Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas   volumen 10   número 6   14 de agosto - 27 de septiembre, 2019

DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v10i6.1658

Artículo

Adaptación de genotipos de frijol negro a diferentes ambientes
de Veracruz y Chiapas

Oscar Hugo Tosquy-Valle1

Bernardo Villar-Sánchez2

José Raúl Rodríguez-Rodríguez3

Francisco Javier Ibarra-Pérez

Rigoberto Zetina-Lezama1

Pablo Andrés-Meza4

José Luís Anaya López5

1Campo Experimental Cotaxtla-INIFAP. Carretera Veracruz-Córdoba km 34.5, Medellín de Bravo, Veracruz, México. CP. 91700. (tosquy.oscar@inifap.gob.mx; zetina.rigoberto@inifap.gob.mx). 2Campo Experimental Centro de Chiapas-INIFAP. Carretera Ocozocoautla-Cintalapa km 3.0, Ocozocoautla, Chiapas. CP. 29140. (villar.bernardo@inifap.gob.mx). 3Campo Experimental Ixtacuaco-INIFAP. Carretera Martínez de la Torre-Tlapacoyan km 4.5, Martínez de la Torre, Veracruz. (rodriguez.jose@inifap.gob.mx). 4Facultad de Ciencias Agrícolas-Universidad Veracruzana-Campus Peñuela. Carretera Peñuela-Amatlán km 177, Córdoba, Veracruz. (pandres272@gmail.com). 5Campo Experimental Bajío-INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende km 6.5, Celaya, Guanajuato. CP. 38000. (anaya.jose@inifap.gob.mx).

§Autor para correspondencia: ibarra.francisco@inifap.gob.mx.

Resumen

En la presente investigación se utilizó el modelo efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI) para determinar el rendimiento y estabilidad de 12 líneas y dos variedades de frijol negro opaco, evaluadas durante 2016 y 2017, en 10 ambientes de Veracruz y Chiapas, México. El ensayo se estableció en diseño experimental bloques al azar con tres repeticiones y parcelas de tres surcos de 5 m de longitud. Se cuantificó el rendimiento de grano, el cual se analizó de manera individual por ambiente y combinada (ambientes-genotipos) de los 10 ambientes de prueba, también se estimaron los parámetros de estabilidad con el modelo AMMI. El Campo Experimental Ixtacuaco y Rincón Grande, Veracruz. en otoño-invierno de 2016-2017 bajo humedad residual, fueron los ambientes que combinaron baja interacción y alta productividad, por lo que son ideales para identificar genotipos con alto y estable rendimiento. Venustiano Carranza, Chiapas, en otoño-invierno de 2016-2017, El Rubí, Veracruz, en invierno-primavera de 2017 con riego y Nuevo México, Chiapas, en verano de 2016, en suelo ácido encalado, fueron los ambientes que más interaccionaron con los genotipos. La línea Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8, mostró la menor interacción con el ambiente (muy superior a las variedades Negro Comapa y Negro Grijalva), así como alto rendimiento (1 437.3 kg ha-1), mientras que, Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2, fue la línea más rendidora (1 504.3 kg ha-1), pero su adaptación fue específica, en los ambientes con estrés por acidez edáfica en el centro de Chiapas y por sequía terminal en el centro de Veracruz.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., genotipo-ambiente, interacción, líneas mejoradas.

Recibido: mayo de 2019

Aceptado: agosto de 2019

Introducción

En Veracruz y Chiapas, México, durante 2016 se sembraron 150 784 ha de frijol de grano negro opaco, tipo tropical (SIAP, 2018), que es el de mayor demanda comercial en la región del sureste de México, en donde se produce el 37.3% de esta clase de frijol en el país (Rodríguez et al., 2010; FIRA, 2016). El rendimiento promedio en ambas entidades es bajo (<650 kg ha-1) (SIAP, 2018), debido a que el cultivo es afectado por factores biótico y abióticos.

En los primeros destaca la incidencia de enfermedades como el mosaico amarillo dorado del frijol (BGYMV), el mosaico común del frijol (BCMV), la roya [Uromyces appendiculatus var. appendiculatus (Pers.) Unger] y la mancha angular [Pseudocercospora griseola (Sacc.) Ferraris] (López et al., 2006; Tosquy et al., 2012). Mientras que, en los abióticos, los más importantes son: la ocurrencia de sequía intra-estival (que comúnmente se presenta del 20 de julio al 20 de agosto), en las siembras de temporal del ciclo de verano y de sequía terminal, que frecuentemente ocurre después de la floración del cultivo, cuando el frijol se establece en condiciones de humedad residual, en el ciclo de otoño-invierno (Tosquy et al., 2017), así como la siembra de frijol en suelos de baja fertilidad, ácidos y con alta saturación de aluminio (Villar et al., 2003; Tosquy et al., 2008).

Para contribuir a solucionar la problemática indicada, en el Programa de Mejoramiento de Frijol del Campo Experimental Cotaxtla (CECOT) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), se evalúan líneas de generaciones tempranas y avanzadas de frijol negro opaco en viveros de adaptación y en ensayos regionales de rendimiento, que se conducen en diferentes localidades, condiciones de humedad y ciclos agrícolas de cultivo, en el sureste de México, de tal manera, que permita identificar las más sobresalientes por su rendimiento, estabilidad y adaptabilidad y con características agronómicas superiores a las de las variedades utilizadas actualmente (López et al., 2012).

Para determinar la estabilidad del rendimiento de genotipos, en el Programa de Mejoramiento de Frijol del CECOT, se ha utilizado el modelo univariado propuesto por Eberhart y Russell (1966), quienes proponen como parámetros de estabilidad, el coeficiente de regresión (Bi) y la desviación de la regresión (S2di), por lo que una variedad se considera estable, cuando Bi= 1 y S2di= 0, en tanto que, otras consideraciones de valores para estos parámetros indican que los genotipos son inestables.

En los últimos años, se ha aplicado el modelo multivariado AMMI (additive main effects and multiplicative interaction) descrito por Crossa et al. (1990), por ser más adecuado para estimar la estabilidad, debido a que permite describir e interpretar los efectos de la IGA (Gauch Jr. y Furnas, 1991; Brancourt-Hulmel y Lecomte, 2003), además de que es más efectivo para caracterizar la respuesta de los genotipos en los ambientes (Williams et al., 2010; Vargas et al., 2016). Los resultados pueden graficarse en un biplot de doble entrada (biplot CP1 vs rendimiento), donde se colocan tanto los efectos principales, como los efectos de interacción, para los genotipos y los ambientes, lo que facilita la interpretación de la IGA (Vallejo, 2005; López et al., 2015). El objetivo del presente trabajo de investigación fue identificar líneas élite que superen en rendimiento y adaptación a diferentes ambientes de producción, a dos variedades que se cultivan en los estados de Veracruz y Chiapas.

Materiales y métodos

El ensayo uniforme incluyó 12 líneas élite seleccionadas por su rendimiento, adaptación o tolerancia a uno o más de los factores limitantes: suelo ácido, sequía y enfermedades (Garrido et al., 2017; Ibarra et al., 2017), las cuales fueron generadas por el Programa Nacional de Frijol del INIFAP (cuatro provenientes de la cruza Papaloapan/SEN-46, cinco de la cruza Negro Citlali/XRAV-187-3 y tres de Jamapa Plus/XRAV-187-3). Como testigos se utilizaron las variedades Negro Grijalva y Negro Comapa, liberadas por el INIFAP para las áreas tropicales del sureste de México, por su alto potencial de rendimiento, amplia adaptación y tolerancia a enfermedades (Villar et al., 2009; López et al., 2012).

El ensayo se estableció en tres ambientes del centro del estado de Chiapas y siete ambientes del estado de Veracruz (cuatro en la zona centro, dos en la zona sur y uno en la norte). La ubicación de los sitios experimentales, el ciclo de siembra y la condición ambiental en la que se condujo el ensayo se muestra en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Localización y características de sitios experimentales donde se condujo el ensayo uniforme regional de rendimiento en Veracruz y Chiapas.

Localidad

Municipio/estado

Ciclo/año

Condición ambiental

Localización

(LN y LO)

Altitud

(m)

Nuevo México

Villaflores, Chis.

V / 2016

T- Suelo ácido (pH>5.6)-CD

16° 27’ y 93° 26’

660

Nuevo México

Villaflores, Chis.

V / 2016

T- Suelo ácido (pH<4.4)

16° 27´ y 93° 26’

660

Carranza

Ocozocoautla, Chis.

OI / 2016-17

Humedad residual

16° 20’y 92° 35’

597

Rincón Gde.

Orizaba, Ver.

OI / 2016-17

Humedad residual

18° 51’ y 97° 06’

1 248

El Rubí

Medellín, Ver.

OI / 2016-17

Humedad residual

18° 55´ y 96° 11’

22

ITA-JRC

Rodríguez Clara, Ver.

OI / 2016-17

HR-Suelo ácido (pH >6.1)-CD

18° 01’ y 95° 24’

133

ITA-JRC

Rodríguez Clara, Ver.

OI / 2016-17

HR-Suelo ácido (pH <4.7)

18° 01’ y 95° 24’

133

CEIXTA

Tlapacoyan, Ver.

OI / 2016-17

Humedad residual

20° 02’ y 97º 05’

88

El Rubí

Medellín, Ver.

IP / 2017

Riego durante el ciclo

18° 55’ y 96° 11’

22

El Rubí

Medellín, Ver.

IP / 2017

Sequía terminal

18° 55’ y 96° 11’

22

ITA-JRC= Instituto Tecnológico Agropecuario de Juan Rodríguez Clara; CEIXTA= Campo Experimental Ixtacuaco; V= ciclo de verano; OI= ciclo de otoño-invierno; IP= ciclo de invierno-primavera; T= temporal. HR= humedad residual; CD= con aplicación de dolomita.

Los genotipos se sembraron a una densidad de 250 000 plantas ha-1, en diseño experimental bloques completos al azar con tres repeticiones y parcelas de tres surcos de 5 m de longitud, donde la parcela útil correspondió al surco central completo. Todos los genotipos son de hábito de crecimiento indeterminado, tipo II, de plantas arbustivas y erectas (Singh, 1982).

En uno de los dos ensayos de la localidad de Nuevo México, Chis., establecidos en el ciclo verano de 2016 y otro del Instituto Tecnológico de Juan Rodríguez Clara (ITA-JRC), Ver., en otoño-invierno de 2016-17, antes de la siembra se aplicaron 2 y 2.5 t ha-1 de cal dolomita al suelo, respectivamente, para alcanzar un pH que se encuentre dentro del rango óptimo de 5.5 a 7.5 y así obtener un adecuado desarrollo de las plantas de frijol (Arias et al., 2007; Ruiz et al., 2013), los otros dos ensayos establecidos en ambas localidades se condujeron bajo condiciones naturales de estrés por suelo ácido.

En El Rubí, Veracruz, en invierno-primavera de 2017, un ensayo se condujo con riego durante todo el ciclo fenológico del frijol y el otro con suspensión de riego, a partir de la etapa reproductiva del cultivo (sequía terminal). Cabe indicar, que durante la conducción de los ensayos de campo no hubo incidencia de enfermedades que afectarán el rendimiento de frijol, el cual se estimó en kilogramos por hectárea al 14% de humedad.

Los datos de rendimiento de grano se analizaron de manera individual y combinada (ambientes-genotipos) de los 10 ambientes de prueba. En los casos en que se detectó significancia, para la separación de promedios se aplicó la prueba basada en la diferencia mínima significativa (DMS, α= 0.05). Asimismo, se utilizó el modelo de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI) por sus siglas en inglés, para clasificar los ambientes e identificar genotipos sobresalientes por su rendimiento de grano y menor interacción con el ambiente (Gauch y Zobel, 1996).

Para el análisis de varianza y los parámetros de estabilidad se utilizó el programa de computo SAS (SAS Institute, 1999) y en el desarrollo del análisis AMMI se siguieron las recomendaciones de Vargas y Crossa (2000).

Resultados y discusión

Rendimiento de grano

De acuerdo al análisis combinado, el rendimiento varió significativamente (p≤ 0.01) entre ambientes, genotipos y en la interacción de ambos factores. El Cuadro 2 muestra que en Carranza, Chiapas, ciclo de otoño-invierno de 2016-2017, bajo condiciones de humedad residual (A3), se obtuvo mayor rendimiento promedio y fue significativamente superior al resto de ambientes.

Cuadro 2. Rendimiento de grano (kg ha-1) de genotipos de frijol negro evaluados en 10 ambientes de Veracruz y Chiapas, México. Ciclos de verano de 2016, otoño-invierno de 2016-2017 e invierno-primavera de 2017.

T

Genotipo

Ambientes de prueba

A1

A2

A3

A4

A5

G1

Papaloapan/SEN 46-3-7

2 116 *

1 120

1 379

2 097 *

1 367

G2

Papaloapan/SEN 46-6-6

1 403

1 004

1 449

1 952 *

1 097

G3

Papaloapan/SEN 46-7-7

1 973 *

560

1 538

1 693

1 518

G4

Papaloapan/SEN 46-7-11

1 181

848

2 357 *

1 980 *

1 713 *

G5

N Citlali/XRAV-187-3-1-6

1 905

1 007

2 096 *

1 238

1 580 *

G6

N Citlali/XRAV-187-3-1-8

1 655

1 068

2 409 *

1 298

1 742 *

G7

N Citlali/XRAV-187-3-14-6

1 748

1 068

1 872

1 720 *

1 260

G8

N Citlali/XRAV-187-3-14-7

1 401

568

2 420 *

1 438

1 548 *

G9

N Citlali/XRAV-187-3-16-7

1 343

1 335 *

1 378

1 368

1 368

G10

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8

1 615

1 231

2 586 *

1 447

1 460

G11

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2

2 276 *

1 304 *

1 692

1 505

1 660 *

G12

Jamapa PlusX/RAV-187-3-4-4

1 144

1 071

2 159 *

1 563

1 887 *

G13

Negro Comapa

1 876

1 484 *

2 387 *

1 480

1 270

G14

Negro Grijalva

1 863

1 324 *

2 038

1 469

1 450

Promedio

1 678 b

1 071 c

1 983 a

1 589 b

1 494 b

ANVA

**

**

**

*

**

CV (%)

12.52

13.67

15.10

19.60

14.35

DMS (0.05)

352.8

245.7

502.7

522.8

360.0

A6

A7

A8

A9

A10

Promedio

G1

Papaloapan/SEN 46-3-7

598

482

1 755 *

1 328

1 094

1 333.5 abcde

G2

Papaloapan/SEN 46-6-6

693

505

1 645 *

1 146

729

1 162.2 e

G3

Papaloapan/SEN 46-7-7

653

394

1 603

1 276

820

1 202.8 de

G4

Papaloapan/SEN 46-7-11

582

396

1 609

1 203

594

1 246.4 bcde

G5

N Citlali/XRAV-187-3-1-6

633

455

1 729 *

1 302

1 080

1 302.6 abcde

G6

N Citlali/XRAV-187-3-1-8

911 *

706 *

1 876 *

1 250

859

1 377.5 abcde

G7

N Citlali/XRAV-187-3-14-6

627

442

1 375

1 031

573

1 171.6 e

G8

N Citlali/XRAV-187-3-14-7

689

480

1 538

1 297

838

1221.7 cde

G9

N Citlali/XRAV-187-3-16-7

576

369

1 473

1 318

922

1 144.9 e

G10

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8

603

481

1 775 *

1 974 *

1 203

1 437.3 abcd

G11

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2

715

475

1 609

2 271 *

1 536 *

1 504.3 a

G12

Jamapa PlusX/RAV-187-3-4-4

767

576

1 759 *

1 703

963

1 359.3 abcde

G13

Negro Comapa

661

512

1 444

1 964 *

1 385 *

1 446.2 abc

G14

Negro Grijalva

639

459

1 724 *

2 307 *

1 437 *

1 471 ab

Promedio

668 d

481 d

1 637 b

1 526 b

1 002 c

1 312.9

ANVA

**

**

**

**

**

**

CV (%)

11.08

11.77

8.75

20.04

16.29

16.36

DMS (0.05)

124.2

94.9

240.3

513.4

274.1

238.7

T= tratamiento (genotipo); G= genotipo: A= ambiente; A1= Nuevo México, Villaflores, Chiapas, con dolomita; A2= Nuevo México, Villaflores, Chiapas, sin dolomita; A3= Carranza, Ocozocoautla, Chiapas; A4= Rincón Grande, Orizaba, Veracruz; A5= El Rubí, Medellín, Veracruz; A6= Rodríguez Clara, Ver., con dolomita; A7= Rodríguez Clara, Veracruz, sin dolomita; A8= CEIXTA, Tlapacoyan, Veracruz; A9= El Rubí, Medellín, Veracruz, riego; A10= El Rubí, Medellín, Veraruz, sequía; *= genotipos estadísticamente superiores, según la diferencia mínima significativa (DMS, 0.05). Promedios de ambientes y genotipos con las mismas letras en la hilera y columna, respectivamente, son estadísticamente similares de acuerdo con la prueba de la DMS, 0.05.

El mayor rendimiento promedio obtenido en esta localidad se debió principalmente a que el cultivo contó con humedad adecuada durante su ciclo de desarrollo (568 mm de precipitación pluvial en total), sin ocurrencia de periodos de sequía terminal. A su vez, en los ambientes de: Nuevo México, Chis., ciclo de verano de 2016, bajo condiciones de suelo ácido encalado (A1), CEIXTA, Ver. (A8) y Rincón Grande, Ver. (A4), ambos en otoño-invierno de 2016-2017 con humedad residual, así como en El Rubí, Ver., en invierno-primavera de 2017 bajo condiciones de riego (A9) y en otoño-invierno de 2016-17 con humedad residual (A5), también se obtuvieron rendimientos promedio altos, porque en todos los casos, las condiciones de humedad para el desarrollo del frijol fueron adecuadas (más de 320 mm de agua durante el ciclo, de los cuales alrededor de 150 mm se proporcionaron mediante la aplicación de riegos o se recibieron por las lluvias que ocurrieron durante la etapa reproductiva del cultivo). Para un adecuado desarrollo y rendimiento del cultivo de frijol se requieren de al menos 300 mm de precipitación pluvial bien distribuidos durante su ciclo fenológico, siendo convenientes de 50 a 90 mm, de la floración al llenado de vainas (Acosta et al., 2009; Ruiz et al., 2013).

Por el contrario, los rendimientos promedio más bajos se obtuvieron en el Instituto Tecnológico Agropecuario de Juan Rodríguez Clara (ITA-JRC), Veracruz, en otoño-invierno de 2016-17, en suelo ácido, con aplicación de cal dolomita (A6) y sin aplicación de dolomita (A7) (Cuadro 2). Lo anterior, fue como consecuencia principalmente del estrés hídrico que sufrieron las plantas de frijol durante su ciclo fenológico, ya que en el sitio experimental en donde se condujeron ambos ensayos, se tuvo una precipitación pluvial de la siembra hasta la cosecha de 150.4 mm, de los cuales sólo 24.4 mm precipitaron durante la fase reproductiva del cultivo, específicamente de las etapas de formación de vainas al llenado de éstas, lo cual limitó el desarrollo de los genotipos en ambas condiciones de acidez de suelo. La falta de humedad durante la floración, la formación de vainas y el llenado de éstas, provoca una disminución significativa del rendimiento de grano, por una reducción en el número de vainas por planta y un deficiente llenado de vainas (Acosta et al., 2009).

En el mismo cuadro se muestra que; a través, de los ambientes de evaluación, Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2, fue la línea más productiva, cuyo rendimiento de grano promedio fue estadísticamente similar al de otras cinco líneas y las variedades testigo, Negro Comapa y Negro Grijalva. Esta misma línea, junto con Negro Citlali/XRAV-187-3-1-8 obtuvo un rendimiento de grano significativamente sobresaliente en cinco de los 10 ambientes de prueba. Negro Citlali/XRAV-187-3-1-8, ocupó el primer lugar en rendimiento en los ambientes de CEIXTA, Ver., en otoño-invierno de 2016-17, así como en el ITA-JRC, Veracruz, en el mismo ciclo agrícola, en suelo ácido, con y sin aplicación de cal dolomita, en donde fue el de mayor eficiencia productiva (Tosquy et al., 2018). En tanto que, Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2 se ubicó en primer lugar en los ambientes de Nuevo México, Chiapas, en verano de 2016, en suelo ácido encalado, y en El Rubí, Veracruz, en invierno-primavera de 2017, con suspensión de riego al inicio de la etapa reproductiva del cultivo, en donde mostró mayor tolerancia a la sequía terminal y eficiencia productiva (con riego y sequía), que las variedades Negro Comapa y Negro Grijalva (Ibarra et al., 2018).

Análisis AMMI

De acuerdo al análisis AMMI, se detectó variabilidad altamente significativa en los primeros cinco componentes principales, los cuales acumularon 96.1% en la explicación de la varianza, de estos cinco, los primeros tres fueron los más importantes en la representación de la IGA, ya que explicaron 81.9% de la suma de cuadrados. Según Pereira et al. (2009), los primeros tres componentes principales de este análisis deben explicar más del 60%, para considerarlo suficiente y al menos 70% como satisfactorio.

Este modelo permitió identificar tres grupos de ambientes relativamente homogéneos y bien definidos, en función de su rendimiento promedio y de la interacción de éstos con los genotipos (Williams et al., 2010). El primer grupo incluyó tres ambientes de Veracruz: El CEIXTA (A8), Rincón Grande (A4) y El Rubí (A5), todos ellos son similares en ciclo de cultivo (OI de 2016-17) y condición de humedad (humedad residual con distribución adecuada de lluvias). Estos ambientes combinaron alto rendimiento promedio de grano, significativamente superiores a la media general que fue de 1 312 kg ha-1 y baja interacción con los genotipos (CP 1= -6.4547, -7.9732 y -11.2433) (Cuadro 3, Figura 1). Estas dos características, en el proceso de mejoramiento genético, los hacen ideales para identificar germoplasma de frijol negro opaco, con alto y estable rendimiento, para las zonas norte y región de Las altas Montañas en el centro del estado de Veracruz (López et al., 2015).

Cuadro 3. Rendimiento promedio de genotipos, ambientes y valores de componentes principales significativos.

Tipo

Genotipo/ambiente

Rendimiento (kg ha-1)

CP1

CP2

CP3

G1

Papaloapan/SEN 46-3-7

1 333.5

8.6001

-20.7015

0.9565

G10

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8

1 437.3

0.2246

16.4036

-2.3564

G11

Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2

1 504.3

22.3616

2.5865

4.6737

G12

Jamapa PlusX/RAV-187-3-4-4

1 359.3

-9.0003

7.5340

-10.4285

G13

Negro Comapa (TR)

1 446.2

9.7237

12.5242

-2.7705

G14

Negro Grijalva (TR)

1 471

15.4341

10.8310

-3.9939

G2

Papaloapan/SEN 46-6-6

1 162.2

-2.3531

-16.2314

-11.4931

G3

Papaloapan/SEN 46-7-7

1 202.8

1.0064

-13.0445

12.9939

G4

Papaloapan/SEN 46-7-11

1 246.4

-19.757

-0.7866

-7.2652

G5

N Citlali/XRAV-187-3-1-6

1 302.6

-0.4576

2.8631

13.2464

G6

N Citlali/XRAV-187-3-1-8

1 377.5

-12.615

5.0874

8.9055

G7

N Citlali/XRAV-187-3-14-6

1 171.6

-5.1128

-9.7054

1.7015

G8

N Citlali/XRAV-187-3-14-7

1 221.7

-13.7884

7.4020

7.6905

G9

N Citlali/XRAV-187-3-16-7

1 144.9

5.7337

-4.7624

-11.8601

A1

Nuevo México, Villaflores, Chis., V 2016, T, suelo ácido - CD

1 678.5

16.5182

-11.5001

22.2422

A10

El Rubí, Medellín, Ver., IP 2017, sequía terminal

1 002.5

15.7745

6.2012

0.7924

A2

Nuevo México, Villaflores, Chis., V 2016, T, suelo ácido

1 070.8

9.2583

0.7911

-15.364

A3

Carranza, Ocozocoautla, Chis., OI 2016-17, HR

1 982.8

-21.6850

24.4266

5.4789

A4

Rincón Grande, Orizaba, Ver., OI 2016-17, HR

1 589.2

-7.9732

-23.1999

-11.4617

A5

El Rubí, Medellín, Ver., OI 2016-17, HR

1 494.3

-11.2433

0.8056

4.289

A6

ITA-JRC, Ver., OI 2016-17, HR, suelo ácido-CD

667.6

-7.0106

-5.2081

1.0571

A7

ITA-JRC, Ver., OI 2016-17, HR, suelo ácido

480.9

-6.8706

-4.7559

-0.312

A8

CEIXTA, Tlapacoyan, Ver., OI 2016-17, HR

1 636.7

-6.4547

-4.763

0.9338

A9

El Rubí, Medellín, Ver., IP 2017, riego

1 526.4

19.6864

17.2024

-7.6558

Media

1 312.9

CP= componente principal. G= genotipo. A= ambiente. V= ciclo de verano. OI= ciclo de otoño-invierno. IP= ciclo de invierno- primavera. T= condición de temporal, HR= condición de humedad residual. CD= con aplicación de dolomita. ITA-JRC= Instituto Tecnológico Agropecuario de Juan Rodríguez Clara. CEIXTA= Campo Experimental Ixtacuaco.

El segundo grupo incluyó dos ambientes en el ITA-JRC, Ver., similares en ciclo de cultivo (OI 2016-17) y condición de humedad (humedad residual con sequía terminal) y diferentes en el manejo del suelo: uno bajo condiciones de suelo ácido, sin aplicación de cal dolomita (A7) y otro con aplicación de cal dolomita (A6); ambos ambientes también mostraron reducida interacción con los genotipos (CP 1= -6.8706 y -7.0106, respectivamente), pero bajo rendimiento promedio, muy inferiores a la media general (Cuadro 3, Figura 1). Este comportamiento observado en ambos ambientes se atribuye principalmente, a la severidad del estrés hídrico que sufrieron los genotipos, lo cual comúnmente ocurre en esa zona productora de frijol (Morales et al., 2015), que no permitió que éstos expresaran su potencial de rendimiento y que las diferencias entre la gran mayoría de ellos fueran mínimas.

Figura 1. Efectos principales e interacción observada para 10 ambientes de prueba. A1= Nuevo México, Villaflores, Chiapas, con dolomita; A2= Nuevo México, Villaflores, Chiapas, sin dolomita; A3= Carranza, Ocozocoautla, Chiapas; A4= Rincón Grande, Orizaba, Veracruz; A5= El Rubí, Medellín, Veracruz; A6= Rodríguez Clara, Veracruz, con dolomita; A7= Rodríguez Clara, Veracruz, sin dolomita; A8= CEIXTA, Tlapacoyan, Veracruz; A9= El Rubí, Medellín, Veracruz, riego; A10= El Rubí, Medellín, Veracruz, sequía.

El tercer grupo incluyó tres ambientes con adecuada humedad durante el ciclo del cultivo: Carranza, Chis., ciclo de OI de 2016-2017, con humedad residual (A3), El Rubí, Ver., ciclo de IP de 2017, con riego durante el ciclo del cultivo (A9) y Nuevo México, Chis., en verano de 2016, bajo condiciones de temporal y de suelo ácido encalado con dolomita (A1), en los cuales se observó alto rendimiento promedio y la interacción más alta entre el ambiente y los genotipos (CP 1= -21.685, 19.6864 y 16.5182, respectivamente) (Cuadro 3, Figura 1), esto obedece principalmente a diferencias en el potencial de rendimiento y adaptación de los genotipos en esos ambientes de evaluación, en los que se dispuso de adecuada humedad durante el desarrollo del cultivo.

Cabe resaltar, que estos tres ambientes de alto rendimiento promedio, que se encuentran lejos del eje de las ordenadas (Figura 1) y que contribuyeron más a la interacción genotipo-ambiente, en determinados casos, son adecuados para la producción de frijol, si se dispone de un genotipo con adaptación específica a esos ambientes (Acosta et al., 2012).

En relación con los genotipos, sobresalieron dos grupos: uno conformado con materiales que mostraron muy baja interacción (cercana a cero) y por lo tanto, un comportamiento estable (López et al., 2011), en el que se incluye a la línea Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8 (G10), la cual además de haber obtenido alto rendimiento promedio, mostró la menor interacción con el ambiente con un CP 1 = 0.2246 (Cuadro 3 y Figura 2), así como a las líneas Negro Citlali/XRAV-187-3-1-6 (G5) y Papaloapan/SEN 46-7-7 (G3), que también presentaron reducida interacción con el ambiente (CP 1 = -0.4576 y 1.0064, respectivamente), pero su rendimiento promedio fue más bajo (Figura 2), estos genotipos pueden utilizarse en los programas de mejoramiento genético, para la generación de líneas y variedades de frijol negro opaco con amplia adaptación. En la clasificación de genotipos por su estabilidad, utilizando el modelo AMMI, deben seleccionarse preferentemente los que se encuentren próximos al eje de las ordenadas, con valores del CP 1 igual o próximos a cero (que son los que interaccionan en menor grado con el ambiente) y muestren alto rendimiento de grano (Vargas y Crossa 2000; Pereira et al., 2009).

Figura 2. Efectos principales e interacción observada del rendimiento de 14 genotipos de frijol negro.

El otro grupo se conformó de tres genotipos que presentaron alto rendimiento promedio pero alta interacción con el ambiente; este grupo incluye la línea Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2 (G11), que fue la más productiva y la que interaccionó más con el ambiente (CP 1= 22.33616) (Cuadro 3, Figura 2). Esta línea mostró adaptación específica en ambientes, con y sin estreses abióticos: por suelo ácido, en Nuevo México, Chiapas., y sequía terminal, en El Rubí, Veracruz, condiciones en las que obtuvo rendimientos de grano significativamente sobresalientes, por lo que en un futuro, puede representar una opción para su siembra en ese tipo de suelos en el centro del estado de Chiapas y en otoño-invierno, bajo condiciones de humedad residual, en el estado de Veracruz, en donde es común la ocurrencia de sequía durante la etapa reproductiva del cultivo (Tosquy et al., 2014). Los otros dos genotipos fueron: Negro Grijalva (G14) con CP 1= 15.4341 y Negro Comapa (G13) con CP 1= 9.7237 (Cuadro 3, Figura 2), estas dos variedades mostraron adaptación específica a las condiciones de riego y sequía terminal en El Rubí, Veracruz, y de acidez edáfica en Nuevo México, Chiapas; Negro Comapa también mostró una respuesta significativa en el rendimiento de grano, a la aplicación de cal dolomita, en este último ambiente. La adaptación específica en un área determinada también es deseable, si el genotipo presenta estabilidad a través de años en esa área y alto rendimiento de grano (Acosta et al., 2012).

Estos resultados indican que, la estabilidad del rendimiento de los genotipos evaluados no está en función del acervo genético de donde provienen, ya que en general, materiales que se derivaron de una misma cruza, mostraron diferencias en su potencial de rendimiento y adaptación a los ambientes de prueba.

Conclusiones

El análisis AMMI permitió identificar genotipos con base a su nivel de interacción con el ambiente y rendimiento de grano. La línea Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-8 (G10), fue la que mostró la mayor estabilidad en los ambientes de evaluación (superior a la observada por las variedades Negro Comapa y Negro Grijalva), así como alto rendimiento de grano, y por ello se incluirá en el proceso de validación con agricultores cooperantes en los estados de Veracruz y Chiapas. En tanto que, la línea Jamapa Plus/XRAV-187-3-1-2 (G11), fue la de mayor rendimiento promedio y su adaptación fue específica, por lo que debe considerarse su utilización en los ambientes en los que obtuvo rendimientos de grano significativamente sobresalientes, principalmente bajo condiciones de suelo ácido en el centro del estado de Chiapas y de sequía terminal en el centro del estado de Veracruz.

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