Relacion rendimiento maiz

volumen 8, número 1

Investigación

CIENTIFICA

agosto–diciembre 2014,

Relación entre el rendimiento de maíz de temporal de Zacatecas y sus componentes

m aXimino Luna f LorEs f ÉLiX dE JEsÚs c EdEÑo BarcELÓ a LfrEdo L ar a h ErrEr a J. JEsÚs avELar m EJÍa J. JEsÚs L Lamas L Lamas m aXimino gEr ardo Luna Estr ada Unidad Académica de Agronomía Universidad Autónoma de Zacatecas

maximinolunaflores@yahoo.com.mx

issn 1870 – 8196

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Investigación

CIENTIFICA

Resumen A fin de determinar qué caracteres morfológicos se podrían usar como índices de selección de plantas para mejorar el rendimiento, se probaron durante dos años trece variedades de maíz de temporal bajo condiciones de sequía y sin sequía, en diseños experimentales en bloques completos al azar con tres repeticiones. Se encontró que no en todas las variedades hubo correlación entre los caracteres, por lo que resulta imposible emplear los mismos índices. En algunas variedades es factible utilizar el número de hileras y la longitud de la mazorca y en otras el peso del grano, tanto para aumentar el rendimiento de grano como el de rastrojo; para rastrojo también incide la altura de la planta.

Palabras clave: Zea mays L., temporal, índices de selección.

Introducción Desde hace décadas ciertos autores aluden a la relación que existe entre diferentes características morfológicas y el rendimiento en maíz (Robinson et al., 1951; Lonnquist, 1960; Nelson, 1968; Cortaza, 1970; Octtavino et al., 1984; Bejarano et al., 1992; Edmeades et al., 1999; Herrera–Cabrera et al., 2000; Arellano et al., 2003; Gil et al., 2004; Hortelano et al., 2012; Herrera–Cabrera et al., 2014), e indican que aquellas que muestran un alto coeficiente de correlación con el rendimiento pueden usarse como índices de selección. De la Loma (1966) menciona que los productores agrícolas han incrementado el rendimiento de los cultivos a partir de variedades criollas, al seleccionar visualmente a través de varios años plantas con caracteres morfológicos de su interés.

Cortaza (1970) descubre que la longitud, el diámetro y el número de hileras de la mazorca correlacionan directa y positivamente con

el rendimiento de grano. Asimismo, indica junto a Falconer (1964), Lafitte (2001) y Salazar– Martínez et al. (2013) que la alta correlación se asocia con la heredabilidad (proporción de la varianza atribuible a la herencia); pero pueden estimarse valores altos y bajos de esta última debido a una alta variabilidad de los caracteres, ocasionada por efecto del medio ambiente. Ello sugiere que para lograr resultados confiables sobre las variables a implementar es necesario realizar estudios en ambientes con características homogéneas, las cuales deben ser similares a las de la región donde se utilizarán las variedades mejoradas, que teóricamente se obtendrán empleando índices de selección.

A pesar de que existen artículos sobre maíz de temporal de Zacatecas que refieren el vínculo entre variables morfológicas y el rendimiento (Luna et al., 2014), no se ha profundizado en el tema ya que ese tipo de siembra en la entidad, así como en general en la región semiárida y árida del centro norte de México, sólo se usan variedades de polinización libre debido al alto precio de la semilla de maíces híbridos. Además, en más del 95 por ciento de esa área se utilizan variedades criollas (Luna, 2008), por lo que sería conveniente saber qué variables son potenciales como índices de selección para rendimiento de grano y forraje. Con base en lo expuesto, el objetivo del presente trabajo es determinar qué caracteres morfológicos de variedades criollas de maíz de temporal del estado pueden emplearse para tal fin. Es posible que este conocimiento influya en los productores al momento de seleccionar la semilla para siembras del siguiente ciclo agrícola, lo cual implicaría un mejoramiento paulatino en el rendimiento de sus variedades criollas de maíz.

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Materiales y métodos

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Tabla 1 Material genético, lugar de origen, donador y ciclo vegetativo

Área de trabajo Se realizaron pruebas con y sin sequía en terrenos de la uaa con características de 22o 31’ 28’’ n, 102o 41’ 1’’ o, 2280 msnm, 15.8o c de temperatura media anual, 448 mm de precipitación media anual (Medina et al., 1998). El suelo es de textura franco–arenosa, con 18.4 por ciento de humedad a capacidad de campo, 10.1 por ciento de humedad a punto de marchitamiento permanente, 50 a 70 cm de profundidad, menos de 0.8 por ciento de pendiente, 7.2 de ph y 1.6 por ciento de materia orgánica (Zelaya, 2002).

Comunidad y municipio

Donador

Ciclo

C–51

González Ortega, Sombrerete

Humberto Salazar

Precoz

C–5 65 gbm 2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Precoz

C–5 65 gb2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Precoz

C–7 68 gc2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Precoz

C–7 70 gb

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Precoz

V–2093

Cieneguillas, Zacatecas

inifap

C–231

La Florida, Valparaíso

J. Guadalupe SemiAlba precoz

C–231 73 gbm 2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Semiprecoz

C–23 74 gbm 2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Semiprecoz

C–23 74 gba 2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Semiprecoz

C–71

Zaragoza, Sombrerete

Martín Salazar

Semiprecoz

C–7 70 gc2

Cieneguillas, Zacatecas

uaa– uaz

Semiprecoz

Cafime3

Cieneguillas, Zacatecas

Variedad

Material genético Se probaron las variedades criollas c–5, c–7 y c–23; seis compuestos derivados de ellas mediante selección individual de plantas auto fecundadas con competencia completa (Márquez, 1985); y las variedades mejoradas de polinización libre v–209 y Cafime, usadas como testigos, liberadas por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (inifap) hace varios años (Gámez– Vázquez et al., 1996) (tabla 1). Las variedades criollas se escogieron por su tolerancia a sequía en ensayos llevados a cabo durante dos años en la uaa (Loera, 2008).

y

uaa– uaz

inifap

y

uaa– uaz

Precoz

Semiprecoz

Precoz = 90 –100 d a madurez fisiológica Semiprecoz = 100 –120 d a madurez fisiológica Variedades originales / 2Variedades mejoradas

1 3

Variedades testigo / gbm= Grano blanco y morado /

gb= Grano blanco / gc = Grano blanco cristalino / gba = Grano blanco y amarillo

Fuente: Veríssimo–Correa (2008).

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Investigación

CIENTIFICA

Diseño y parcela experimental En el lapso de prueba se empleó un arreglo de tratamientos en parcelas divididas con un diseño experimental en bloques completos al azar con tres repeticiones. La parcela grande correspondió a los tratamientos con y sin sequía y las parcelas chicas a las variedades, éstas constaron de cuatro surcos de 5 x 0.75 m con plantas cada 25 cm. Se realizaron las mediciones en los dos surcos centrales.

Manejo de los experimentos Se sembró el 20 de abril de 2012 y el 12 de abril de 2013 con el propósito de evitar la influencia de las lluvias de verano, que normalmente comienzan entre los últimos días del mes de junio y los primeros de julio (Medina et al., 1998).

De acuerdo con la recomendación del Campo Experimental Zacatecas (cEzac) (Luna, 2008), el terreno experimental se barbechó y rastreó, para en seguida sembrar en suelo húmedo.

Se fertilizó con la dosis 80 – 40 – 00 y se dieron dos escardas y un deshierbe manual. No hubo problemas de plagas y enfermedades.

Los riegos se hicieron mediante goteo superficial con cintilla. Se monitoreó la humedad del suelo con un determinador Watermark a 20 y 40 cm de profundidad en cuatro lugares del lote experimental, a fin de dar sequía a las parcelas en las etapas de floración y llenado de grano así como proporcionar el agua necesaria a los tratamientos sin sequía; sin embargo, debido a que en 2012 se registraron precipitaciones de 23 mm a los 75 días de la siembra y 58 mm entre los 80 y 86 días de la siembra, la sequía (suelo a pmp o menos humedad) sólo duró 4 días a 20 y 40 cm de profundidad en la etapa fenológica de antesis y 26 días más a 40 cm en las etapas de floración y llenado de grano, pero no a 20 cm de profundidad (figura 1).

En 2013 se registraron 58 mm de precipitación a los 65 días de la siembra y 98 mm entre los 81

y 86 días, por lo que en el experimento hubo 17 días de sequía a 20 y 40 cm de profundidad desde la etapa fenológica de espigamiento y casi hasta el 50 por ciento de la etapa de floración (figura 2).

Variables medidas En cada parcela útil se midieron las siguientes variables: días de la siembra al 50 por ciento de la floración masculina (dfm); altura de planta de la superficie del suelo al extremo superior de la espiga (ap); altura de la primera mazorca de la superficie del suelo a la inserción con el tallo (am); peso del rastrojo seco al sol por dos meses (pr); peso de la mazorca (pm); humedad del grano de una muestra de 100 g de cinco mazorcas, tomadas al azar en un determinador de humedad del grano marca Burrows modelo dmc 750 (hg). Se midió la longitud de tales mazorcas (Lm), el número de hileras (nhm), el número de granos por hilera (ngh) y el peso del olote (po). En el análisis estadístico se consideró el promedio de dicho número de mazorcas.

Al hacer la operación pr /dfm /32 se obtuvo el peso de rastrojo por día a floración masculina y por planta prdp (32 plantas por parcela útil); mediante (pm –po)/dfm /32 se consiguió el peso de grano por día a floración masculina y por planta (pgdp); con la división pgdp/prdp se halló el índice de cosecha (ic).

Análisis estadísticos Se efectuaron análisis de varianza de las variables medidas además de prueba de medias con el criterio de Tukey (0.05) (Martínez, 1994).

También se extrajeron los coeficientes de correlación entre las variables. Se usó el programa Statistical Analisis System versión 2002.

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Resultados y discusión Tanto con el tratamiento de sequía como con el de sin sequía, los niveles de correlación entre las variables medidas, incluyendo los rendimientos de grano y de rastrojo, fueron similares. A continuación se exponen los datos obtenidos con ambos procedimientos.

Peso de grano por día y por planta Los componentes directos del peso de grano por día y por planta (pgdp) (prolificidad, pro, número de granos por mazorca, ngm, peso

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de un grano, pug) influyeron directamente de manera diferencial sobre el pgdp. Las cuatro variedades con mayor pgdp tuvieron un alto pro (porcentaje de mazorcas por planta) (tabla 2), pero en dos de ellas se percibió bajo ngm y alto pug y en las otras dos alto ngm y bajo pug; eso significa que en unas variedades incidió positiva y significativamente en el pgdp el ngm y en otras el pug. La tabla 2 indica que entre las variedades con menor pgdp, algunas evidenciaron valores altos de ngm; aunque en general el pug fue bajo. La mayoría de esas variedades también está asociada con una bajo pro.

Tabla 2 Relación entre el rendimiento de grano de maíz de temporal de Zacatecas y sus componentes Variedad c–23

pgdp

pro

ngm

pug

lm

nhm

ngh

do

af

nh

ahm

lhm

2.14a

1.15ad

379cde

422a

17.2ab

12.0 de

31.5cde

2.93bc

680a

11.7cde

9.2ab

98,7a

2.04ab

1.20ab

342e

425a

15.0 c

11.0f

31.0 cde

2.63ef

623ab

11.5cde

8,8abc

94.0ab

2.04ab

1.14bcd

426ab

348cd

17.6a

13.3bc

32.0 cde

2.85bcd

632ab

11.2de

8.8abc

96.0ab

1.96abc

1.18abc

454a

327d

17.3ab

14.8a

30.7cde

3.24a

590ab

12.8ab

8.8abc

88.7ab

c–23

1.94abc

1.05cd

371cde

397ab

16.5bc

11.2ef

33.2abc

2.39g

675a

12.7abc

9.2ab

97.7ab

Cafime

1.91bc

1.03d

453a

311d

16.0 c

14.2ab

31.9cde

3.27a

630ab

12.7abc

8.9abc

93.8ab

v–209

1.88bc

1.29a

390bcd

332d

13.7d

13.8b

28.2e

2.55fg

628ab

11.0 e

9.0abc

92.3ab

1.85bc

1.03d

366de

380bc

17.2ab

11.5ef

31.8cde

2.71def

639ab

11.5de

9.0abc

94.0ab

1.80 cd

1.12bcd

378cde

331d

17.5a

11.2ef

33.8ab

2.55fg

697a

12.0b–e 9.5a

97.3ab

1.78cd

1.07cde

413abc

315d

15.9c

13.8b

29.8de

2.77cde

602ab

11.8b–e

8.7abc

91.8ab

1.66de

1.04d

385b–e

329d

16.9ab

11.0f

35.0a

2.62ef

604ab

12.2bcd

8.4bc

95.0ab

1.55

1.01d

442a

260 e

17.6a

13.5bc

32.7abc

2.99b

623ab

13.3a

8.9abc

92.5ab

1.35f

1.14bcd

362de

259e

15.9c

12.8cd

28.2e

2.68def

539b

11.5de

8.1c

88.9b

0.21

0.14

44

42

0.9

1.0

2.5

0.19

124

1.0

1.0

10.0

70gbm c– 5

65gbm c–7

68gc c–7

74gc

c–23

74gba c– 5 c–7

70gc c–23

74gbm c–7 c– 5

65gb dsh

(0.05)

Valores con la misma letra en la misma columna son iguales según Tukey (0.05).

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CIENTIFICA

Asimismo, las variedades empleadas como testigos (Cafime y V–209) manifestaron diferencias entre ellas en la relación del pgdp con los componentes directos, no obstante que ambas fueron iguales en pgdp (tabla 2). Las dos mostraron bajo pug, pero Cafime evidenció alto ngm y bajo pro; mientras que v–209 tuvo ngm regular y alto pro. El análisis de correlación de las variables señaló que en promedio el coeficiente de correlación del pgdp con ngm fue bajo (0.31**), con pro relativamente alto (0.55**) y con pug alto (0.85**); eso significa que la última variable tuvo mayor intervención positiva sobre el pgdp que la pro.

Estos resultados coinciden con los reportados por Robinson et al., 1951; Nelson, 1968; Arellano et al., 2003; Hortelano et al., 2012; Herrera–Cabrera et al., 2013. Aun así, como no hay correlación de 100 por ciento entre el pgdp y las otras variables, debe esperarse que no en todas las variedades el pgdp es influenciado significativamente por el ngm, el pro y el pug; ya que según Cortaza (1970), Lafitte (2001) y Salazar–Martínez et al. (2013) los coeficientes de correlación pueden resultar con valores bajos debido a la alta variabilidad de los caracteres en estudio, por efecto del medio ambiente.

El ngm depende de la longitud de la mazorca (Lm), el número de hileras (nhm) y el número de granos por hilera (ngh). El alto valor del ngm de algunas variedades probadas en el trabajo no depende directamente de las mismas características de la mazorca; por ejemplo, las variedades número 10 y 14 (tabla 2) tienen un menor nhm que la 7, pero ésta tiene mayor ngh que aquellas. Las variedades 6 y 12, con bajo ngm, tienen menor nhm que otras. Los coeficientes de correlación entre ngm y Lm, nhm y ngh fueron respectivamente 0.39**, 0.73** y 0.47**, lo cual expresa que hubo alta asociación del ngm con el nhm y menor con el ngh y el Lm; el nhm es quien más influyó positivamente en el ngm.

Por su parte, el nhm se asocia directamente con el diámetro del olote (do); las variedades 7

y 16, con alto nhm, son las de mayor do, mientras que las que poseen bajo nhm (11.0 a 11.5) coinciden con un menor do. El coeficiente de correlación entre esas variables fue de 0.57**.

El área foliar reflejó ser estadísticamente igual (0.05 según Tukey) en doce de las trece variedades probadas; el menor valor correspondió a la variedad c–5 65d b, la cual también tuvo valores bajos en ciertas variables, incluyendo el pgdp (tabla 2). Sin embargo, no hubo una alta relación del pgdp con el número de hojas del tallo principal (nh) (0.14 ns), que no cambió mucho entre variedades (en general de 11 a 12); tampoco se manifestó relación del pgdp con el área foliar (af) (0.10 ns), ni con el ancho y el largo de la hoja (0.02 ns en ambos casos). El af dependió casi exclusivamente del ah y La (0.96** de coeficiente de correlación en ambos casos), la correlación con el nh fue de 0.18 ns.

Lo anterior confirma que no en todas las variedades de maíz se encuentra el mismo nivel de asociación entre caracteres; además, el medio ambiente puede influenciar la asociación (Falconer, 1964; Lafitte, 2001). Si se desea mejorar el rendimiento de grano de las tres variedades más sobresalientes (c–23 70gbm, c–5 65gbm y c–7 68gc) (tabla 2) mediante índices de selección de caracteres morfológicos, en las primeras dos se recomienda escoger plantas con el mayor número de hileras por mazorca para así elevar el número de granos; en la segunda se podrían seleccionar plantas con la mayor longitud de mazorca. En la variedad c–7 68gc se sugiere escoger plantas con un alto peso de grano. Debe cuidarse que las plantas elegidas tengan siempre valores altos de los otros componentes del rendimiento; además, debe evitarse que sean «tardías» para no alargar el ciclo vegetativo de la variedad.

Peso de rastrojo por día y por planta En el prdp sucedió algo distinto a lo observado en el pgdp, ya que dos de los componentes

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des contribuyen en igual magnitud los componentes directos del rendimiento de rastrojo sobre el prdp.

Las variedades testigo (Cafime y v–209) manifiestan valores intermedios de prdp, prsm y pgdp, pero Cafime tiene valor alto de po y bajo de pro, mientras que v–209 valor bajo de po y alto de pro. El coeficiente de correlación entre prdp y po fue bajo (0.24**) y entre prdp y pro algo mayor (0.43**). El prsm depende de la altura de la planta (ap), el número de hojas (nh) y el área foliar (af); en este trabajo sólo se percibió una alta correlación del prsm con ap (0.61**), con nh fue de 0.26** y con af 0.10 ns. La tabla 3 indica que hay variedades con valores altos o

directos del rendimiento de rastrojo (peso de rastrojo sin mazorca, prsm, y peso de grano por día y por planta. pgdp) mostraron una alta correlación con el prdp (0.92** y 0.87** respectivamente). En la tabla 3 se aprecia que hay una alta coincidencia entre variedades con altos valores de esas variables y variedades con bajos valores en las mismas variables. Incluso la 6 y la 7 tuvieron valores altos del prdp y de los cuatro componentes directos del rendimiento de rastrojo (prsm, pgdp, peso de olote –po –, prolificidad –pro –); sin embargo, también hay variedades (12 y 18) con un bajo po y alto pro, y al contrario, otras con bajo po y alto pro (5, 16, 14 y 4). Eso indica que no en todas las varieda-

Tabla 3 Relación entre el rendimiento de rastrojo de maíz de temporal de Zacatecas y sus componentes Variedad c–23

prdp

prsm

pgdp

po

pro

ap

ngm

pug

af

nh

ahm

lhm

5.35a

3.16a

1.94abc

18.4h

1.05cd

221a

371cde

397ab

675ab

12.7abc

9.2ab

98,7a

4.94b

2.45b

2.14a

27.9bc

1.15a–d

204bcd

379cde

422a

680a

11.7cde

9.2ab

94.0ab

4.69bc

2.42b

2.04ab

17.3hi

1.20ab

187ef

342e

426a

623ab

11.5de

8.8abc

96.0ab

4.65bc

2.33bc

1.96abc

31.9a

1.18abc

197cde

454a

327d

590ab

12.8ab

8.8abc

88.7ab

4.58bcd

2.21bcd

2.04ab

26.4cd

1.14bcd

179fg

426ab

348cd

632ab

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8.8abc

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4.56bcd

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1.80 cd

20.5g

1.12bcd

192def

378cde

331d

697a

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380bc

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11.5de

9.0abc

92.3ab

Cafime

4.24def

1.99cd

1.91bc

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1.03d

192def

453a

311d

630ab

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8.9abc

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v–209

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2.21bcd

1.55ef

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92.5ab

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1.21e

1.35f

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0.38

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13

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c–23

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c–7

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c– 5 c–23

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c–23

74gbm c–7

70gc

c– 5

65gb dsh

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bajos de nh y af que coinciden con variedades con valores altos o bajos de prsm. Eso no ocurre con la misma consistencia entre los valores de prsm y ap, lo que significa que ap contribuye más que nh y af al prsm, y por tanto, al prdp.

En el apartado anterior se discutió sobre la relación de pgdp con los componentes directos (po, pro, ngm y pug). La correlación más alta se tuvo con pug (0.78**) y pro (0.43**), algo semejante se observó entre pgdp y pug y pro (0.85** y 0.55** respectivamente). Al igual que en el caso del pgdp, prácticamente no hubo relación de prdp con af y el ancho (ah) y el largo (Lh) de la hoja de la mazorca; los coeficientes de correlación de las variables con prdp fueron 0.10 ns, 0.20 ns y 0.20 ns respectivamente.

Para mejorar el rendimiento de rastrojo de las variedades c–23 70gbm, c–5 65gbm y c–7 68gc, que tuvieron alto rendimiento de grano (tabla 2) y de rastrojo (tabla 3), se recomienda elegir las plantas de mayor altura, número de hileras por mazorca y peso de grano. Es indispensable que las plantas posean también altos valores de los otros componentes del rendimiento, y que sean de precocidad similar a la variedad en la que se hace la selección.

Conclusiones Se determinó que no se puede mejorar el rendimiento de todas las variedades de maíz de temporal aludidas a través de la selección de los mismos caracteres morfológicos. Para optimizar el rendimiento de grano y de rastrojo es necesario elegir en algunas variedades plantas con alto número de hileras por mazorca y mayor longitud de ésta, mientras que en otras deben escogerse plantas con alto peso de grano. Se concluye que es indispensable efectuar estudios sobre los caracteres para ser usados como índices de selección en una variedad, a fin de determinar su magnitud y su variabilidad.

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