Evaluación preliminar de líneas de frijol común (Phaselus vulgaris L.) promisorios para siembras tempranas en Melena del Sur

Preliminary evaluation of promising lines of common bean (Phaselus vulgaris L.) for early sowings in Melena del Sur

M.Cs. Alexis Lamz-Piedra,^I M.Cs. Regla M. Cárdenas-Travieso,^I Dr.C. Rodobaldo Ortiz-Pérez,^I Lázaro Eladio-Alfonzo,^II Annia Sandrino-Himely^III

^IInstituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, CP 32700.

^IIUniversidad Agraria de la Habana.

^IIIInstituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical (IIFT).

RESUMEN

El frijol común en Cuba forma parte de la alimentación básica de la población pero sus rendimientos no son suficientes para el autoabastecimiento debido entre otras cuestiones, a las variadas condiciones en que se cultiva esta leguminosa y la mala distribución de cultivares adaptados a esos ambientes. El presente estudio se realizó en áreas de la finca ´Santovenia´, ubicada en el municipio ´Melena del Sur´ con el objetivo de evaluar el comportamiento agronómico de 15 líneas de frijol común, introducidas en la colección del Proyecto de Innovación Agropecuaria Local (PIAL) que se desarrolla en el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA). La siembra se realizó en la primera quincena de septiembre de 2013, en un diseño de bloques al azar e incluyendo el cultivar comercial Cuba Cueto 25-9N (CC 25-9N) como referencia. Se observó que los genotipos en estudio mostraron en general diferencias significativas en cuanto a los días a la floración, días a la madures de cosecha, el número de vainas por plantas y rendimiento. La altura de la planta y número de granos por vainas no permiten discriminar entre las líneas. Todas las líneas mostraron un ciclo biológico más corto que el cultivar comercial lo que les permite escapar de la sequía. El análisis integral de los resultados, permitió proponer a las líneas MH 43-2, MEN 2202-16, PRO 0334-126 y MER 2222-48 como las de mejor comportamiento del grupo, por lo que pueden ser introducidas en la práctica productiva.

Palabras clave: época, genotipos, rendimiento, variedades.

ASBTRACT

Common bean in Cuba is part of the basic food of population but their yields are not sufficient for self-supply due to the varied conditions in which this legume is grown and poor of cultivars adapted to these environments. This study was conducted in areas of the farm “Santovenia”, located in the municipality “Melena del Sur”. The objective of this work was to evaluate the agronomic performance of 15 lines of common bean, introduced in the collection of Local Agricultural Innovation Project (PIAL, according its acronyms in Spanish) that develops at the National Institute of Agricultural Sciences (INCA). Sowing was done in the first half of September 2013, in a randomized block design and including the commercial cultivar Cuba Cueto 25-9N (CC 25-9N) as reference. It was observed that genotypes in general study showed significant differences in the days to flowering, days to harvest maturity, number of pods per plant and yield. The plant height and number of grains per pods do not allow discriminating between the lines. All lines showed a shorter life cycle than the commercial variety, this allows escaping from drought. The comprehensive analysis of the results allowed proposing to the lines MH 43-2, MEN 2202-16, MER PRO 0334-126 and 2222-48 as the best performing of group, so they can be introduced into the productive practice.

Key words: season, yield, genotypes, varieties.

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal

El material vegetal de la investigación consistió en 15 líneas avanzadas de color de grano negro, procedentes de la Escuela Agrícola de Zamorano, además, se utilizó e cultivar comercial Cuba Cueto 25- 9N (CC 25-9N) que empleaba el productor propietario de la finca donde se desarrollaron los experimentos (Tabla I).

Estas líneas entraron a Cuba a través del Proyecto de Innovación Agropecuaria Local (PIAL) liderado por el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), para ser evaluadas en condiciones locales y posteriormente liberadas para contribuir al fortalecimiento de los sistemas de producción agrícola del contexto cubano actual.

Ubicación y período de ejecución del experimento

El experimento se desarrolló en el período comprendido de septiembre a diciembre de 2013, en la finca ´Santovenia´, ubicada en el municipio Melena del Sur, de la provincia Mayabeque. El suelo de la finca se clasificó como un Ferralítico Rojo típico, según la Versión de Clasificación de los Suelos de Cuba (7).

Descripción del experimento y manejo agronómico

La preparación del suelo se hizo con tracción animal, la fertilización y demás labores culturales del área se realizó según lo establecido en la guía técnica para la producción del cultivo del frijol (4).

La siembra se hizo en parcelas de 7,2 m² con cuatro hileras (surcos) separadas a una distancia de 0,60 m y una distancia entre plantas de 0,10 m para una densidad de siembra de 16666 plantas por hectárea. Antes de la siembra,  a la semilla se les aplicó Azofert^® y fueron peletizadas con Ecomic^® a razón de 200 mL ha^-1 y 5 kg ha^-1 respectivamente. La distribución de ambos productos fue manualmente.

Durante el desarrollo del experimento no se aplicó riego y se aprovechó la humedad que dejó la precipitación de un día anterior para la siembra. Se tuvo en cuenta el comportamiento histórico de las variables climáticas temperatura media, máxima y mínima y las precipitaciones en el municipio en el territorio (8) (Figura).

Variables experimentales

Las variables evaluadas en el campo fueron, morfológicas y fenológicas: altura de la planta (AP), los días a la floración (DF), días para la madurez de cosecha (DMC). En el momento de la cosecha, las variables del rendimiento y sus componentes: número de vainas por plantas (NVP), número de granos por vaina (NGV) y rendimiento (Rend.) en kg ha^-1 al 14 % de humedad, según lo establecido por el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) para el cultivo del frijol (9).

Análisis estadístico y diseño experimental

Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con tres réplicas. Para el análisis estadísticos, luego de comprobar los supuestos teóricos de normalidad y homogeneidad de la varianza, se utilizó el software SPSS/PC + ver. 19.0 (10), con análisis de varianza de clasificación doble para cada variable evaluada y para verificar las diferencias significativas entre tratamientos (líneas) una prueba de rangos múltiples de Tukey para p≤0,05 (11).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Respuesta de las variables morfológicas y fenológicas

En la Tabla II se muestra el comportamiento de las variables evaluadas durante el desarrollo del cultivo de las 15 líneas así como el cultivar comercial CC 25-9 N en condiciones de época temprana bajo humedad residual.

Los días a la floración en los genotipos evaluados mostraron diferencias significativas en el ANOVA. Esta variable osciló entre 35 y 45 días para alcanzar el 50 % de las plantas observadas con al menos una flor completamente abierta (9). La línea que menos días demoró en llegar a la floración fue RBF14-34 que manifestó 35 DF.
]]> Resulta importante destacar, que excepto la línea BCN 20-05-73, todas las líneas evaluadas, mostraron diferencias altamente significativas (p = 0,0001) con el cultivar comercial CC 25-9 N que necesitó, en las condiciones agroclimáticas en que fueron evaluadas, 44,6 días para alcanzar el 50 % de las plantas florecidas.

La floración es un elemento de gran ayuda para el manejo agronómico en los cultivos. Algunos autores refieren que los días a floración es un factor de consideración en el proceso de fitomejoramiento de los cultivares ya que es necesario buscar la sincronía entre los progenitores (12). Por otro lado, otros autores refieren tener en cuenta esta variable en los momentos de realizar aplicaciones de algunos fertilizantes y otros productos para controlar la aparición de plagas (13), ya que estos pueden causar un efecto perjudicial a las flores y afectar consigo el rendimiento, por lo que se hace necesaria su evaluación en los diferentes cultivares que se proponen para los diferentes sistemas agrícolas.

El tiempo a la floración se puede afectar gravemente por el largo del día y la temperatura; aumentando los días a la floración con temperaturas bajas y días cortos, esto puede implicar cambios en el comportamiento de los materiales de acuerdo a zonas y épocas de siembra (14). Así, ha sido informado diferencias en el ciclo biológico de diferentes cultivares al ser sembradas en diferentes épocas de siembra, estando ello relacionado con la tolerancia a altas temperaturas (15).

Al evaluar los días a la cosecha se estableció diferencias altamente significativas (p = 0,0029) entre los genotipos evaluados y el cultivar comercial CC 25-9N con la excepción de las líneas MEN 2202-16 y DOR-390 (TU) que no difieren de esta (Tabla II). Los valores variaron entre 76 y 83 días después de la siembra en suelo húmedo.

Se detectó que todas las líneas evaluadas necesitaron menos días (6-7 días) que el cultivar comercial CC 25-9N para llegar al 50 % de las plantas observadas con un 90 % de defoliación según establece el CIAT para la evaluación de este carácter (9), lo que indica que estas líneas pudieran ser útiles por presentar el ciclo más corto como mecanismo de evasión a los estreses medioambientales que pueden persistir en cada ambiente de cultivo (16). Al respecto, ha sido definido el escape a la sequía, como la habilidad de los cultivos para completar su ciclo de vida antes de un déficit grave de agua en el suelo y el desarrollo del cultivo. Este mecanismo involucra desarrollo fenológico rápido (floración y maduración temprana), plasticidad ambiental (variación en la duración del período de crecimiento en función del grado de déficit de agua) y movilización de fotosintatos al grano (17).
]]> La precocidad, es una de las características más apreciada por los agricultores cubanos, ya que al utilizar variedades de menos días a la madures de cosecha se puede sembrar en la misma campaña dos ciclos del cultivo y en algunas ocasiones tres ciclos. Además, para la siembra de época temprana, donde se aprovecha la humedad residual proporcionada por las precipitaciones como principal recurso para el riego, es necesario que las variedades no manifiesten un ciclo de maduración tardío, de manera que los momentos más críticos, refiriéndose a la necesidad de agua, estén enmarcados dentro del período lluvioso, lo que les permitirán el aprovechamiento de la humedad proporcionada por las precipitaciones.

Resulta importante destacar que en estas condiciones agroclimáticas el cultivar comercial CC 25-9N presentó un ciclo más corto (83 días después de la siembra en suelo húmedo) que lo informado en la guía técnica para la producción del cultivo del frijol en Cuba (13). Esta respuesta puede estar relacionada con el comportamiento de las variables climáticas que persistieron en el período en que se desarrolló el experimento (8).Varios autores han informado la incidencia del clima en el desempeño de la fenología de las diferentes variedades (14,18). Al respecto, se ha planteado que el ciclo biológico del frijol común cambia según el genotipo y los factores del clima, pudiendo presentar una duración aproximada de 75-120 días (19).

Ha sido informada la influencia de las bajas temperaturas en la duración de las fases fenológicas, alargándose el ciclo vegetativo del cultivo, donde se ha detectado variaciones entre 66 y los 80 días para alcanzar la madures de cosecha (18). Así mismo, se ha informado que las temperaturas medias por encima del umbral de máxima para el frijol provocan el acortamiento del ciclo biológico de las diferentes variedades (15).

Se consideran que las temperaturas óptimas para el cultivo del frijol son de 18 a 24°C (20); sin embargo, las temperaturas medias y máximas históricas informadas para los meses de septiembre y octubre (medias 27 y 26 °C y máximas y 32 y 31 °C respectivamente) (8), en el territorio donde se desarrolló este experimento, son ligeramente superiores a las óptimas requeridas para el cultivo, lo que pudo haber influido en el acortamiento del ciclo biológico del cultivar CC 25-9N (Figura).

]]> Tabla II, se presentan los valores medios obtenidos para cada una de las líneas estudiadas al evaluar la altura de la planta (AP) en cm de una muestra de 20 plantas. En el ANOVA aplicado a esta variable se detectó que no hubo diferencias significativas (p=0,16) entre el material genético evaluado. Sin embargo, esta variable osciló entre 25,67 y 52,67 cm para los genotipos RBF 11-60 y MEN 2202-16, respectivamente.

Cabe destacar que la expresión fenotípica de estos caracteres puede estar determinada por las variaciones ambientales donde se desarrolle el cultivo (21).

Las diferencias de altura de la planta o longitud del tallo de cada uno de los genotipos estudiados pueden deberse a las diferencias en la longitud entre los entrenudos de cada cultivar, lo cual puede estar determinado por las características genéticas, así como por el efecto que ejerce el ambiente sobre la expresión de este carácter en cada uno de los cultivares (16).

Por otro lado, el no detectarse diferencias en la altura de las plantas entre las diferentes líneas y el cultivar CC 25-9 N, puede estar dado a la falta de diversidad genética entre ellos para este carácter, por lo que se tendría que seguir investigando las líneas evaluadas a través de otros caracteres morfo-agronómicos, bioquímicos y moleculares para analizar la variabilidad existente, debido a que se hace necesario tener diversidad en las fincas para disminuir la vulnerabilidad biológica (22).

Respuesta del rendimiento y sus componentes

]]> En la Tabla III se puede observar las variables del rendimiento y sus componentes evaluados en las 15 líneas y el cultivar CC-25-9 N. En la variable número de vainas por plantas en los genotipos estudiados, de forma general, hubo variaciones estadísticas en el material genético evaluado. En el ANOVA, se observó que las líneas evaluadas no difieren estadísticamente entre ellas, a su vez, todas las líneas mostraron diferencias estadísticas respecto al cultivar CC 25-9N, indicando una mayor adaptación de estas líneas a las condiciones de siembra temprana bajo humedad residual, donde son imperantes las altas temperaturas y la alta pluviometría durante el desarrollo del cultivo (Figura).

Los valores del NVP oscilaron entre 5,9 para el cultivar comercial CC 25-9 N, con el menor número de vainas producidas por plantas y 11,37 para la línea RBF 11-60 que obtuvo el mayor valor de esta variable. Este resultado muestra el mejor comportamiento de estas líneas, que superan el cultivar que tiene el agricultor (CC 25-9N) en las condiciones agroclimáticas de siembra temprana.

Ha sido informado que el número de vainas por planta puede estar determinado en gran medida por las características propias de cada cultivar; sin embargo, el efecto de factores ambientales sobre los mismos es un aspecto importante a tener en cuenta por las variaciones que puede crear en este carácter. Varios autores opinan que el número de vainas por plantas está fuertemente relacionado con las características genéticas de la planta, y que estas pueden sufrir afectaciones motivado por las diferencias climáticas de un ambiente con respecto al otro (21). Estos mismos autores plantean que los patrones del comportamiento de la variable vainas por planta difieren significativamente entre genotipos con distintas arquitecturas de plantas y hábitos de crecimiento en dependencia del efecto del ambiente.

Sobre el NVP influyen varios factores que se catalogan de orden reproductivo y pueden variar según las condiciones ambientales. Se ha informado que las temperaturas altas incrementan la producción de yemas y flores, pero también la abscisión de botones florales, flores y vainas (18), esto puede ser uno de los aspectos que influyeron en que el cultivar CC 25-9N produjera menos vainas en condiciones de siembras tempranas, así, las líneas en estudio, resultaron más adaptadas a las condiciones climáticas para esa época de siembra.

En el comportamiento del número de granos por vainas de los 16 genotipos evaluados bajo condiciones de siembras tempranas, se puede apreciar que no hubo diferencias significativas (p = 0,94) para esta variable al igual que en la altura de la planta, lo que puede ser indicativo de poca variabilidad entre los genotipos estudiados para este carácter.
]]> Los valores para esta variable oscilaron entre 4,33 y 6 granos por vainas, valores que correspondieron a las líneas RBF14-54 y DOR-390(TU), respectivamente. Solamente la línea DOR-390(TU) superó numéricamente al cultivar comercial CC 25-9N el que presentó 5,67 granos por vainas.

Los valores obtenidos están acorde a los reportados anteriormente por otros autores. En este sentido, en investigaciones para la caracterización de 24 líneas de frijol común en el Centro Experimental ´La Compañía´, Carazo, Nicaragua, obtuvieron valores de entre 4 a 6 granos por vainas (23).

En el cultivo del frijol, desarrollado en condiciones ambientales adversas, se puede afectar el desarrollo de las vainas y por consiguiente provocar malformaciones y afectarse el desarrollo del grano teniendo como consecuencia lo conocido en la literatura como vainas vanas. Esto puede ser influenciado por la aparición de enfermedades, sobre todo, fungosas y bacterianas que persisten en períodos donde se combinan altas temperaturas, alta humedad relativa y alta pluviometría (24), condiciones que coinciden con los registros históricos de las variables climáticas del periodo en que se desarrolló este experimento (Figura) (8).

En la Tabla III, se presenta el rendimiento medio de las 15 líneas y el cultivar CC 25-9N evaluados en condiciones de siembra temprana. Esta variable mostró diferencias significativas entre los diferentes genotipos evaluados. Los valores oscilaron entre 521 y 1491 kg ha^-1. La línea MER 2222-48 manifestó el mejor rendimiento y difirió estadísticamente de las líneas BCN 20-05, RBF 14-54, RBF 14-34, X02-33-153 y RBF 11-60 que no superaron los 750 kg ha^-1.

Por otro lado, el cultivar comercial CC 25-9 N manifestó un rendimiento de 763 kg ha^-1, inferior a la media nacional, tanto para el sistema agrícola estatal (900 kg ha^-1), como para el sistema no estatal (1100 kg ha^-1) según informa la Oficina Nacional de Estadísticas (25), lo que indica que no es idóneo su siembra en las condiciones agroclimáticas en que se desarrolló este experimento.
]]> Las líneas MH 43-2, MEN 2202-16, PRO 0334-126 y MER 2222-48 mostraron un rendimiento superior a 1100 kg ha^{- 1}, superior la media nacional para los sistemas agrícolas no estatales (25), esto puede estar determinado por la capacidad de adaptación a las condiciones de alta pluviometría y temperaturas superiores a la óptima requerida por el desarrollo del frijol  (20). Estas deben ser evaluadas en otros sistemas agrícolas para determinar la estabilidad de su rendimiento, así como validarlas en los diferentes ambientes del territorio nacional.

Una de las limitantes del rendimiento en las leguminosas de grano es la pérdida de las flores de alrededor de 70 a 80 % como botones cerrados y frutos que caen prematuramente y solo una pequeña parte llega a fruto maduro. Según estos resultados, la variabilidad del rendimiento nos sugiere que este carácter estaría muy influenciado por el ambiente, reportándose rendimientos que varían en promedio de 0,3 a 3 t ha^-1. Esto sería por la pérdida de flores, que es un rasgo general de los frijoles (26), lo que puede estar influenciado por las altas temperaturas, siendo esta una condición imperante en las siembras tempranas en Cuba.

Las diferencias en el rendimiento también están determinadas por el comportamiento de los componentes que lo conforman. En este caso, se detectó diferencias significativas en el  número de vainas que es uno de los principales componentes del rendimiento (27). Así mismo, a pesar que fue objeto de estudio en esta investigación, las diferencias en el rendimiento también pueden ser el resultado de las diferentes combinaciones de las características del grano ya que ha sido informado  variación biológica entre variedades en cuanto a características morfológicas relacionadas con el tamaño y el peso de los mismos. En algunas investigaciones estos caracteres han corroborado la variabilidad entre variedades criollas intra e inter especies de frijol. Generalmente, los caracteres morfológicos de la semilla corresponden a amplias zonas geográficas siendo de gran importancia ya proporcionan información acerca del acervo genético existente (28).

Estas variables son ampliamente empleadas para la caracterización de genotipos de frijol y tienen suma importancia por estar relacionados con el rendimiento y los gustos culinarios (27).