sería precoz. En el promedio de las dos localidades la línea 5 sería precoz, las líneas 3 y 4 serían intermedias y los otros 17 genotipos serían tardíos. En altura de planta (AP) en la localidad 1 los testigos Roelf (106.25 cm) y Tacupeto (111.25 cm) mostraron los mayores promedios y fueron significativamente iguales a PM3 (105 cm), 04W44509-1 (102.5 cm) y Kronstad (102.5 cm), pero difirieron estadísticamente de los 15 genotipos restantes. 01W20728 (80 cm) y Blanca Fuerte (82.5 cm) presentaron el menor porte.

En la localidad 2 en Tacupeto (113.75 cm) se registró el mayor promedio y ésta difirió significativamente de los otros 19 genotipos. 01W20728 (80 cm) tuvo el menor porte y fue estadísticamente igual a 01W20728 (80 cm), Blanca Fuerte (86.25 cm), y 05W90710 (90 cm). Los resultados obtenidos por localidad mostraron que las líneas y los testigos tuvieron porte alto (de 113.75 a 80 cm). Al promediar ambas localidades, Tacupeto (112.5 cm) y Roelf (107.5 cm) tuvieron los mayores promedios y difirieron estadísticamente de los 18 genotipos restantes.

El menor porte de la planta se registró en 01W20728 (80 cm) y Blanca Fuerte (84.37 cm). Estos resultados son diferentes a los reportados por Balbuena et al. (2008) (valores de 68.67 a 88.08 cm). En este estudio el promedio fue de 98.21 cm (Cuadro 6). La altura de planta en siembras de riego puede ser doble enana (menos de 70 cm), enana (70 a 80 cm), semi-enana (90 a 95 cm) y altas (Huerta y González, 2000). Así, 01W20728 y Blanca Fuerte son enanas 05W90710, RSMF7CJ-90 y RSMF7CJ-92 son semi-enanas y las 13 líneas restantes y los tres testigos son altos.

El acame (PA) registrado en la localidad 1 y en la localidad 2 varió de 0.707 a 1.91% (Cuadro 7). Estos resultados indican que los 20 genotipos de trigo harinero presentan resistencia al acame, ya que las líneas y los testigos presentaron porte alto. La resistencia al acame es fundamental para obtener mayor rendimiento y calidad de grano. En el Valle del Yaqui, Sonora, normalmente se siembran trigos enanos y semienanos en condiciones de riego y aunque en este estudio la altura de planta en los trigos fue alta, no se observaron porcentajes de acame superiores al 2%.

En la localidad 1, los testigos Roelf (1.116%) y Tacupeto (1.40%) presentaron los mayores promedios para roya (PR), pero estadísticamente fueron iguales a los 18 genotipos restantes. En el análisis combinado la mayor incidencia de roya se registró en Tacupeto (1.65%), 05W90685 (1.29%), Roelf (1.11 %), 05W90710 (1.02%) y Kronstad (1.02%) (Cuadro 7).

La resistencia genética es la herramienta más importante para el control de enfermedades y para disminuir los costos del cultivo al aplicar menos fungicidas. La roya de la hoja ha causado pérdidas en el rendimiento de 43 a 84% en variedades susceptibles (Singh y Huerta-Espino, 1997; Huerta et al. 2011). En la actualidad se conocen 54 genes de resistencia pero sólo 9 genes son efectivos; Lr 34 y Lr 46 están presentes en variedades comerciales (Huerta y Singh, 1996).

Este hecho destaca la importancia de identificar genotipos resistentes. En la actualidad se ha logrado transferir el gen de resistencia Lr 14 de trigos harineros a cristalinos.

Comparación de medias entre localidades

Análisis de componentes principales

El CP1 (28.6%) se explicó principalmente por el rendimiento de grano (RG), mientras que el CP2 (27.2%) se asoció con las dimensiones de la planta (AP), con el ciclo biológico (DF y DM) y con las resistencias al acame (PA) y a la roya de la hoja (PR). Sánchez (1995) y González et al. (2010) sugirieron que valores superiores al 50% para los dos primeros CP permiten interpretar confiablemente las correlaciones aproximadas que se representan en el biplot de la Figura 1.

En el contexto anterior, el incremento en el RG en el material genético estuvo relacionado con plantas más altas y de mayor ciclo biológico, pero con menor resistencia a acame y a roya de la hoja; con relación a las dos últimas variables se puede apreciar una gran ventaja debido a que los porcentajes de daño fueron inferiores al 2%. Los genotipos con mayor RG fueron los identificados como 10, 12, 15 y 17 y este subconjunto representa las interrelaciones más favorables que se citaron previamente. En otro grupo contrastante se identifica a los genotipos 3, 4, 5, 6, 7 y 8, con mayor precocidad y mayor resistencia al acame y a la roya, pero con menor RG (Figura 1).

Conclusiones

En la localidad 1, la mejor línea fue RSMF7CJ-62 (8.32 t ha^-1) y en la localidad 2 fue BABAX/LR42 (7.53 t ha^-1). El rendimiento en la localidad 2 (6.22 t ha^-1) fue estadísticamente inferior al de la 1 (7.18 t ha^-1). Las 17 líneas y los tres testigos del INIFAP tuvieron rendimientos de grano estadísticamente iguales. Tacupeto (112.5 cm) y Roelf (107.5 cm), dos de las tres variedades testigo, tuvieron más altura y más roya (1.65 % y 1.11). La mayor variabilidad que se estimó en el componente principal 1 se explicó por el rendimiento de grano y la del componente principal 2 por las dimensiones de la planta, el ciclo biológico, el acame y la roya.

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