Estabilidad de variedades de trigo recomendadas para siembras de temporal en los Valles Altos de la Mesa Central*

Stability of wheat varieties recommended for rainfed cultivation in the high valleys of the Central Plateau

René Hortelano Santa Rosa^1§, Héctor Eduardo Villaseñor Mir¹, Eliel Martínez Cruz¹, María Florencia Rodríguez García¹, Eduardo Espitia Rangel² y Luis Antonio Mariscal Amaro²

¹ Campo Experimental Valle de México, INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, 13.5. Coatlinchán, Texcoco Estado de México, C. P. 56250. Tel. 01 595 92 12657. Ext. 152, 161, 154 y 153. (villasenor.hector@inifap.gob.mx), (martinez.eliel@onifap.gob.mcx), (rodriguez.maria@inifap.gob.mx). §Autor para correspondencia: hortelano.rene@inifap.gob.mx.

* Recibido: julio de 2012
Aceptado: febrero de 2013

Resumen

Con el objetivo de estudiar el comportamiento agronómico, fitopatológico, calidad industrial y estabilidad del rendimiento de grano de 20 variedades de trigo harinero que se siembran bajo condiciones de temporal en la Mesa Central de México, se establecieron ensayos en 11 localidades del Estado de México que representan los ambientes de temporal de esta región. Se identificaron dos grupos de variedades, las de alto rendimiento y las de rendimiento moderado; en las primeras se ubicaron Chicalote "S", Rebeca F2000, Náhuatl F2000, Pastor F2000, Triunfo F2004 y Tlaxcala F2000. Las variedades generadas para siembras de riego para la región de El Bajío no expresaron buena productividad y fueron susceptibles a enfermedades. Otras variedades como Era F2000, Finsi F2000, Batán F96, Juchi F2000, Pavón F76, Gálvez M87, Temporalera M87 y Zacatecas VT74, que fueron liberadas para siembras de temporal, ya no es conveniente que se siembren por sus bajos rendimientos y/o susceptibilidad a enfermedades. Rebeca F2000, Náhuatl F2000, Tlaxcala F2000, Triunfo F2004, Tollocan F05 y Pastor F2000 expresaron buena resistencia a las enfermedades foliares. Con base en la calidad, las variedades con mejores cualidades industriales fueron: Chicalote "S", Rebeca F2000, Náhuatl F2000, Triunfo F2004, Tlaxcala F2000, Romoga F96, Tollocan, Gálvez M87, Finsi F2000, Era F2000 y Juchi F2000, siendo estas primeras cinco también las más estables.

Palabras clave: Triticum aestivum L., calidad panadera, interacción genotipo × ambiente.

Abstract

Keywords: Triticum aestivum L., baking quality, genotype × environment, interaction.

Introducción

En México los productores que siembran maíz en la región de la Mesa Central en altitudes que van de los 2100 a2800 msnm, cada vez tienen menos opciones de cultivo para competir ante un mercado globalizado, por lo que es conveniente que éstos cuenten con alternativas más rentables, con mercado seguro y diversificado. El trigo de temporal que se produce a nivel nacional, alcanzó una cifra de 166 mil hectáreas con una producción de 242 mil toneladas, mientas que en los estados del Altiplano Central en los últimos años, la superficie sembrada con este cultivo ha alcanzado las 5 6 mil hectáreas en 2010 con una producción anual de 162 mil t y rendimiento promedio de 2.8 t ha^-1 (SIAP, 2010).

Esta producción resulta atractiva ya que es obtenida cerca de los sitios de mayor consumo y de procesamiento de este cereal; no obstante que esos mismos sitios tienen condiciones de clima y suelo que permite producirlo en forma rentable en poco más de 300 mil hectáreas (Turrent et al, 1992). El trigo de temporal es afectado por problemas bióticos que demeritan su rendimiento; además, las variedades liberadas con el tiempo se vuelven susceptibles a enfermedades, principalmente a la roya lineal amarilla (Puccinia striiformis f sp. tritici) y de la hoja (Puccinia Triticina), ya que estos patógenos presentan gran variabilidad de razas fisiológicas en México (Singh, 1991; Huerta y Singh, 2000) o porque se presentan nuevas razas que rompen la resistencia de las variedades (Singh et al., 2004).

En los ambientes donde se cultiva trigo de temporal en nuestro país se presenta inconsistencia de resultados debido a los contrastes entre sitios y años (Villaseñor y Espitia, 2000). Es por esto que en las estrategias de evaluación de generaciones de segregantes y variedades mejoradas se contempla la determinación de los entornos de producción, lo que permite generar información aplicable a otros ambientes con condiciones similares. Por lo que es preciso establecer ensayos en la mayor gama de ambientes para valorar el potencial de rendimiento y la estabilidad fenotípica de las variedades (Crossa, 1990).

Para determinar la estabilidad se han generado diferentes metodologías, entre las que destacan la de Lin et al. (1986), quienes mencionaron que un genotipo es estable cuando; éste presenta mínima varianza entre ambientes, características que fueron destacadas por Finlay y Wilkinson (1963) y Shukla (1972); y cuando el cuadrado medio de las desviaciones de regresión del genotipo en cuestión sea pequeño, donde el índice ambiental se considera como variable independiente, que equivale al parámetro S²di de Eberhart y Russell (1966) y al λi Tai (1971); y cuando se presentan variaciones pequeñas de un genotipo en una localidad pero en diferentes años. Ante este panorama es de gran importancia que los productores de trigo cuenten con variedades que tengan buena productividad, calidad industrial, estabilidad y adaptación, por lo que los objetivos de este estudio fueron: a) evaluar el rendimiento, características agronómicas y de calidad de variedades de trigo sembradas bajo condiciones contrastantes de temporal; b) determinar con base en sus características fitopatológicas que variedades fueron las más tolerantes; y c) medir la estabilidad del rendimiento de las variedades evaluadas en tales ambientes.

Materiales y métodos

Los genotipos se establecieron bajo el diseño experimental de bloques completos con tratamientos aleatorizados (DBCTA) con dos repeticiones. En todas las localidades la parcela experimental estuvo constituida por cuatro surcos separados a 0.3 m × 3.0 m de longitud, siendo la parcela útil el total de la parcela experimental (3.6 m²). La siembra y conducción de los ensayos realizó con base en las recomendaciones generadas por el INIFAP para cada ambiente. Se tomaron las variables; días a espigamiento (DF), número de días transcurridos hasta que 50% de las espigas presentara las anteras visibles; días a madurez (DM), número de días transcurridos desde la siembra hasta 50% de la espigas presentaran pedúnculos amarillentos; altura de planta (AP), longitud en cm de la base de la planta hasta la espiguilla terminal en el dosel; y rendimiento de grano (REND) en kg ha^-1.

Para registrar la infeccione de las royas, se utilizó la escala visual propuesta por Roelfs et al. (1992). En forma simultánea se registraron datos de enfermedades foliares utilizando la escala visual de 0 a 9 de dígitos dobles (Saari y Prescott, 1975), la toma de datos posteriores se hicieron cada 15 días. Los parámetros de calidad determinados fueron: peso hectolítrico (PH), obtenido por el peso en una unidad de volumen (kg hL^-1) de una muestra de cada repetición, determinado en una balanza Winchester Bushel Meter o Ohaus (método 55-10,AACC, 1995); rendimiento harinero (Rhr), mediante la molienda de las muestra con un molino Buhler ; la proteína en grano (PG) se determinó con el analizador de infrarrojo cercano (NIR Feed & Forage 5000) utilizando el método 39-00 de la AACC (2000), calibrando el equipo con el método Kjeldahl 46-11A (AACC, 1995); la dureza del grano (DG) se determinó por el método indirecto de índice de perlado, con una perladora tipo Strong Scot-EUA, colocando una muestra de 20 g de grano en el aparato por un minuto para obtener el porcentaje de grano perlado.

En harina refinada se midieron las variables: volumen de sedimentación (Vsd), que se obtuvo mediante las pruebas de Zeleny (Serna, 1996); la fuerza (W) y extensibilidad del gluten (T/L), evaluados sometiendo una muestra de cada repetición de 50 g de masa en un Alveógrafo tipo Chopin, con base al método 54-30A de la AACC (1995). El volumen de pan (VP) se obtuvo mediante el método de masa directa 10-09 (AACC, 1995). En variables fenotípicas, se realizó el análisis de varianza combinado con sus interacciones y una comparación de medias empleando la prueba de Tukey (a= 5%). Adicionalmente se practicó un análisis de estabilidad para rendimiento de grano mediante estadísticos simples como la desviación estándar (Si) y el coeficiente de variación (CVi) (Francis y Kannenberg, 1978), los índices de estabilidad propuestos por Eberhart y Russell (1966) y los índices de superioridad de Lin y Binns (1988), utilizando el paquete SAS versión 9.2 para Windows (SAS-Institute, 2008).

Resultados y discusión

En el Cuadro 2 se presenta el análisis de varianza combinado de las 11 localidades de evaluación. Se detectaron diferencias altamente significativas entre localidades, variedades y en la interacción localidad x variedad, en todas la variables evaluadas, aunque en esta última fuente de variación la variable altura de planta no fue significativa.

Los coeficientes de variación reportados son bajos, por lo que los resultados se consideran como aceptables. Estos resultados revelan que los ambientes de producción de trigo harinero de temporal son muy contrastantes, que las variedades se comportan de diferente forma al ser cambiadas de ambiente y que las interacciones pueden ser aprovechadas detectando la adaptación que ciertas variedades presenta. En el Cuadro 3 se presenta la comparación de medias para las diferentes localidades de prueba, en donde se observa que el rendimiento varió de 2.1 a 4.8 t ha^-1, el ciclo de cultivo osciló de 105 a 136 días y la altura de planta varió de 66 a 93 cm.

En el Cuadro 4 se presenta el rendimiento de grano y el comportamiento agronómico de las variedades, siete variedades comerciales y la línea Chicalote "S" fueron los genotipos con rendimiento de grano estadísticamente superiores, aunque semejantes al mejor testigo Rebeca F2000, esta línea fue superior a las variedades testigo Náhuatl F2000, Pastor F200, Triunfo F2004, Tlaxcala F2000, Tollocan F05 y Romoga F96, siendo la diferencia con las últimas dos variedades hasta 16%, y con las variedades menos rendidoras Bárcenas S2002 y Salamanca S75 hasta de 30%.

Las variedades de bajo rendimiento presentaron problemas importantes asociadas a la incidencia de enfermedades, las generadas para riego de El Bajío (Salamanca S75, Cortazar S94, Eneida F94 y Bárcenas S2002) mostraron su inadaptabilidad en siembras de temporal, ya que la vida útil de las variedades depende, entre otras causas, de la durabilidad de su resistencia (McIntosh, 1992), por lo que si la resistencia de una variedad se basa y en sólo un gen de efectos mayores o es de raza específica, la resistencia se estima en tres años en las condiciones de nuestro país (Singh et al, 2000), de ahí que es deseable que una determinada variedad que tenga en su patrimonio genético varios genes de resistencia de efectos menores o cuantitativos para que control Rebeca F2000, posea un periodo de vida más largo en siembras comerciales Náhuatl F2000, Pastor F200, Triunfo (Milus y Line, 1986).

En el Cuadro 4 se presenta la respuesta de los genotipos a las royas y a enfermedades foliares. Las variedades que presentaron en buena resistencia fueron Chicalote "S", Triunfo F2004, Náhuatl F2000, Tlaxcala F2000, Tollocan F05 y Romoga F96 y mostraron mayor rendimiento. Las variedades Rebeca F2000 y Pastor F2000 mostraron alto rendimiento (>3 500 kg ha^-1) pero también una alta susceptibilidad a la roya lineal amarilla (Yr), hecho que corrobora que los patógenos ya superaron la resistencia de las variedades Era F2000 y Finsi F2000 que tuvieron menores rendimientos, mientras que el resto de las variedades, por su susceptibilidad a royas y enfermedades foliares, es conveniente que ya no se recomienden para siembras comerciales de temporal, sobre todo Juehi F2000, Gálvez M87, Pavón F76, Cortazar S94, Batán F96, Zacatecas VT74, Temporalera M87 y Salamanea S75.

Ante esta problemática, para cada ambiente de producción se recomiendan sólo aquellas que puedan competir con la variabilidad genética de estos patógenos (Rodríguez et al, 2010). De tal manera que con base en el rendimiento de grano, se ubicaron dos grupos de variedades; el primero formado por las que superaron las 3.5 t ha^-1, en donde se ubcan Rebeca F2000, Chicalote "S", Náhuatl F2000, Pastor F2000, Triunfo F2004, Tlaxcala F2000, Tollocan F05 y Romoga F96, y el segundo con un rendimiento promedio de 3 t ha^-1, constituido por Era F2000, Juehi F2000, Gálvez M87, Pavón M87, Cortazar S94, Finsi F2000 y Batán F96. Las variedades restantes presentan desventajas importantes y significativas que las descarta como opciones de siembra en temporal.

En el Cuadro 5 se presentan las características de calidad industrial. En el caso del peso hectolitríco (PH), éste es aceptable en todas las variedades. La variación en este parámetro llego a ser de 13.4% entre el menor y mayor valor, que correspondieron a las variedades Eneida F94 y Finsi F2000, respectivamente.

La dureza del grano (DG) ubicó a la mayoría de variedades como de grano duro a semiduro, con valores de 39 a 47, siendo las variedades Náhuatl F2000 y Pavón F76 las que presentaron menor índice de dureza (< 38.0), en tanto que las variedades Salamanea S75, Gálvez M87, Eneida F94, Barcenas S2002 y la línea Chicalote "S", fueron de grano suave ya que presentaron valores >55 en esa variable, mientras que la mayoría de los genotipos se mantuvieron en el rango de grano duro a semiduro, con índice de dureza de 39 a 47. La fluctuación entre genotipos en ésta variables fue de 44%.

La variación entre genotipos en estas variables es atribuida principalmente al efecto de las localidades de acuerdo con lo reportado por Espitia et al. (2003 y 2004). El rendimiento harinero (Rhr) está muy relacionado con el PH (Peña et al, 2008), cualidad que es de suma importancia para la industria molinera. El 50% de los genotipos presentaron rendimiento harinero con valor <70, donde se ubican Salamanea S75, Cortazar S94, Eneida F94 y Barcenas S2002, variedades recomendadas para zonas de riego y otras que son para temporal (Cuadro 5).

En Alveograma W se tuvieron valores de 128 a 522. Sólo las variedades Cortazar S94, Barcenas S2002 y Eneida F94 tuvieron valores de W<200, por lo que se clasifican como de gluten débil. Siete variedades presentaron valores de W en el rango de 200 a 300, que corresponde a genotipos con tipo de gluten medio-fuerte, mientras que 50% de los materiales estudiados tuvieron gluten fuerte. (Cuadro 5). En otros estudios que han involucrado variedades para temporal, se ha encontrado que en este parámetro presenta una alta heredabilidad (h²= 0.70) (Espitia et al, 2004), por lo que es factible realizar mejoras en este carácter ya que la variación encontrada se debió a efectos genétieos.

El índice de tenacidad-extensibilidad (T/L) osciló de 0.6 a 3.3 (Cuadro 5), dos variedades se mostraron como extensibles (Barcenas S2002, Gálvez M87), dos de tipo balanceado (Cortazar S94 y Salamanea S75), mientras que el resto fueron tenaces. Estos resultados concuerdan con los obtenidos por López et al. (2001), quienes reportan que para una misma variedad, en diferentes años, se presentaron variaciones en los parámetros de alveograma W, T/L y V. La variación volumen de pan (VP) no fue muy amplia, y 18 de las variedades estudiadas (90%) fueron de buena calidad (VP= 700-800), y sólo las variedades Gálvez M87 y Barcenas S2002 tuvieron muy buena calidad al superar las 800 unidades (Cuadro 5). Estos resultados concuerdan con lo reportado por Espitia et al. (2004), quienes también encontraron poca variabilidad en este carácter pero con asociación significativa y positiva con la cantidad y calidad de las proteínas en el gluten.

Diez variedades tuvieron valores 0.96 a 1.05, considerándose como genotipos con rendimientos estables a través de ambientes y años, mientras que las variedades Romoga F96, Triunfo F2004, Batán F96, Gálvez M87 y Náhuatl F2000 presentaron coeficientes de regresión mayores que la unidad. indicando que tales variedades responden de forma positiva a la mejoras ambientales de producción. Las varianzas de las desviaciones de regresión (S²di) mostraron, para todos los casos, ser diferentes de cero, lo que indica que el modelo lineal no es el apropiado para describir la respuesta de los genotipos en función del efecto ambiental, ya que según este criterio, los genotipos no son estables debido a variaciones impredecibles. Nueve variedades tuvieron los menores valores en este parámetro entre las que destacan Náhuatl F2000, Temporalera M87, Tlaxcala F2000, Triunfo F2004, Gálvez M87 y Juehi F2000.

De acuerdo a los parámetros de superioridad de Lin y Binns (1988), los genotipos más estables fueron los que presentaron valores pequeños de Pi, como son las variedades Chicalote "S", Rebeca F2000, Náhuatl F2000, Pastor F2000, Triunfo F2004 y Tlaxcala F2000, elasificación que coincidió con la obtenida mediante el coeficiente de variación de Francis y Kannenberg (1978); éstas variedades también fueron las que mostraron los mayores rendimientos superando en amplio margen el rendimiento promedio general.

Por otro lado, analizando tales índices las variedades presentaron comportamiento paralelo a la máxima respuesta a través de ambientes, siendo los genotipos con mayor rendimiento por lo que este índice asigna estabilidad a altos rendimientos; además, presentaron valores menores en el parámetro CM(GxA) indicando buena adaptación general a los ambientes estudiados, aunque si se considera que la selección se basa solamente en el valor de Pi y que tal parámetro representa el cuadrado medio del efecto conjunto de variedades y la interacción GxA, se podría correr el riesgo de deseartar un genotipo que muestre poca adaptabilidad general pero sobresaliente en adaptación especifica, ya que el valor de Pi representa la superioridad en el sentido de adaptabilidad (Lin y Binns, 1988).

Conclusiones

De acuerdo con los datos agronómieos, fitopatológicos, de calidad industrial y estabilidad del rendimiento, las variedades liberadas para condiciones de riego en El Bajío como son Barcenas S2002, Cortazar S94, Salamanea S75, Eneida F94, y las variedades Zacatecas VT74, Juehi F2000, Finsi F2000, Era F2000, Gálvez M87, Pavón F76, Batán F96 y Temporalera M8 7, mostraron una serie de inconvenientes en las siembras de temporal en el Estado de México, por lo que no es recomendable seguirlas utilizando en siembras comerciales. Las variedades que mostraron buenos resultados en las condiciones de temporal evaluadas y que si es recomendable utilizarlas en siembras comerciales son Tlaxcala F2000, Triunfo F2004, Náhuatl F2000, Rebeca F2000, Tollocan F05 y Romoga F96, tanto por sus altos rendimientos y buena estabilidad como por su resistencia a royas y al complejo de enfermedades foliares. La línea experimental Chicalote "S" destacó por su alta productividad, buena estabilidad y resistencia a royas, siendo en general el mejor genotipo.

Entre las variedades se encontró variabilidad baja en variables como peso hectolitríco (PH), dureza de grano (DG), rendimiento harinero (Rhr) y proteina en grano (PG), por lo que es conveniente contar con mayor variabilidad en esas caracteristica en el cultivo de trigo. En variables de alveograma, fuerza del gluten (W), la variabilidad fue alta y aceptable, ubicando a las variedades sobresalientes como de gluten medio fuerte a fuerte, mientras que las variables de calidad panadera índice de tenacidad (T/L) y volumen de pan (VP) presentaron mayor variabilidad.

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