AGROECOLOGIA
Rendimiento y tolerancia a la sequía de seis variedades de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) en condiciones de campo
Yield and drougth tolerance of six varieties of common bean (Phaseolus vulgaris L.) under field condition
Yanitza Meriño Hernandez1, Ana Boudet Antomarchi1, Tony Boicet Fabre1, Eugenio Amado Barreiro Ladrón de Guevara2, Abel Jorge Palacio2, Radame Oduardo Castillo2
1- Universidad de Granma. Carretera
vía Manzanillo Km 16 1/2, Bayamo, Granma. Cuba, C.P. 84100.
2- Estación de grano de Jucarito. Rio Cauto, Granma, Cuba, C.P. 87100.
E-mail: yani@udg.co.cu
RESUMEN
En dos condiciones de humedad (sequía y riego) fueron evaluadas seis variedades de frijol común (Phaseolus vulgaris L.), con un diseño factorial en bloques completos al azar. Los objetivos del trabajo fueron evaluar el efecto causado por las condiciones de sequía a las variedades del cultivo, identificar las de alto rendimiento y las características que les permitan adaptarse a condiciones variables de humedad en el suelo. Con los datos de los rendimientos entre las dos condiciones de humedad se calcularon los índices de intensidad de sequía (IIS), susceptibilidad a la sequía (ISS), eficiencia relativa (IER), media geométrica (MG) y el porcentaje de pérdidas del rendimiento. Los resultados obtenidos fueron procesados estadísticamente mediante el programa Statistica versión 8.0, para Windows, en caso de diferencias significativas se aplicó la prueba de Tukey para p<0,05. La selección con basándome a los niveles de ISS, MG, IER y PPR permitió identificar las variedades con altos rendimientos adaptadas a la sequía y en condiciones de humedad favorable.
Palabras clave: frijol común, riego, tolerancia a sequía, rendimiento, criterios de selección.
ABSTRACT
In two moisture conditions (drought and irrigation) were evaluated six varieties of common bean (Phaseolus vulgaris L.), with a factorial randomized complete blocks. The objectives of the study was to evaluate the effect caused by drought conditions crop varieties, identify high performance and features that enable them to adapt to varying conditions of soil moisture. With the data in yields between the two humidity conditions intensity indices of drought (IIS), susceptibility to drought (ISS), relative efficiency (IER), geometric mean (GM) and percent yield losses were calculated . The results were statistically processed using the Statistica software version 8.0 for Windows, if significant differences Tukey test was applied to p<0.05. The selection based on levels ISS, MG, IER and PPR identified high yielding varieties adapted to drought and favorable moisture conditions.
Key words: common bean, irrigation, drought tolerance, yield, selection criterion.
INTRODUCCIÓN
La productividad y el crecimiento de las plantas (de una gran diversidad de cultivos agronómicos) están restringidos intermitentemente por diversos factores ambientales tanto bióticos como abióticos. De todos estos factores, la disponibilidad de agua es el más limitante en la producción agrícola a nivel mundial, ya que más del 30% del planeta son áreas de baja precipitación, es decir con menos de 200 a 400 mm de precipitación por año (Iturriaga, 2007).
La sequía, o más generalmente, la limitada disponibilidad de agua, es el factor principal que limita la producción de las cosechas (Golbashy et al., 2010); es por mucho el más importante estrés ambiental que afecta a la agricultura debido a lo cual se han realizado muchos esfuerzos para mejorar la productividad de los cultivos bajo condiciones de limitación de agua (Cattivelli et al., 2008). Por otra parte, el frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es el cultivo que más disminuye su producción, sobre todo en países en desarrollo dónde el riego para las cosechas es poco frecuente (Blair et al., 2010).
En ocasiones, por no existir criterios auxiliares para la evaluación y selección de variedades tolerantes a la sequía, se recurre al uso de índices de selección; evaluando variedades sin limitaciones de humedad (riego) y con suspensión de riego (condición artificial de sequía), donde son identificadas aquellas que sobresalen, mediante estos índices (Rosales-Serna et al., 2000).
Muchos estudios han utilizado la identificación de cultivares tolerantes y susceptibles basados en medidas fisiológicas relacionadas con la respuesta a este parámetro, pero la dificultad en la identificación de un parámetro fisiológico, como un indicador fiable de rendimiento en las condiciones secas, ha sugerido que la determinación del rendimiento sobre un rango de ambientes debe usarse como el indicador principal para la tolerancia a la sequía (Voltas et al., 2005). Por todas estas razones Los objetivos del trabajo fueron evaluar el efecto causado por las condiciones de sequía a las variedades del cultivo, identificar las de alto rendimiento y las características que les permitan adaptarse a condiciones variables de humedad en el suelo.
MATERIALES
Y MÉTODOS
El trabajo se desarrolló en la Estación Territorial de Investigaciones de Grano de Jucarito, ubicada en el municipio de Río Cauto, provincia de Granma, sobre un suelo oscuro plástico gleysado (Hernández et al., 1999), desde enero a marzo del 2013. Los elementos climáticos no tuvieron la misma tendencia durante el período experimental y fueron registrados en la Estación meteorológica de la propia localidad (Figura 1). Las temperaturas fueron variables, con rangos de 16 a 31,5oC, la humedad relativa osciló entre 88 y 97,5%, y las precipitaciones caídas entre 1,5 y 15 mm, muy por debajo de lo exigido por el cultivo para su normal desarrollo.
Se utilizaron seis variedades de frijol común (Bat-304, Hatuey, Cull-156, Tomeguín, Velazco largo y Delicia-364). La parcela experimental consistió en tres surcos, de dos metros de largo cada uno para cada variedad, separados a 70 cm, y 12 cm entre plantas, repetidas estas parcelas seis veces. Tres de estas parcelas se mantuvieron en condiciones de sequía terminal (únicamente las lluvias ocurridas durante el ciclo y solo tres riegos antes de la prefloración [R5]), a las restantes tres parcelas, además de las precipitaciones ocurridas durante el ciclo, se le aplicaron siete riegos, considerando los requerimientos hídricos del cultivo de frijol.
Tratamientos empleados:
w T1. Variedades de frijol bajo riego
w T2. Variedades de frijol en sequía (Terminal)
En la madurez fisiológica se cosecharon 10 plantas por tratamientos y repeticiones a las que determinaron el rendimiento en t.ha-1; además, registraron los datos fenológicos de días a inicio de floración (DIF), días a madurez fisiológica (DMF) e índice reproductivo (IR) según la ecuación:
IR (%) = (DPR/DMF) *100
Donde,
DPR = días del periodo reproductivo (DMF/DIF)
Para estimar la intensidad y el efecto de la sequía sobre el rendimiento, se determinó el Índice de intensidad de sequía (IIS) mediante la ecuación:
IIS = [1-(RS/RRS)]
Donde,
RS= promedio general de rendimiento en sequía
RRS = promedio general de rendimiento en riego (Fischer y Maurer 1978).
El Índice de susceptibilidad a la sequía (ISS) para cada variedad fue determinado con la ecuación:
ISSi= [1-(RSi/RRSi)]/IIS
Donde,
ISSi= Índice de susceptibilidad a sequía de la i-ésima variedad
RSi= rendimiento promedio en sequía de la i-ésima variedad
RRSi= rendimiento promedio en riego suplementario para la i-ésima variedad.
También se utilizó la media geométrica (Samper y Adams 1985):
MGi = (RSi. RRSi)1/2
La pérdida de rendimiento entre condiciones y el índice de eficiencia relativa de cada genotipo (Graham 1984):
IERi= (RSi /RS). (RRSi /RRS)
Para el cálculo de estos índices se utilizaron los valores de rendimientos obtenidos en cada repetición de sequía con su correspondiente repetición en riego.
El experimento se efectuó bajo un diseño factorial en bloques completos al azar con un arreglo de parcelas divididas, donde las parcelas grandes fueron las dos condiciones de humedad y las pequeñas las variedades evaluadas. El procesamiento estadístico se realizó con el paquete Statistica versión 8.0 sobre Windows. En la comparación de las medias se utilizó la prueba de Tukey, con una probabilidad de error del 5%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Durante el periodo de ensayo las condiciones que prevalecieron fueron las de sequía, motivadas por las pocas precipitaciones ocurridas, fundamentalmente durante el período de floración, tal como lo muestra el índice de intensidad a la sequía (IIS) de 0,29. Esta sequía debe haber ocasionado, el aborto de flores y vainas en formación, lo que sin dudas repercutió en los rendimientos alcanzados por las variedades. De acuerdo con Muñoz et al. (2007) la falta de agua durante las etapas de prefloración, formación y llenado de vainas afecta seriamente el rendimiento. El análisis de varianza y comparación de medias al rendimiento obtenido mostró que existen diferencias significativas entre las variedades, lo que indica la presencia de una alta diversidad genética entre ellas (Tabla 1). Todas las variedades redujeron significativamente su rendimiento de la condición de riego a la de sequía.
Según García et al. (2009), cuando las precipitaciones están por debajo de las necesidades del cultivo los rendimientos disminuyen drásticamente, fundamentalmente si coinciden con la floración y el llenado de las vainas del cultivo, es decir, que la precipitación acumulada durante la etapa reproductiva es determinante para el rendimiento de frijol (Padilla– Ramírez et al., 2005).
Otros autores como López et al. (2008) refieren que en dependencia de la duración del período de sequía y su magnitud, esta puede causar pérdidas en el rendimiento de 20 a 100% en los campos del frijol.
Otegui (2006) describe que uno de los aspectos más importantes para el éxito de un cultivo en un ambiente con deficiencias hídricas, es la adecuación de su ciclo a los cambios temporales de disponibilidad hídrica; así que una de las formas de escape se basa en un rápido desarrollo fenológico. Con relación al frijol, para que el cultivo se adapte a un régimen de humedad determinado, debe poseer las características de plasticidad fenológica (Acosta-Díaz et al., 2004).
Al evaluar los días a la floración en las plantas que se desarrollaron bajo condiciones de riego, las variedades tuvieron diferentes respuestas. Velazco Largo fue la de mayor precocidad con 36 días mientras que el resto de las variedades tuvieron sus primeras flores abiertas entre los 40 y 44 días (Tabla 2). En la condición de sequía, todas las variedades adelantaron su floración de 3 a 5 días con respecto a su similar de riego. Estos resultados coinciden con los referidos por Rodríguez et al. (2009) cuando encontraron respuestas similares al trabajar con 64 líneas de frijol común en dos condiciones de humedad del suelo.
En relación a los días a madurez de cosecha, para las plantas del tratamiento con riego oscilaron los valores entre 75 y 93 días después de la siembra; mientras que en condiciones de sequía, fue entre 70 y 90 días para la mayoría de las variedades evaluadas. En este sentido, los resultados obtenidos por Mayor (2010) en frijol común demostraron que las variedades más productivas bajo sequía, presentaban mayor precocidad. Al parecer, bajo estrés por sequía terminal, la producción de granos es favorecida por la capacidad de la planta de acelerar los días a madurez, manteniendo un alto índice de cosecha, de igual forma, una temprana floración y madurez reducen el impacto negativo del estrés (Rosales-Serna et al. 2004).
Polonia (2011) encontró que los genotipos de frijol con mayor producción bajo sequía se caracterizaron por presentar un ciclo fenológico más corto, menor días a la floración y menor días a la madurez fisiológica, indicando un ajuste en su ciclo fenológico para escapar del estrés, combinado con mayor producción de grano por día.
El índice reproductivo de las variedades mostró respuestas diferentes entre ellas, se pueden considerar como las más adaptadas a las condiciones que se establecieron en el lugar de los ensayos, a las que combinan un índice reproductivo alto y un mayor período desde la floración hasta la madurez, lo que favorece un período amplio para la formación de órganos reproductivos.
La medida del rendimiento relativo de genotipos en ambientes de sequía y ambientes favorables, parece un punto de partida común en la identificación de los genotipos deseables para las condiciones de ambientes con lluvias impredecibles (Mohammadi et al., 2010). Por tal razón, la pérdida de rendimiento es la preocupación principal de los mejoradores de plantas, debido a lo cual enfatizan en el estudio del rendimiento obtenido bajo condiciones de sequía (Nazari y Pakniyat, 2010).
La pérdida de rendimiento debido a la sequía fue evidente en todas las variedades (Tabla 3), como promedio la reducción del rendimiento entre las condiciones de humedad fue de 13,7%, más acentuada en la variedad Delicia-364 con el 28%. Al evaluar los valores de ISS y los valores de disminución del rendimiento se comprueban que existe una similitud entre las variedades seleccionadas, por tal motivo, se puede afirmar que la selección para bajos niveles de ISS y disminución del rendimiento mostraron alta especificidad en el momento de identificar los genotipos más tolerantes. López-Salinas et al. (2008) señalaron que si bien el ISS es un criterio aceptable para seleccionar genotipos que reduzcan menos su rendimiento en condiciones de estrés hídrico, no necesariamente éstos serán los de mayor rendimiento. Igualmente, no hubo un patrón uniforme de respuesta, pues hubo variedades susceptibles con alto y bajo potencial de rendimiento, así como genotipos tolerantes con alto y bajo potencial de rendimiento.
CONCLUSIONES
La sequía produjo un efecto directo sobre el rendimiento de las variedades y los índices evaluados, por lo que es recomendable que la selección de variedades con alto potencial de rendimiento y adaptación a condiciones de sequía se efectúe mediante la combinación de criterios relacionados tanto con el rendimiento promedio de ambas condiciones de humedad, como con los que involucran la reducción del rendimiento al pasar del riego a sequía.
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Recibido:26/03/2014
Aceptado:12/12/2014
