elocation-id: e3708
El rendimiento de grano en maíz es función del genotipo, el manejo agronómico y las condiciones ambientales donde se cultiva. El objetivo de esta investigación fue estudiar el impacto de la fecha de siembra y densidad de población sobre el rendimiento de grano y sus componentes, en cuatro genotipos de maíz para Valles Altos de México. El experimento se llevó a cabo en el Valle de Toluca, durante el ciclo primavera-verano de 2022. Se evaluaron dos híbridos de cruza trilineal: Faisán® y Cherokee® y dos cultivares nativos: Nativo Blanco y Amarillo Zanahoria, bajo cuatro densidades de población 50 000, 60 000, 70 000 y 80 000 plantas ha-1 en tres fechas de siembra en los meses de marzo, abril y mayo. En cada fecha de siembra se usó un diseño de bloques completos al azar, con cuatro repeticiones. Los resultados mostraron en la siembra de mayo el mayor rendimiento de grano 6.7 t ha-1 respaldado por un incremento en la biomasa, índice de cosecha, número de granos por m2, número de granos por mazorca y altura de planta. De los cuatro genotipos evaluados el híbrido Faisán presentó el mayor rendimiento de grano asociado a un mayor número de granos por m2. El incremento en la densidad de población aumentó el rendimiento de grano con 80 000 plantas ha-1 explicado por un mayor número de mazorcas por m2. La interacción fecha x cultivar x densidad reveló el mayor rendimiento de grano 8.3 t ha-1, en la siembra mayo con el cultivar Nativo Blanco y una densidad de 80 000 plantas ha-1.
Zea mays L., densidad de población, fecha de siembra.
El maíz (Zea mays L.) es uno de los cereales de mayor importancia a nivel global (Desloires et al., 2024). La superficie mundial sembrada con este cultivo es de 203 470 007 ha, con una producción de 1 163 497 383 t y un rendimiento promedio de 5.7 t ha-1 (FAOSTAT, 2022). En México en 2022, se cosecharon 6 777 997 ha, con una producción de 26 625 693 t y un rendimiento promedio de 3.9 t ha-1 (FAOSTAT, 2022).
El rendimiento de grano se puede explicar a partir del número de granos por m2 y peso individual de grano, el crecimiento y la partición de biomasa (Andrade et al., 2023). El número de granos por m2 se define en torno a la antesis, período en el que el cultivo requiere condiciones ambientales óptimas para fijar el número de mazorcas por m2 y el número de granos por mazorca (Andrade et al., 1999).
Los procesos ecofisiológicos que regulan la formación de estructuras reproductivas son clave para maximizar el rendimiento de grano en maíz (Andrade et al., 2023). El cual responde a factores genéticos, manejo agronómico y el ambiente de cada sitio (García et al., 2020; Djaman et al., 2022).
Se sabe que modificar la densidad y fecha de siembra produce cambios morfológicos y fisiológicos que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas (Djaman et al., 2022). Y que una alta densidad de población reduce la intercepción de luz, el índice de área foliar y la fotosíntesis de las hojas (Raza et al., 2019; Feng et al., 2019).
En contraste una baja densidad de población mejora los recursos por planta lo que permite la expresión del amacollamiento y la prolificidad (Maltense et al., 2022). En el suroeste de EE. UU., Djaman et al. (2022) al evaluar seis densidades de plantas desde 54 700 y hasta 120 100 plantas ha-1 en 2019 y 2020 observaron el mayor rendimiento 16 800 kg ha-1 bajo la densidad de 101 700 plantas ha-1 la cual fue estadísticamente similar a 17 000 kg ha-1 con una densidad de 88 000 plantas ha-1. Mientras que, la siembra del 18 de mayo mostró el mayor rendimiento de grano 17 000 kg ha-1 con una densidad de 88 000 plantas ha-1.
En zonas con restricciones ambientales de Argentina, una baja densidad de población y una siembra tardía estabilizó el rendimiento de grano al mejorar el uso de recursos, incrementando la plasticidad reproductiva y vegetativa del maíz (Otegui y Mercau, 2021; Maddonni et al., 2021; Massigoge et al., 2022).
En este sitio, la densidad de 3.6 plantas m-2 obtuvo un mayor rendimiento de grano comparada con 7.3 plantas m-2. Mientras que, los híbridos DK69-10 y DM2738 mostraron rendimientos 6 952 kg ha-1, con un 30.5% de aportación al rendimiento total a través de los macollos (Maltense et al., 2022).
En Valles Altos de México Tadeo et al. (2015) al evaluar el rendimiento de cuatro cultivares: Ixtlahuaca y Atlacomulco (nativos) y H-50 y H-52 (híbridos), bajo dos fechas de siembra y cosecha, a una densidad de 60 000 plantas ha-1 observaron, el mayor rendimiento en la siembra del 17 de mayo y cosecha a 177 y 160 días 8 570 kg ha-1 y 7 488 kg ha-1. En cambio, la siembra del 01 de junio y cosecha a 162 y 145 días disminuyó el rendimiento de grano 7 185 kg ha-1 y 6 082 kg ha-1.
Por otra parte, Martínez et al. (2018) evaluaron el rendimiento de grano de 10 híbridos de maíz en cinco ambientes y fechas de siembra (Cuendó 05 de abril, Jocotitlán 13 de abril, Ixtlahuaca 23 de abril, Temascalcingo 03 de mayo y Jilotepec 25 de mayo) y una densidad de siembra de 95 000 plantas ha-1 observando que el híbrido de mayor productividad fue Atziri Puma 12 t ha-1. Mientras que en Jocotitlán se observó el mayor rendimiento promedio con 12.4 t ha-1 de grano.
Mientras que, Quiroz et al. (2017) al evaluar 10 cultivares de maíz, en tres localidades, con tres densidades de siembra 104 167, 78 125 y 62 500 plantas ha-1 observaron que a 104 167 plantas ha-1 el rendimiento fue de 10.03 t ha-1 mientras que el cultivar P204W obtuvo el mayor rendimiento de grano 10 t ha-1.
Finalmente, Espinosa et al. (2013) al evaluar el rendimiento de grano de cultivares precoces de maíz de grano amarillo para Valles Altos de México, sembrados en el mes de junio en condiciones de secano, con 4 5000 plantas ha-1, observaron el mayor rendimiento de grano con el cultivar Oro Ultra UNAM C 6 913 kg ha-1.
Por lo tanto, la fecha y densidad de siembra óptima deben determinarse según las condiciones locales (Djaman et al., 2022; Andrade et al., 2023). En la zona de Valles Altos de México es necesario generar y actualizar la información referente a la generación del rendimiento de grano en maíz. El objetivo de esta investigación fue estudiar el impacto de la fecha y densidad de siembra, sobre el rendimiento de grano y sus componentes para cuatro cultivares de maíz en Toluca, Estado de México.
El experimento se realizó en el ciclo primavera-verano 2022 en la Facultad de Ciencias Agrícolas, de la Universidad Autónoma del Estado de México, localizada a 18 km al norte de la ciudad de Toluca, con coordenadas geográficas de 19° 15’ 33’’ de longitud norte, 99° 39’ 38’’ de latitud oeste y a una altitud de 2 640 m. De acuerdo con la clasificación climática de Köpen, modificada por García (1988), el clima predominante es del tipo C (w2) (w) b (i) que corresponde a un clima templado subhúmedo, con lluvias en verano y escasa precipitación en invierno (5%), temperatura media anual de 14 °C y precipitación promedio anual de 900 mm (González et al., 2009).
Se evaluaron dos híbridos comerciales de maíz de cruza trilineal Faisán y Cherokee (Cuadro 1) y dos nativos Nativo Blanco de la comunidad de El Cerrillo Piedras Blancas y Amarillo Zanahoria de ICAMEX en tres fechas de siembra: (04 de marzo, 05 de abril, 04 de mayo) y cuatro densidades de población 50 000 plantas ha-1 (plantas separadas a 25 cm), 60 000 plantas ha-1 (plantas separadas a 20 cm), 70 000 plantas ha-1 (plantas separadas a 17 cm) y 80 000 plantas ha-1 (plantas separadas a 15 cm).
[i] Ciclo (C); modalidad (MOD); días a floración (DAF); días a madurez (DAM); altura de mazorca (AM); altura de planta (AP); densidad de población (DEN); metros sobre el nivel del mar (MSNM) (ASPROS®, 2022).
Cada parcela estuvo formada por cuatro surcos separados a 80 cm, con una longitud de 5 m cada uno. Cada fecha se consideró como un ambiente en particular; empleando un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones.
Para garantizar las densidades deseadas se usaron cintas marcadas con las distancias entre plantas ya mencionadas. Las siembras de marzo y abril contaron con un riego inicial mientras que, la siembra de mayo fue en condiciones de temporal. El cultivo se mantuvo libre de malezas mediante un control químico (Gesaprim Calibre 90© 2 kg de ia ha-1 como pre emergente y Peak Turbo© 500 g de ia ha-1, como post emergente).
En la siembra se fertilizó con la dosis de NPK (69-46-60) utilizando urea, superfosfato de calcio triple y cloruro de potasio como fuentes. Posteriormente a los 70 días se fertilizó con 138 kg de N ha-1. El seguimiento fenológico se registró durante todo el ciclo.
Componentes morfológicos: en madurez fisiológica de los dos surcos centrales de cada parcela se seleccionaron 10 plantas con competencia completa a cada una se le midió la altura, se cosecharon y contaron las mazorcas. Estas se desgranaron por separado para obtener el peso seco del grano el cual se ajustó a 14% de humedad en la estufa de secado. El rendimiento de grano se calculó sumando el grano de las 10 plantas, pesándolo y dividiéndolo entre área que abarcaban.
El total de mazorcas cosechadas en las 10 plantas se dividió entre el área que abarcaban para obtener el número de mazorcas por m2. El número de granos por mazorca se obtuvo al contar los granos de cada mazorca y el número de granos por m2 se obtuvo al dividir el total de granos de las 10 plantas entre el área que ocupaban. El peso de 1 000 granos se determinó al contar y pesar 1 000 granos tomados de total de granos de las 10 plantas. Por último, el índice de prolificidad se obtuvo al dividir la suma de mazorcas cosechadas en las 10 plantas entre 10.
Componentes fisiológicos: la materia seca de las 10 plantas se pesó y se dividió entre el área que ocupaban para obtener la biomasa. Y el índice de cosecha se obtuvo al dividir el rendimiento de grano entre la biomasa.
La temperatura y precipitación para: las tapas (E= emergencia, VT= floración masculina, R1= floración femenina, R6= madurez fisiológica), se tomaron de la estación meteorológica Davis® Vantage Pro-2 que se ubica en el sitio donde se realizó el experimento.
Las variables de respuesta del experimento fueron sometidas a un análisis de varianza combinado. Cuando la prueba de F de los análisis de varianza resultó significativa, se realizó la separación de medias a través de la diferencia significativa honesta (DSH) o prueba de Tukey a un nivel de significancia del 5%. Utilizando el paquete estadístico R para Windows versión 4.0.5.
Las condiciones climáticas durante el experimento se presentan en la Figura 1, en ella se observa que, la alta temperatura y escasa precipitación se presentaron desde el periodo vegetativo y hasta la floración para el maíz sembrado en marzo, replicándose en el periodo vegetativo del maíz sembrado en abril. Mientras que, para el maíz sembrado en mayo dichas condiciones fueron favorables en el ciclo.
En el Cuadro 2, se muestran los valores de F y su significancia estadística para las variables estudiadas, donde se aprecian efectos significativos en la mayoría de las variables para los factores fecha y cultivar. Para el factor densidad se observaron diferencias significativas para rendimiento de grano, biomasa a madurez, número de granos por m2, número de mazorcas por m2 y altura de planta.
[i] Fuente de variación (FV); grados de libertad (gl); rendimiento de grano (REND); índice de cosecha (IC); biomasa a madurez (BIOMM); número de granos por m2 (NG); peso de mil granos (P1000G); índice de prolificidad (IP); número de mazorcas por m2 (NM); número de granos por mazorca (NGMZ) y altura de planta (AP) para cuatro cultivares de maíz en Toluca, México. CM= cuadrado medio; *= significativo al 0.05; **= significativo al 0.01 y ns= no significativo.
En la interacción cultivar por densidad se observaron efectos significativos en la mayoría de las variables con excepción de índice de cosecha, número de granos por m2, peso de 1 000 granos e índice de prolificidad. Para la interacción fecha por cultivar se observaron efectos significativos (p< 0.05) en la mayoría de las variables con excepción del índice de prolificidad.
En la interacción fecha por densidad hubo efectos significativos en rendimiento de grano, biomasa a madurez, número de granos por m2, peso de 1 000 granos, número de granos por mazorca y altura de planta. Para la interacción fecha por cultivar por densidad se observaron efectos significativos para rendimiento de grano, índice de cosecha, biomasa a madurez, número de granos por m2, peso de 1 000 granos, número de mazorcas por m2, número de granos por mazorca y altura de planta.
En el Cuadro 3 se observa que el maíz sembrado en mayo fue superior respecto al maíz sembrado en abril y marzo. En rendimiento de grano 18% y 15%, índice de cosecha 8% y 2%, biomasa a madurez 6% y 11%, número de granos por m2 36% y 32% y altura de planta 7% y 23% respectivamente. Mientras que, el maíz sembrado en marzo fue superior al maíz sembrado en abril y mayo en cuanto al peso de 1 000 granos.
[i] Rendimiento de grano (REND); índice de cosecha (IC); biomasa a madurez (BIOMM); número de granos por m2 (NG); peso de mil granos (P 1000 G); índice de prolificidad (IP); número de mazorcas por m2 (NM); número de granos por mazorca (NGMZ) y altura de planta (AP) para cuatro cultivares de maíz en Toluca, México. Medias con la misma letra dentro de columnas, no difieren significativamente entre si a un nivel de significancia del 0.05 de la prueba de Tukey.
Para el factor genotipo Faisán mostró superioridad en rendimiento de grano con 8.5%, 16% y 30% y número de granos por m2 15%, 18% y 28% en comparación con Nativo Blanco, Cherokee y Amarillo Zanahoria, respectivamente. Mientras que, Nativo Blanco fue superior en peso de 1 000 granos en 5.5%, 12% y 10% y altura de planta en 40%,18% y 40% a los cultivares Cherokee, Faisán y Amarillo Zanahoria, respectivamente.
Por último, para el factor de densidad, con 80 000 plantas ha-1 se alcanzó mayor producción de biomasa a madurez en 4%, 12% y 31% y mayor número de mazorcas por m2 en 7%, 12% y 33% respecto a 70 000, 60 000 y 50 000 plantas ha-1, respectivamente.
En general para las tres fechas de siembra los cuatro cultivares mostraron incrementos en sus rendimientos al aumentar la densidad de siembra. El rendimiento de grano se incrementó 95.2 kg al pasar de marzo a mayo (Figura 2, Cuadro 3). En la siembra de marzo Faisán presentó el mayor rendimiento de grano (7.9 t ha-1) con 80 000 plantas ha-1, mientras que Cherokee, Amarillo Zanahoria y Nativo Blanco mostraron una reducción en el rendimiento de grano al pasar de 70 000 a 80 000 plantas ha-1.
En la siembra de abril, la respuesta al aumento en la densidad de población de los híbridos fue el incrementó en el rendimiento de grano comparado con los cultivares nativos. De nueva cuenta, Faisán presentó el mayor rendimiento de grano (7.3 t ha-1) con 60 000 plantas ha-1.
Contrariamente en la siembra de mayo la mejor respuesta al incremento en la densidad de siembra fue de los cultivares nativos, donde el mayor rendimiento de grano (8.3 t ha-1) se observó con el cultivar Nativo Blanco con 80 000 plantas ha-1 (Figura 2).
Estudios recientes han demostrado que los cambios en el índice de cosecha son consecuencia del mejoramiento genético y no del manejo agronómico del maíz (Ruiz et al., 2023). Dicho componente no ha presentado cambios significativos y los aumentos en el rendimiento de grano en maíz se han atribuido a incrementos en la densidad de siembra, es decir una mayor producción de biomasa por m2 (Hütsch y Schubert, 2017).
En esta investigación se observó que los cultivares Faisán y Nativo Blanco sembrados en mayo a 80 000 plantas ha-1 presentaron los mejores valores en la producción de biomasa (Cuadro 3). Lo que podría explicarse con la tasa de contribución promedio de la biomasa e índice de cosecha al rendimiento de grano 73% y 26% respectivamente reportada por Liu et al. (2020).
Las tres fechas de siembra mostraron un incremento en el rendimiento de grano conforme la densidad de población se aumentó (Figura 2). Los cambios en el rendimiento de grano al considerar el cultivar, la fecha y densidad de siembra, se explicaron principalmente por los cambios en la producción de biomasa a madurez (r2= 0.6, p< 0.01) (Figura 3a) y no por el índice de cosecha (r2= 0.19, p< 0.01), el cual mostró mayor estabilidad como ha sido reportado por Liu et al. (2020); Ruiz et al. (2023) (Figura 3b).
Según el estudio de Jiang et al., (2020) mencionan que la fecha de siembra tardía afecta negativamente el rendimiento grano a través de una baja producción de biomasa. Sin embargo, en esta investigación el mayor rendimiento de grano atribuible a una mayor producción de biomasa se observó en el maíz sembrado en mayo favorecido por las condiciones ambientales (Figura 1), resaltando el cultivar Nativo Blanco (Figura 3a).
Los resultados muestran que los cambios en el rendimiento de grano por el efecto conjunto de la fecha y densidades de siembra se explican principalmente por los cambios que sufrió en el número de granos por m2 (r2= 0.65, p< 0.01) (Figura 4a) principalmente en densidades de 70 000 y 80 000 plantas ha-1. Mientras que, el peso de grano se ve afectado por principalmente por otros factores como el aporte de nitrógeno (Fernández et al., 2022).
Sin embargo, en esta investigación no se evaluó dicho efecto, pero que podría justificar la inexistente relación entre el peso y el rendimiento de grano en cuanto al efecto de la fecha de siembra y densidad de población (Figura 4b). Por su parte, Ferraris et. al (2020) en un estudio llevado a cabo en Argentina utilizando densidades de siembra de 65 000, 75 000 y 90 000 plantas ha-1 concluyeron que en siembras tardías el rendimiento de grano se correlaciona positivamente con el número de granos y la altura de planta coincidiendo con los resultados de esta investigación (Figura 4a y Cuadro 3).
Al analizar los componentes del número de granos m2 las variaciones en este componente se asociaron en mayor medida al número de mazorcas por m2. En cuanto, a dicho componente los maíces sembrados en marzo (7.8) y abril (7.9) fueron estadísticamente iguales, mientras que entre Cherokee y Faisán (8.1), no hubo diferencia.
Finalmente, la densidad de 80 000 plantas ha-1 con (8.5) fue superior respecto al resto de las densidades de población evaluadas (Cuadro 3 y Figura 5b). En el número de granos por mazorca no se observaron diferencias estadísticas (Cuadro 3 y Figura 5a) lo que coincide con Espinosa et al. (2013), quienes no encontraron diferencias significativas en el número de granos por mazorca al determinar la capacidad productiva de cultivares de grano amarillo.
Las densidades y fechas de siembra influyeron sobre el rendimiento de grano de los cuatro cultivares. La fecha de siembra tardía aumentó la biomasa, número de granos por m2, número de granos por mazorca y la altura de planta. Faisán presentó el mayor rendimiento de grano asociado a un mayor número de granos por m2 no así en la siembra de mayo. El incremento en la densidad de población aumentó el rendimiento de grano con 80 000 plantas ha-1 explicado por un mayor número de mazorcas por m2.
El cambio climático se enfatizó en 2022 por lo que las siembras de marzo y abril se afectaron por la alta temperatura y la baja precipitación después de la emergencia. La interacción fecha x cultivar x densidad reveló el mayor rendimiento de grano 8.3 t ha-1, en la siembra de mayo con el cultivar Nativo Blanco a 80 000 plantas ha-1.
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