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Introducción
De las oleaginosas que se producen en el mundo, Glycine max (L.) Merrill ocupa el primer lugar en cuanto a producción y consumo, por su gran diversidad de usos, derivados de su alto contenido de proteína y calidad de su aceite (USDA, 2021). Todo esto ha provocado su expansión arrolladora. Hoy en día, G. max se cultiva en todas las regiones del planeta, y se estima que la demanda del grano y sus derivados internacionalmente tendrá un incremento importante en los próximos diez años (Soria-Acha, 2018).
En la actualidad, como parte de la política económica que desarrolla Cuba ante el panorama nacional e internacional, caracterizado por la crisis alimentaria, se han destinado los mayores esfuerzos a garantizar niveles superiores de eficiencia en el sector agroalimentario, como vía para disminuir la dependencia de las importaciones de G. max y avanzar hacia la consecución de la soberanía alimentaria (Mesa-León, 2017).
G. max ha ganado gran importancia en los últimos tiempos entre las importaciones cubanas, por sus características altamente nutritivas y sus múltiples usos. A partir de 2010, su importación tiene el rango de 250 a 400 millones de dólares (ONEI, 2020.). En la industria cubana se obtienen los siguientes derivados: aceite comestible, harina para consumo humano y animal y concentrado para el ganado. Todo concentrado destinado a diversas especies de animales lleva porcentajes significativos de torta de G. max para lograr resultados satisfactorios en la alimentación, en la industria farmacéutica e industria láctea, entre otros.
La producción de G. max tiene como punto crítico el deterioro de su semilla durante el período de madurez fisiológica a la cosecha, las condiciones climáticas adversas relacionadas con períodos prolongados de lluvias, altas o bajas temperaturas y alta humedad en el ambiente (ISTA, 2022). La agricultura moderna tiene como principal insumo la semilla de alta calidad, que debe cumplir con diferentes atributos: la calidad genética, fisiológica, física y sanitaria (Flórez-Gómez et al., 2021). Las semillas como ente vivo requieren conservar su viabilidad, germinación y vigor para asegurar el desarrollo de una nueva planta (Pardo-Varela, 2016). La calidad fisiológica de la semilla abarca la suma de todas las propiedades o características que determinan su potencial del comportamiento y el establecimiento del cultivo (García-López et al., 2016).
La agricultura está en constante evolución. El tema de tratamientos estimulativos, que promueven el desarrollo de plántulas y previenen o curan enfermedades, está a la orden del día con avances muy importantes para los agricultores (Alfonso-Crespo, 2015). Los tratamientos de semillas se basan generalmente en la aplicación de calor (termoterapia) o de productos químicos, aunque también se emplea el método físico de inducción de mutaciones, en el que las semillas se exponen a dosis diferentes de irradiación de Co60, según la finalidad que se persiga (Lanna et al., 2020). En el departamento. de genética y mejoramiento en el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas en Mayabeque, Cuba, se vienen realizando investigaciones termoterapéuticas basadas en la administración de calor seco a semillas de G. max para estimular su germinación y lograr semillas más vigorosas (Mederos-Ramírez, 2022; Mederos-Ramírez y Ortiz-Pérez, 2022),
En las investigaciones citadas se comprobó que el tratamiento térmico más efectivo para las variables estudiadas fue el resultante de cinco horas de exposición de las semillas a 50 °C, lo que aumentó su poder germinativo y rapidez. Además, la longitud de las radículas y su masa seca superó al control. En siembras de verano, se comprobó la alta efectividad del tratamiento previo a la siembra de los cultivares (Ortiz-Pérez y Mederos-Ramírez, 2024).
A partir de lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue analizar el efecto del tratamiento térmico de cinco horas de exposición a 50 °C, en siembras de invierno, sobre caracteres morfológicos y componentes del rendimiento en semillas de siete cultivares de G. max .
Materiales y Métodos
Localización. Los ensayos experimentales se realizaron durante los meses de noviembre de 2020 a marzo de 2021 en áreas del departamento de Servicios Agrícolas del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), ubicado 23.0015148719447, -82.14158683068848 en San José de las Lajas, provincia Mayabeque, Cuba.
Características del clima. El comportamiento de las variables climáticas, temperatura, la humedad relativa y las precipitaciones mensuales durante el período experimental se observan en la figura 1.
Material vegetal. Se utilizaron semillas originales, certificadas de seis cultivares comerciales, que se lograron y conservaron en el INCA: INCASoy-1, INCASoy-2, INCASoy-24, INCASoy-27, INCASoy-35 e INCASoy-36, obtenidos y conservados por el CIGB la CIGB CC6. Las semillas presentaron valores de 10 a 11 % de humedad con satisfactoria sanidad, relacionada con su categoría de original. Se analizaron previamente los granos, que expresaron satisfactoria germinación y desarrollo de plántulas normales, libres de hongos patógenos.
Diseño experimental y tratamientos. Se aplicó un diseño de bloques completamente al azar con 14 tratamientos [siete cultivares x tratamiento (cinco horas) x temperatura de exposición (50 °C) y un control de cada cultivar no tratado y tres repeticiones]. Los bloques se constituyeron por siete parcelas, de 10 surcos de cinco metros (m) de longitud, separados por 0,75 m y un metro entre bloques. Las parcelas se conformaron por cinco surcos, sembrados con semillas tratadas y cinco surcos con semillas no tratadas de cada uno de los siete cultivares en estudio.
Procedimiento experimental. Para realizar el experimento, se tomaron al azar lotes de semillas de los siete cultivares de G. max con dos réplicas. Uno de dichos lotes de semillas de los siete cultivares de G. max se colocaron en sobres de papel, identificados por el cultivar y se expusieron durante cinco horas a 50 °C en la estufa Boxun. Después del tratamiento, se dejó reposar la semilla 24 h a temperatura ambiente (±25 °C) y se procedió a la siembra del experimento en campo con las semillas tratadas y no tratadas.
La siembra se realizó en un suelo Ferralítico Rojo (Hernández-García et al., 2021) con buenas propiedades físicas y de buen drenaje. Para la preparación del suelo se realizó una labor de aradura, un pase de grada de disco, un cruce, otra labor de mullido con grada de disco y, finalmente, el surcado a 0,75 m de distancia entre surcos. Las semillas se sembraron de forma manual, a razón de 26 semillas por metro lineal.
Variables evaluadas. Se evaluaron variables relacionadas con la emergencia de las plantas como criterio principal para la evaluación del efecto del tratamiento a las semillas. A los diez días después de la siembra, se realizó el conteo por metro lineal del número de plantas. La altura de la planta y el número de ramas se analizaron en la etapa de floración (R1) (50 % de las plantas tienen, al menos, una legumbre). Se utilizó una cinta graduada en milímetros para la altura de la planta. Para la primera legumbre, la altura de corte se evaluó con la misma cinta (mm) en la etapa de formación de legumbre (R3) (50 % de las plantas tienen, al menos, una legumbre). Durante la madurez fisiológica (R8), se evaluaron los componentes del rendimiento de diez plantas en cada punto en un metro lineal y se determinó el número de legumbres por plantas, el número de granos por legumbre y la masa de los granos (g).
En la cosecha se recolectaron las plantas de cada área experimental de las plantas tratadas y no tratadas, las que se trillaron y pesaron diferenciadamente.
Análisis estadístico. Todas las variables estudiadas se sometieron a análisis factorial (siete cultivares x tratamiento cinco horas de exposición a 50 °C y un control de cada cultivar no tratado) y las medias de las interacciones y los tratamientos se compararon por la prueba de Tukey (P ≤ 0,05) con la aplicación del paquete estadístico IBM SPSS versión 22.
Resultados y Discusión
En la tabla 1 se muestran los resultados del análisis factorial de las plantas emergidas por metro lineal de los cultivares en estudio. Como se puede observar, el tratamiento muestra diferencias altamente significativas en cuanto a plantas emergidas por metro lineal. Los demás factores y sus interacciones no dejaron ver diferencias significativas respecto a la variable en cuestión.
Tabla 1 Análisis factorial para la variable emergencia de las plantas por metro lineal en la época de invierno, evaluación a los 10 días después de la siembra.
| Época de invierno | ||
|---|---|---|
| Origen | Media cuadrática | Valor - P |
| Modelo corregido | 60,9 | 0,000 |
| Intersección | 568 806,6 | 0,000 |
| Cultivar | 1,2 | 0,881 |
| Tratamiento | 7105,3 | 0,000 |
| Réplica | 2,4 | 0,679 |
| Cultivar x tratamiento | 2,1 | 0,675 |
| Cultivar x réplica | 0,9 | 1,000 |
| Tratamiento x réplica | 1,6 | 0,878 |
| Cultivar x tratamiento x réplica | 1,3 | 1,000 |
| Error ± | 3,276 | |
R2 = 0,672 (R2 corregida = 0,636)
En la figura 2 se ilustra la diferencia en la respuesta del factor tratamiento para la emergencia de plantas por metro lineal. Es evidente que el tratamiento de cinco horas de exposición a 50 °C, aplicado a las semillas de siete cultivares de G. max, influyó de manera positiva en la época de invierno respecto a las semillas no tratadas. En esta época, logró emerger 93,0 % de las plantas sembradas con semillas tratadas y de las no tratadas emergió 74,3 %, lo que refleja un estimado de 64 771 plantas más por hectárea.
Los resultados coinciden con los informados por Magallanes-Estala et al. (2014), quienes indicaron que para la campaña de invierno la densidad de siembra óptima recomendada es de 20 a 25 plantas por metro lineal.
Variables relacionadas con el crecimiento y desarrollo de las plantas. La tabla 2 muestra las interacciones de los factores en estudio respecto a las variables relacionadas con el crecimiento y el desarrollo de las plantas de los siete cultivares de G. max en estado de inicio de floración (R1) en las diferentes épocas de evaluación. El tratamiento a la semilla no afectó el crecimiento final de las plantas emergidas porque no hubo significación entre los tratamientos para la altura de las plantas, el número de ramas y la altura de corte.
Tabla 2 Análisis factorial para las variables de crecimiento y desarrollo, evaluadas en la etapa de floración (R1).
| Época | Altura de la planta | Ramas por planta | Altura de corte | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Origen | Media cuadrática | Valor - P | Media cuadrática | Valor - P | Media cuadrática | Valor - P |
| Modelo corregido | 495,0 | 0,000 | 1,7 | 0,000 | 68,6 | 0,000 |
| Intersección | 7 534 029,9 | 0,000 | 24 381 |
0 |
897 16,1 | 0,000 |
| Cultivar | 11 187,4 | 0,000 | 26 |
0 |
1 624,1 | 0,000 |
| Tratamiento | 0,7 | 0,837 | 2 |
0 |
0,3 | 0,327 |
| Réplica | 21,9 | 0,252 | 1 |
0 |
0,4 | 0,346 |
| Cultivar x tratamiento | 66,6 | 0,002 | 0 |
0 |
0,1 | 0,857 |
| Cultivar x réplica | 17,0 | 0,506 | 0 |
0 |
0,5 | 0,048 |
| Tratamiento x réplica | 32,1 | 0,055 | 0 |
0 |
0,4 | 0,320 |
| Cultivar x tratamiento x réplica | 33,0 | 0,000 | 0 |
0 |
0,3 | 0,884 |
| Error ± | 17,302 | 0 |
0,351 | |||
R2 = 0,672 (R2corregida = 0,636) R2= 0,308 (R2corregida = 0,232) R2= 0,956 (R2corregida = 0,951)
Como evidencia la tabla 2, los tratamientos a la semilla no afectaron a las variables de crecimiento y desarrollo evaluadas. Esto es positivo porque se benefició, en gran medida, la brotación de las plantas; cada cultivar presentó sus características propias y aparecieron diferencias significativas para los cultivares. Resultados similares publicaron Ortiz-Pérez y Mederos-Ramírez (2022) en siembras de verano, quienes concluyeron que el tratamiento térmico no afectó el desarrollo de las plantas, y sí mejoró significativamente la brotación de las semillas.
Variables relacionadas con los componentes de rendimiento como número de legumbre por plantas y numero de granos/legumbre. Estas variables que tributan en la definición del rendimiento final, al igual que las variables relacionadas con el desarrollo de las plantas, es un carácter propio de cada cultivar. En la tabla 3 se muestra que no hubo diferencias significativas entre el tratamiento térmico y el control, solo se pueden ver diferencias entre los cultivares para ambas variables. Es decir, el tratamiento a la semilla no afecta estas dos variables.
Tabla 3 Análisis factorial de las variables relacionadas con los componentes de rendimiento en la etapa de en madurez fisiológica (R8).
| Variable | Número de legumbre/planta | Granos por legumbre | ||
|---|---|---|---|---|
| Origen | Media cuadrática | Valor - P | Media cuadrática | Valor - P |
| Cultivar | 10 393,3 | 0,000 | 0,111 | 0,000 |
| Tratamiento | 24,08 | 0,158 | 0,080 | 0,145 |
| Réplica | 9,7 | 0,639 | 0,011 | 0,847 |
| Cultivar x tratamiento | 15,6 | 0,264 | 0,046 | 0,043 |
| Cultivar x réplica | 6,2 | 0,997 | 0,008 | 01,000 |
| Tratamiento x réplica | 9,2 | 0,653 | 0,007 | 0,966 |
| Cultivar x tratamiento x réplica | 6,9 | 0,990 | 0,006 | 1,000 |
| Error ± | 12,070 | 0,020 | ||
R2 = 0,802 (R2corregida = 0,780) R cuadrado = 0,072 (R2 corregida = 0,031)
Lyonet (2022) informó resultados semejantes a los de este ensayo en cinco cultivares de G. max para la época de invierno. Destaca que los rendimientos obtenidos se le atribuyen a una densidad de siembra adecuada para la época.
A diferencia de los resultados obtenidos por Ortiz-Pérez y Mederos-Ramírez (2024), evaluados en verano, en esta época de frío, los cultivares con mayor número de legumbre/plantas fueron INCASoy-2 e INCASoy-36. Esto es lógico por el comportamiento diferenciado de los cultivares en las diferentes épocas de siembra.
Rendimiento real en toneladas por hectárea. Esta última variable que se obtuvo al trillar las plantas en cada tratamiento y cultivar, está estrechamente relacionada con la densidad poblacional. Es decir, con el número de plantas por hectárea. La variable emergida por metro lineal muestra diferencias significativas.
La tabla 4 muestra el análisis factorial, que refleja diferencias significativas en cuanto al rendimiento final entre las plantas tratadas y el control: a mayor número de plantas por hectárea, mayor número legumbre y granos que se traduce en más toneladas por área.
Tabla 4 Análisis factorial relacionado con rendimiento final entre las plantas tratadas y el control.
| Variable | Rendimiento estimado t/ha | |
|---|---|---|
| Origen | Media cuadrática | Valor - P |
| Cultivar | 24,81 | 0,000 |
| Tratamiento | 0,04 | 0,000 |
| Réplica | 109,47 | 0,820 |
| Cultivar x tratamiento | 0,02 | 0,019 |
| Cultivar x réplica | 0,21 | 1,000 |
| Tratamiento x réplica | 0,05 | 0,779 |
| Cultivar x tratamiento x réplica | 0,04 | 0,996 |
| Error |
0,077 | |
En la figura 5, al efectuar un análisis de las plantas evaluadas que emergieron de semillas tratadas de los cultivares evaluados, se presentan los rendimientos superiores ante las semillas control (2,8 y 2,2 t/ha, respectivamente). El aumento de más de 27,0 % del rendimiento, debido al efecto del tratamiento a la semilla tiene una importancia marcada.
En condiciones de campo, el tratamiento de cinco horas a 50 °C mejoró la emergencia y el vigor de las plantas, aspecto fundamental para lograr altos rendimientos, pues el vigor determina la actividad y el desempeño en el crecimiento y el desarrollo normal de las plantas (Ortiz-Pérez et al., 2023). Esto se refleja en los primeros estadios vegetativos del cultivo en mayor uniformidad, rapidez y porcentaje de emergencia con respecto a estados vegetativos posteriores. Se deja ver en plantas con mayor adaptabilidad al ambiente y mayor supervivencia en campo, lo que garantiza altas poblaciones potencialmente productivas.
Conclusiones
El tratamiento de cinco horas de exposición a 50°C mejoró la emergencia de plantas por metro lineal de los cultivares en estudio en siembras de invierno, garantizando mayor población potencialmente productiva por unidad de superficie. No afectó los caracteres del desarrollo y crecimiento las plantas, así como los componentes de los rendimientos evaluados en los diferentes cultivares G. max y aumentó considerablemente el rendimiento de todos los cultivares estudiados.
