Estudio de la interacción genotipo-ambiente en cultivares de caña de azúcar, con el empleo de nuevas herramientas estadísticas
Study of the environmental genotype interaction in sugar cane cultivars with the use of new statistical tools
Irenaldo Delgado-Mora, Héctor Jorge-Suárez, José Ramón Gómez-Pérez y María Teresa Cornide-Hernández
Fitomas-H como potenciador de herbicida para el control de arvenses en caña de azúcar
FitoMas-H as an enhancer of glyphosate in the control of sugar cane weeds
René Rafael Gallego-Domínguez, Rigoberto Martínez-Ramírez, Rafael Zuaznábar- Zuaznábar, Inoel García-Ruiz, Vidal Francisco-Blanco, Reynerio Téllez-Zorrilla y Bárbara Barreto-Pérez
Caracterización del potencial forrajero de 11 cultivares de caña de azúcar, recomendados para la alimentación animal
Characterization of fodder potential of 11 sugarcane cultivars recommended for animal feeding
Yoslen Fernández-Gálvez, Isabel Torres-Varela, Yusvel Hermida-Baños, Joaquín Montalván- Delgado, Alfredo Rivera-Laffertte y Yoslen Fernández-Caraballo
Floculantes naturales: una alternativa para la clarificación del jugo de caña Natural flocculants: an alternative for cane juice clarification
Sandra I. Fanego-Hernández
Comparison of two analytical methods for determination of carbonates in soils
José Alberto De la Fé-Isaac, René Nivardo Barbosa-García, Grethel L. Sieiro-Miranda y Angel Daniel De la Fé-Isaac
Nueva estrategia para evaluar la autenticidad de rones cubanos A new strategy for evaluating the authenticity of Cuban rums
Onibag Gutiérrez-Artiles, Arlyn Reyes-Linares, Magdalena Lorenzo-Izquierdo, Idania Blanco- Carvajal y Mario Simeón Pomares-Alfonso
Optimización del proceso de extracción de aceite en cera de caña de azúcar, con el empleo de etanol
Optimization of the oil extraction process in sugar cane wax with the use of ethanol Eduardo Hernández-Ramos y Manuel Díaz-de los Ríos
Escalado del proceso de obtención del biofertilizante, a base de Pseudomonas fluorescens a escala de 42 litros
Scale-up of the process of obtaining of the biofertilize with the Pseudomonas fluorescens to scale of 42 liters
Julio Oramas-García, María C. Pérez-Peñaranda, Emilio Sotolongo-Valdés, Yoandra Román- Tabío y Anabel Torras-Díaz
Empleo de nutrisales en el proceso de fermentación alcohólica Use of nutrisal in the alcoholic fermentation process
Claudia Fandiño-Rodríguez, Gustavo Saura-Laria, Mylai Ibáñez-Puentes, Emilia Carrera- Bocourt, Orly López-Delgado, Elianne García-Gómez y Aidín Martínez-Sánchez.
Medidor de amoniaco para uso en el sector agropecuario Ammonia meter for use in the agricultural sector
Gilberto Mesa-Mena, Georgina Michelena-Álvarez y Daniel Borkosky
9001:2015
Regulatory impact of revisions by management system in maintenance of the accreditation of laboratory tests by ISO 17025 and recertification of the QMS by ISO 9001:2015
Iliana Piedra-Díaz, Yohanet Sánchez-Palomino, José Francisco García-Morales, Delvis Llópiz-Hernández, Denise Valiente-Fuentes, Giselle Viera-García y Odalis Espinosa-López
Estudio de la interacción genotipo-ambiente en cultivares de caña de azúcar,
con el empleo de nuevas herramientas estadísticas
Irenaldo Delgado-Mora1*, Héctor Jorge-Suárez2, José Ramón Gómez-Pérez1 y María Teresa Cornide-Hernández2
1. Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (ETICA). Grupo Empresarial AZCUBA.
Autopista Nacional, Km 246. Ranchuelo, Villa Clara, Cuba.
2. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA). Grupo Empresarial AZCUBA. Carretera al CAI Martínez Prieto, Km 2 ½. Boyeros. Ciudad de La Habana, Cuba.
RESUMEN
Las implicaciones de la interacción genotipo-ambiente, en la selección y recomendación de cultivares de caña de azúcar, quizás sea una de las problemáticas más abordadas en Cuba, a través de disímiles métodos de análisis univariados y multivariados. Sin embargo, aún están limitados por referirse a zonas y períodos específicos, por lo que resultaría provechosa su ampliación, a la luz de nuevos métodos y herramientas es- tadísticas. Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo estudiar la interacción genotipo-ambiente de la caña de azúcar, en cuatro zonas contrastantes del país, mediante el modelo lineal bilineal de la regresión de sitios. Se estudiaron 19 cultivares de caña de azúcar, con un diseño de bloque completamente al azar con tres repeticiones, en la variable porcentaje de pol en caña, en las cepas de caña planta y retoño. Las cose- chas se realizaron desde noviembre hasta mayo, con edades entre 14 y 15 meses. Resultó que con el uso del Modelo Lineal Bilineal de Regresión de Sitios, se pudieron determinar las interacciones cruzadas entre los ambientes en estudio, así como identificar aquellos más discriminatorios y representativos. Los grupos no asociados a ambientes constituyen un caso especial, pues no mostraron asociación (adaptación general) con los ambientes (momentos evaluativos o localidades) y presentaron los menores valores de pol en sentido general. Se identifican los cultivares más destacados por momentos evaluativos y localidades con la confir- mación estadística y la interpretación gráfica.
Palabras clave: megambientes, maduración, interacciones cruzadas y no cruzadas, discriminatorio, repre- sentatividad.
ABSTRACT
The implications of the genotype-environment interaction, in the selection and recommendation of sugar- cane cultivars, is perhaps one of the most addressed problems in Cuba, through dissimilar univariate and multivariate analysis methods. However, they are still limited because they refer to specific areas and periods, so it would be useful to expand them in light of the use of new statistical methods and tools. For this reason, the present work aims to study the Genotype Environment Interaction of sugarcane, in four contrasting areas of the country, through the bilinear linear model of site regression. 19 sugarcane cultivars were studied, using a completely randomized block design with three repetitions, in the variable percentage of pol in cane, in the plant and shoot cane strains. The harvests were carried out from November to May, with ages between 14 and 15 months. It was obtained as a result that with the use of the linear bilinear model of Regression of Sites, it was possible to determine the cross interactions between the environments under study, as well as to identify those that were more discriminatory and representative. The groups not associated with environments consti- tute a special case, since it did not show an association (general adaptation) with the environments (evaluati-
ve moments or localities), presenting the lowest values of pol in a general sense. The most outstanding culti- vars are identified by evaluative moments and localities with statistical confirmation and graphic interpretation.
Key words: mega-environments, maturation, cross and non-cross interactions, discriminatory, representati- veness.
INTRODUCCIÓN
La caña de azúcar (Saccharum spp.) es un cultivo importante en la economía mundial, como materia prima para la producción de azúcar, alcohol, levadura y otros derivados (1). Es altamente productiva por poseer un mecanismo fotosintético tipo C4 y por su potencial para la diversificación.
Las tendencias actuales en la agricultura cañera requieren, para su implementación, que se es- tablezcan las bases científico-técnicas para enfrentar las variaciones del clima, que incidirán a me- diano y largo plazo en el área del Caribe (2). En ese contexto, una de las soluciones más prácticas y económicas se encuentra en la obtención de genotipos con cierto grado de tolerancia, mediante el desarrollo de programas de mejoramiento genético. Para ello será necesario acercar, lo más po- sible, los ambientes de selección de los cultivares a los ambientes de destino, distanciados en los últimos años a causa de las limitaciones económicas del país, debido a que la red para estudios multiambientales se redujo de 30 a 13 sitios de prueba (3, 4 y 2), lo que repercutió de manera signi- ficativa en los estudios para la determinación de la adaptabilidad y estabilidad genotípica.
Las implicaciones de la interacción genotipo-ambiente (IGA), en la selección y recomendación de cultivares de caña de azúcar, quizás sea una de las problemáticas más abordadas en Cuba (5, 6, 7 y 2), a través de disímiles métodos de análisis univariados y multivariados; sin embargo, aún están limitados por referirse a zonas y períodos específicos, por lo que resultaría provechosa su am- pliación a la luz de nuevos métodos y herramientas estadísticas. Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo estudiar la interacción genotipo-ambiente en cultivares de caña de azúcar, mediante el empleo de nuevas herramientas estadísticas en cuatro zonas contrastantes del país.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los ensayos de campo se establecieron en los sitios de prueba (LOC) de Jovellanos, Espartaco, Florida y La Mantonia, correspondientes a las provincias de Matanzas, Cienfuegos, Camagüey y Santiago de Cuba, respectivamente. Se estudiaron 19 cultivares (VAR) de caña de azúcar (tabla 1), obtenidos por el Programa de Mejoramiento del Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA) (8); dos comerciales establecidos (C1051-73, C323-68) y 17 liberados a extensión entre los años 1997 y 2004, que requerían actualizar sus parámetros de estabilidad y adaptabilidad.
Los experimentos se plantaron convenientemente para tener cosechas desde noviembre has- ta mayo (MEval), con edades entre 14 y 15 meses, en cada una de las localidades. Cada unidad experimental se plantó en campo, según un diseño de bloques al azar con tres réplicas, parcelas unitarias de 48 m2 (cuatro surcos de 7.5 m x 1.6 m de ancho, 12 plantones por surco), de acuerdo con las normas metodológicas del Programa de Mejoramiento Genético de la Caña de Azúcar en Cuba del INICA (9).
Procesamiento estadístico general
Comprobada la significación estadística de las interacciones de dos efectos principales fijos en análisis parciales (Modelos Bifactoriales VAR-LOC y VAR-MEval), se procedió a la determinación de la adaptabilidad y estabilidad de los genotipos, a través del Modelo Lineal tradicional (LM) de efectos fijos (modelo 1), mediante el programa Infogen (11), que se utiliza para procesar la informa- ción original asumiendo normalidad y obtener la matriz de dos entradas (GxE) sobre la que aplica el Modelo Lineal-Bilineal de Regresión de Sitios (SREG o GGE biplot) (Genotypic main effect plus Genotype-by-Environment interaction), según (12) y (13).
Modelo 1. En los bifactoriales: Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + eijl Ec. 1
Yijk = µ + αi + ȹk + (αȹ)ik + eikl Ec. 2 Donde:
Yijk: valor fenotípico del i-ésimo genotipo obtenido en el j-ésimo ambiente (y/0 j-ésimo ambiente).
μ: efecto de la media general, obtenida de las observaciones o valores fenotípicos de los i-ésimo genotipos obtenido en el j-ésimo ambiente.
αi: efecto fijo del i-ésimo genotipo (variedad).
βj: efecto fijo del j-ésimo ambiente (localidad).
ȹk: efecto fijo del j-ésimo ambiente (momento evaluativo).
(αβ)ij, (αȹ)ik , (βȹ)jk , (αβȹ)ijk: efectos fijos de las tres interacciones de primer y de segundo orden.
eijkl: error residual o término del error aleatorio.
Esta ecuación es equivalente a la mencionada por Cornelius, P. L. et al.(14), al unificar en una metodología general los Modelos Lineales−Bilineales AMMI y sus derivados.
Los gráficos se centraron en ambientes (por convención, las columnas), no se transformaron ni se aplicaron escalas a las variables. Para obtener la salida del biplot, se usó la preservación métrica del ambiente y para la clasificación de genotipos por sus medias y estabilidad, según el método de la Coordinación Ambiental Media (AEC, Average Environment Coordination), la preservación métrica del genotipo (15, 13 y 16).
El GGE biplot fue complementado con el trazado: del Eje del Ambiente Medio (AEA, Average Environment Axis) para ser usado como abscisa del AEA y con un vector que, pasando por el cen- tro del gráfico, cortase al AEA en ángulo recto, apuntando en ambas direcciones hacia una mayor variabilidad (peor estabilidad), para ser usado como la ordenada del AEA (17 y 13). Las asociacio- nes entre ambientes, genotipos y las interacciones cruzadas reveladas por los gráficos GGE-biplot
Tabla 1. Cultivares estudiados y sus progenitores No Cultivares Progenitor
femenino
P r o g e n i t o r
masculino No Cultivares Progenitor femenino
Progenitor masculino
1 C1051-73 B42231 C431-62 11 C89-250 Eros Ja64-11
2 C323-68 B4362 C87-51 12 C89-372 NCo310 C187-68
3 C86-12 Desconocido 13 C90-317 C187-68 B6368
4 C86-156 C16-56 C87-51 14 C90-469 C87-51 Ja60-5
5 C86-165 B42231 C227-59 15 C90-501 C266-70 Ja60-5
6 C86-251 CP29-103 Co421 16 C90-530 My5514 Co421
7 C86-56 NCo310 C187-68 17 C91-115 C1616-75 Ja64-19
8 C88-380 B7542 B63118 18 C91-356 C389-52 CP1165
9 C89-148 B6368 CP70-1143 19 C91-367 C266-70 C323-68
10 C89-176 NCo310 C187-68
fueron confirmadas mediante ANOVA de clasificación simple y las medias fueron comparadas con la prueba de Tukey (P <0.05) (18-22).
Finalmente, se complementó la definición de los ambientes de prueba, con la determinación de su habilidad discriminatoria y representatividad. En todos los casos las dos cepas estudiadas (caña planta y retoño) fueron analizadas separadamente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las fuentes principales de los efectos fijos y su interacción de los Modelos Bifactoriales VAR-LOC y VAR-MEval fueron significativas (P < 0.0001) en todos los casos, con excepción de MEval 3 en caña planta, en la que la interacción no fue significativa. Comprobada la significación estadística de las interacciones de dos efectos principales fijos, se determinó la adaptabilidad y estabilidad de los genotipos, mediante el Modelo Lineal-Bilineal de Regresión de Sitios (SREG o GGE biplot), que ofrece varias interpretaciones en los gráficos obtenidos; en la parte superior izquierda (A) se muestra la interpretación del biplot, con la clasificación de los ambientes por cuadrantes, el poder discriminatorio o representatividad de estos y los genotipos asociados a ellos.
En la parte superior derecha (B) de la figura, se muestra la determinación de los rangos relativos de los cultivares estudiados por su media y estabilidad para apoyar su recomendación; así como su confirmación estadística por asociación de ambientes. Por cuestiones de espacio en el documento, solo se expondrán algunos ejemplos en cada bifactorial y cepa.
Agrupamientos de las localidades por momentos evaluativos (Modelo Bifactorial VAR-LOC), PPC. Cepa caña planta
En la cepa de caña planta el número de agrupamientos de las localidades varió de 2-3, según el modelo biplot GGE. En el primer momento evaluativo (MEval 1), se formaron tres grupos de las local- idades en estudio, en el plano de las dos primeras componentes (CP1 y CP2) se explica el 76.9 % de la variación fenotípica total (figura 1).
En la parte superior izquierda (A) se expresó que los vectores de LOC 2 y LOC 1, ubicados en un mismo sector del polígono, formaron un ángulo agudo (<90º), que demuestra correlación positiva entre ellos y ángulos obtusos con LOC 4 (> 90º), que sugieren una interacción cruzada. Similar cor- relación existe entre los vectores LOC 2 y LOC 3, pero situados en sectores diferentes del polígono;
además, son las localidades que presentan mayor longitud de sus vectores e indican que son los ambientes más informativos y de mayores valores discriminativos, útiles para seleccionar genotipos con adaptación específica en presencia de varios megambientes.
Un ambiente de prueba que no discrimine ofrece poca información sobre los genotipos (13). Sin embargo, los vectores de LOC 1 y LOC 3 también localizados en sectores diferentes muestran cor- relación positiva. Se ofrece, además, el eje del promedio ambiental (AEA), aspecto que fue añadido por (17) para estudiar la representatividad de los ambientes de prueba. LOC 1 es el más represen- tativo, pues forma un ángulo pequeño con respecto al promedio ambiental; sin embargo, LOC 4 es el más alejado, es decir, el menos representativo.
En la parte superior derecha (B) de la figura, se muestra el grupo formado por los cultivares C86-12,
candidatos a megambientes diferentes, resultado que debe ser confirmado mediante la estabilidad en diferentes años de los mismos patrones de asociación de ambientes y genotipos.
La interacción cruzada es la más interesante para el mejorador, porque indica una adaptación es- pecífica, alcanzada después de generaciones de selección en diferentes ambientes. Estos estudios son importantes para identificar cultivares con altos rendimientos para una región dada, determinar los sitios que mejor se representen y estimar la estabilidad de los genotipos (13).
En el segundo (MEval 2) y tercer (MEval 3) momentos evaluativos, se formaron tres grupos de las localidades en estudio con interacción cruzada entre ellas. Sin embargo, el quinto (MEval 5), sexto (MEval 6) y séptimo (MEval 7) momentos evaluativos, formaron dos grupos de las localidades en es- tudio, pero no presentan interacciones cruzadas, con excepción del último. La interacción no cruzada o cuantitativa se presenta cuando los cultivares difieren en su respuesta a los ambientes, sin alterar sus rangos o posiciones relativas, y puede deberse a que los cultivares son genéticamente diferentes para el carácter, pero los ambientes no lo son tanto como para producir una respuesta cruzada (13).
El momento evaluativo MEval 4 formó dos grupos de las localidades en estudio, que explica el modelo biplot GGE en el plano de las dos primeras componentes (CP1 y CP2), el 82.7 % de la vari- ación fenotípica total. Mantiene al grupo formado por los genotipos no asociados a ambientes, como los de más bajos valores de rendimiento de PPC (figura 2).
Figura 1. Clasificación de ambientes y genotipos en el GGE Biplots.
Momento evaluativo 1 (MEval 1), cepa caña planta
En la parte superior izquierda (A) se exhibe la interpretación del biplot según el método conocido como (Which-Won- Where); y a la derecha (B) la determinación de los rangos relativos de los cultivares estudiados por su media y estabili- dad para apoyar su recomendación. Rdto 1: Rendimiento Alto con rango de (14.12-14.98); Rdto 2: Rendimiento Medio con rango de (13.55-13.91); Rdto 3: Rendimiento Bajo con rango de (12.70-13.36); NA: No asociado. Estabilidad alta:
<1.0 cm; Estabilidad media: 1.0-2.0 cm; Estabilidad baja: >2.0 cm, todos en base al tamaño original del grafico.
Agrupamientos de las localidades por momentos evaluativos (Modelo Bifactorial VAR-LOC), PPC. Cepa de retoño
El número de agrupamientos de las localidades varió de 2-4 durante el periodo estudiado, según el modelo biplot GGE; logró en todos los momentos evaluativos una interacción cruzada, excepto en MEval 4. Los momentos evaluativos MEval 1, MEval 2 y MEval 3 formaron entre tres y cuatro grupos de las localidades en estudio y el cuarto momento evaluativo (MEval 4 y MEval 5) alcanzó tres grupos. MEval 6 y MEval 7 formaron dos agrupamientos; sin embargo, presentan interacciones cruzadas entre localidades, sugiere que los sectores del polígono donde se ubican los ambientes involucrados, pudieran ser candidatos a megambientes.
Comportamiento medio y estabilidad de los genotipos
Los cultivares se agruparon por su adaptación a las localidades en momentos evaluativos suce- Figura 2. Clasificación de ambientes y genotipos en el GGE Biplots.
Momento evaluativo 4 (MEval 4), cepa caña planta.
En la parte superior izquierda (A) se exhibe la interpretación del biplot según el método conocido como (Which-Won- Where); y a la derecha (B) la determinación de los rangos relativos de los cultivares estudiados por su media y estabili- dad para apoyar su recomendación; Rdto 1: Rendimiento Alto con rango de (18.23-18.81); Rdto 2: Rendimiento Medio con rango de (17.75-18.10); Rdto 3: Rendimiento Bajo con rango de (17.12-17.67). NA: No asociado. Estabilidad alta:
<1.0 cm; Estabilidad media: 1.0-2.0 cm; Estabilidad baja: > 2.0cm, todos en base al tamaño original del grafico.
Durante las evaluaciones finales [MEval 5-7], correspondientes a la etapa final de la curva de ma- duración se observaron: dos grupos de localidades (LOC 1, LOC 2, LOC 4) y (LOC 3), además de un grupo no asociado a ambientes con adaptación general, que estuvo compuesto por los cultivares C90-530, C91-356 y el referido cultivar C86-251, que lo mantuvo durante las siete evaluaciones.
En la cepa de retoño, la totalidad de los cultivares se asociaron a algunas de las localidades del ensayo: con adaptación específica a LOC 1, resultaron los cultivares: C90-530, C91-367, C86-12 (testigo comercial) y C1051-73; los dos últimos mantuvieron el patrón de adaptación específico mostrado en la cepa caña planta; en LOC 2 los cultivares: C90-317, C89-372, C89-176, C89-250, C86-251, C86-165 y C86-56; esta última mantuvo el patrón de adaptación específico mostrado en la cepa caña planta. En LOC 3 se destacaron los cultivares C88-380, C323-68 y C90-501; este último mantuvo el patrón de adaptación específico mostrado en la cepa de caña planta, y a LOC 4 los cultivares C90-469, C86-156, C91-115, C89-148 y C91-356; este último mantuvo el patrón de adaptación específico mostrado en la cepa caña planta.
Agrupamientos de los momentos evaluativos por localidades (Modelo Bifactorial VAR-MEval), PPC. Cepa caña planta
En la cepa de caña planta, el número de agrupamientos de los momentos evaluativos por locali- dad varió de 2-3, según el modelo biplot GGE y logró interacciones cruzadas entre todas las locali- dades. En LOC 1, LOC 3 y LOC 4, se forman tres grupos y en LOC 2 dos grupos de los momentos evaluativos en estudio.
Agrupamientos de los momentos evaluativos por localidades (Modelo Bifactorial VAR-MEval), PPC. Cepa retoño
En la cepa de retoño, el número de agrupamientos en los momentos evaluativos en cada local- idad fue de dos, según el modelo biplot GGE en todas las localidades. En LOC 2 las dos primeras componentes (CP1 y CP2) explican el 85.6 % de la variación fenotípica total (figura 3). Los vectores MEval 5, MEval 6 y MEval 7, ubicados en un mismo sector del polígono, formaron un ángulo agudo (< 90º), que demostró correlación positiva; al igual que MEval 1, MEval 2, MEval 3 y MEval 4 de otro sector del polígono. Existe una interacción cruzada entre los ambientes MEval 5, MEval 6, MEval 7 y MEval 3, MEval 4.
Comportamiento medio y estabilidad de los genotipos
Los cultivares se agruparon por su adaptación a los momentos evaluativos en las localidades suce- sivas. En la cepa de caña planta, en [LOC 1], se diferenciaron cuatro grupos, correspondientes al inicio, medio y final de la cosecha: Con adaptación específica al grupo ambiental (MEval 1 y MEval 2) resultó el cultivar C1051-73; a MEval 4, los cultivares C86-12, C90-469, C88-380 y C86-56; y a MEval 5, MEval 6 y MEval 7, resultaron los cultivares C89-148, C89-176 y C86-251.
Asimismo, un grupo no asociado a ambientes (adaptación general), que estuvo compuesto por C86-165, C323-68, C91-367, C89-372, C90-317, C89-250, C86-156, C90-501, C90-530, C91-115 y C91-356.
El resto de las localidades no lograron formar este tipo de agrupamiento bien definido, ya que se entrecruzan en ocasiones los momentos evaluativos (MEval 3, MEval 4 y MEval 5), con la unión de MEval 1 y MEval 2, así como con MEval 6 y MEval 7; sin embargo, en LOC 2 y LOC 3 el cultivar C1051-73 mostró adaptación específica al grupo ambiental inicial (MEval 1 y MEval 2) y con el me- dio (MEval 3 y MEval 4).
En la cepa de retoño, no se formaron los cuatro grupos en ninguna de las localidades evaluadas;
donde los agrupamientos fueron más variables que en la cepa de caña planta.
Confirmación de los resultados de la interpretación de los GGE biplots, mediante técnicas estadísticas entre los grupos asociados y no asociados en ambas variables
Los ambientes formados en cada cepa, ofrecieron diferencias estadísticas significativas en todos los casos; excepto en el bifactorial VAR-LOC en MEval 3 de la cepa de caña planta y en MEval 6 y MEval 7 de la cepa de retoño. Los grupos no asociados a ambientes (adaptación general) presen- taron los menores valores, en sentido general (tablas 2 y 3).
Un caso especial lo constituye el grupo de cultivares de composición variable, que no mostró asocia- ción con los ambientes (momentos evaluativos o localidades) determinados por el método de GGE biplot, en ambas cepas. Cinco de estos cultivares presentaron características similares en las dos primeras eva- luaciones, en la cepa de caña planta. Un caso extremo de no asociación fue C86-251, que se mantuvo no asociada durante un período más prolongado en caña planta, entre MEval 1 hasta MEval 7.
Figura 3. Clasificación de ambientes y genotipos en el GGE Biplots. Localidad 2 (LOC 2), cepa retoño.
En la parte superior izquierda (A) se exhibe la interpretación del biplot según el método conocido como (Which-Won- Where); y a la derecha (B) la determinación de los rangos relativos de los cultivares estudiados por su media y estabili- dad para apoyar su recomendación; Rdto 1: Rendimiento Alto con rango de (19.25-20.18); Rdto 2: Rendimiento Medio con rango de (18.96-19.16); Rdto 3: Rendimiento Bajo con rango de (18.00-18.88). NA: No asociado. Estabilidad alta:
<1.0 cm; Estabilidad media: 1.0-2.0 cm; Estabilidad baja: >2.0cm, todos en base al tamaño original del grafico.
Tabla 2. ANOVA entre los grupos Asociados y no Asociados (GLIMMIX-1 VAR-LOC parcial), cepa caña planta y retoño
Tabla 3. ANOVA entre los grupos Asociados y no Asociados (GLIMMIX-1 VAR-MEval parcial), cepa caña planta y retoño
ANOVA A LOS GRUPOS ASOCIADOS Y NO ASOCIADOS PPC PLANTA
LOC 1 LOC 2 LOC 3 LOC 4
PPC CM F p CM F p CM F p CM F p
GPO 25.72 3.451 0.0167 31.19 12.16 0.0000 102.1 11.83 0.0000 32.92 10.45 0.0000
Error 7.45 2.57 8.6 3.15
COMPARACIÓN DE MEDIAS
LOC 1 LOC 2 LOC 3 LOC 4
GPO PPC Sig GPO PPC Sig GPO PPC Sig GPO PPC Sig
A2 18.46 a A1 18.90 a A2 17.78 a A2 15.18 a
A3 18.26 ab A2 18.81 ab A3 17.47 a A1 15.13 a
A1 18.25 ab NA 18.03 b A1 16.96 b A3 14.50 b
NA 17.48 b NA 15.64 c NA 13.96 c
ANOVA A LOS GRUPOS ASOCIADOS Y NO ASOCIADOS PPC RETOÑO
LOC 1 LOC 2 LOC 3 LOC 4
PPC CM F p CM F p CM F p CM F p
GPO 43.2 5.81 0.0033 4.0 4.1 0.0168 80.2 16.04 0.0000 30.1 6.89 0.0011
Error 7.4 1.0 5.0 4.4
COMPARACIÓN DE MEDIAS
LOC 1 LOC 2 LOC 3 LOC 4
GPO PPC Sig GPO PPC Sig GPO PPC Sig GPO PPC Sig
A1 18.11 a A1 19.28 a A2 18.30 a A1 17.17 a
A2 17.64 b A2 19.12 ab A1 17.72 a A2 16.51 b
NA 17.03 c NA 18.95 b NA 16.83 b NA 16.27 c
Nota: A1: ambiente 1; A2: ambiente 2; A3: ambiente 3; NA: no asociado, a-c: medias con letras no coincidentes difieren significativamente según la prueba de comparaciones múltiples de Tukey (P < 0.001).
Nota: A1: ambiente 1; A2: ambiente 2; A3: ambiente 3; NA: no asociado, a-c: medias con letras no coincidentes difieren significativamente según la prueba de comparaciones múltiples de Tukey (P < 0.001).
CONCLUSIONES
1. Con el uso del Modelo Lineal Bilineal de Regresión de Sitios (SREG) o GGE biplot, se pudie- ron determinar las interacciones cruzadas entre los ambientes en estudio, así como identificar aquellos más discriminatorios y representativos.
2. Los grupos no asociados a ambientes constituyen un caso especial, pues no mostraron aso- ciación (adaptación general) con los ambientes (momentos evaluativos o localidades); por tanto, presentan los menores valores de pol, en sentido general.
3. Se identifican los cultivares más destacados por momentos evaluativos y localidades con la confirmación estadística y los resultados de la interpretación de los GGE biplots, donde C86-12, C1051-73, C88-380 y C86-56 mostraron los mayores valores de rendimiento en los ambientes LOC 1 y LOC 2; así como C90-501, C91-367, C90-469 y C91-115 en LOC 3, este último cultivar resultó ser el más estable.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Fitomas-H como potenciador de herbicida, para el control de arvenses en caña de azúcar
René Rafael Gallego-Domínguez*, Rigoberto Martínez-Ramírez, Rafael Zuaznábar-Zuaznábar, Inoel García- Ruiz, Vidal Francisco-Blanco, Reynerio Téllez-Zorrilla y Bárbara Barreto-Pérez
Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA).
Carretera CAI Martínez Prieto, km 2½, Boyeros. La Habana, Cuba.
RESUMEN
El objetivo de la investigación fue evaluar la efectividad del FitoMas-H como potenciador del glifosato en el control de las arvenses, asociadas al cultivo de la caña de azúcar en Cuba. Se montaron tres experimentos en áreas de barbecho, dos en suelos sialitizados cálcicos, en las provincias de Villa Clara y Sancti Spíritus, y uno en vertisuelo, en la provincia de Granma. Se utilizó un diseño en bloques al azar, con un testigo abso- luto y cinco tratamientos con glifosato; de ellos, tres aplicados solo a 3.0, 4.0 y 5.0 L ha-1 y dos aplicados en mezcla con FitoMas-H a 3.0 + 1 y 4 + 1 L ha-1 , con cinco réplicas. Los tratamientos se aplicaron con mochila Matabi y boquillas deflectoras calibradas, para una solución final de 250 L ha-1. Se identificaron las arvenses presentes en cada parcela y se evaluó la efectividad a los 28 y 35 días, después de la aplicación. La mezcla de glifosato (3 y 4 L ha-1)+ FitoMas-H (1 L ha-1) muestra un control eficiente de las malezas, similar a los tra- tamientos estándares de glifosato a 4 y 5 L ha-1. La adición de FitoMas-H (1.0 L ha-1) reduce el costo de los tratamientos en 27.46 CUP ha-1, comparado con el glifosato solo.
Palabras clave: arvenses, caña de azúcar, FitoMas-H, glifosato.
ABSTRACT
The research was developed with the objective of evaluating the effectiveness of FitoMas-H as an enhancer of glyphosate in the control of weeds associated with the sugar cane in Cuba. Three expe- riments were set up in fallow areas, two on sialitized calcium soils in Villa Clara and Sancti Spíritus provinces and one in vertisuelo in Granma province. A randomized block design was used with an absolute control and five treatments with glyphosate, of which three were applied only to 3.0, 4.0 and 5.0 L ha-1 and two applied in a mixture with PhytoMas-H at 3.0 + 1 and 4 + 1 L ha-1 with five replica- tions. The treatments were applied with a Matabi backpack and calibrated deflector nozzles for a final solution of 250 L ha-1. The weeds present in each plot were identified and the effectiveness was eva- luated at 28 and 35 days after application. The mixture of glyphosate (3 and 4 L ha-1) + PhytoMas-H (1 L ha-1) shows an efficient control of weeds, similar to the standard glyphosate treatments at 4 and 5 L ha-1. The addition of PhytoMas-H (1.0 L ha-1) reduces the cost of treatments by 27.46 CUP ha-1 compared to glyphosate alone.
Key words: weed, sugarcane, FitoMas-H, glifosato.
seleccionar los tratamientos más eficaces; entre ellos, la selección adecuada del producto, dosis a aplicar, momento y técnica de aplicación (1).
El control químico de las arvenses se realiza por medio de la aplicación de herbicidas y constituye una de las principales herramientas en la agricultura moderna. Sin embargo, el uso de herbicidas requiere de conocimientos técnicos para la elección correcta y la aplicación eficiente y oportuna de estos productos (2).
Los herbicidas son productos químicos que inhiben o interrumpen el crecimiento y desarrollo de las plantas. Si estos se utilizan adecuadamente, proporcionan un control eficiente de las arvenses con bajos costos; pero, aplicados incorrectamente, pueden causar daños a las plantas cultivadas, al medioambiente e, incluso, a las personas que los aplican (3).
Los productos que contienen como ingredientes activos el glifosato o N, N-bis (fosfonometil) glicina son organofosfonatos sistémicos (enlace covalente carbono-fósforo) y actúan inhibiendo la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintetasa, esencial en las plantas para la producción de ami- noácidos aromáticos (4).
En general, se utilizan diversas sustancias para neutralizar el efecto negativo del pH del agua sobre la eficacia de los productos de carácter ácido, como el glifosato; especialmente, cuando se trata de aguas básicas o alcalinas (5).
En busca de productos que ayuden a mantener el equilibrio del entorno, se desarrolló por el Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) el FitoMas-H, elaborado a partir de subproductos de la industria azucarera (6).
La investigación se desarrolló con el objetivo de evaluar la efectividad del FitoMas-H como po- tenciador del glifosato LS 48, en el control de las arvenses asociadas al cultivo de la caña de azúcar en Cuba.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se montaron tres experimentos en áreas de barbecho, dos en suelos sialitizados cálcicos, en las provincias de Villa Clara y Sancti Spíritus, y uno en vertisuelo en la provincia de Granma. Se estudiaron seis tratamientos: un tes-
tigo absoluto y cinco con glifosato; de ellos, tres aplicados solo a 3.0, 4.0 y 5.0 L ha-1 y dos aplicados en mezcla con FitoMas-H a 3.0 + 1 y 4 + 1 L ha-1 (tabla 1), dispuestos en un diseño de bloques al azar, con cinco réplicas. Los tratamientos se aplicaron con mochila Matabi y boquillas calibradas, para una solución final de 250 L ha-1 (tabla 2).
Tabla 1. Tratamientos utilizados en los experimentos
No Tratamientos UM Dosis
1 Testigo absoluto
2 Glifosato (estándar) L ha-1 3.0
3 Glifosato (estándar) L ha-1 4.0
4 Glifosato (estándar) L ha-1 5.0
5 Glifosato + FitoMas H L ha-1 3.0 +1.0 6 Glifosato + FitoMas H L ha-1 4.0 +1.0
Tabla 2. Localización y características de los experimentos
Características Provincias
Villa Clara Sancti Spíritus Granma
Boquilla Deflectora DT-3.0 Deflectora (Flood-jet) Deflectora (Flood-jet)
Presión 1.0 kg cm2 1.5 kg cm2 1.5 kg cm2
Área de parcelas 24 m2 48 m2 48 m2
Evaluaciones realizadas:
1. Identificación de las especies de arvenses: se realizó, antes de la aplicación de los tratamien- tos, con el auxilio de manuales y otros materiales, mediante recorridos y observación en cada una de las parcelas.
2. Efectividad de los herbicidas: se realizó a los 28 y 35 días, después de la aplicación (dda), por el método visual, según Domínguez, J. A. (7), con el procedimiento que se explica a continua- ción, expuesto por Burril, L. C. et al. (8).
• Recorrido por toda el área experimental, sin conocer los tratamientos aplicados en cada parcela; se observaron, sobre todo, los testigos y se tomaron como referencia.
• Cálculo de los porcentajes de cobertura por especie de arvense en los testigos: se estimó la cobertura total de las arvenses en el testigo (a), correspondiente a la réplica evaluada;
luego, se estimó el porcentaje de cobertura de cada especie en el total (b) y, por último, se multiplicaron los dos valores determinados (a y b) y se dividió por 100.
• Cálculo de los porcentajes de cobertura por especie de arvense en los tratamientos: se estimó el porcentaje total de cobertura en el tratamiento (a), luego se estimó el porcentaje de cobertura de cada especie en el total (b) y, por último, se multiplicaron los dos valores determinados (a y b) y se dividió por 100.
• Cálculo del porcentaje de control por especie de arvense en las parcelas tratadas: se determinó para cada réplica, a partir de los porcentajes de cobertura por especie, calcu- lados en el testigo y cada uno de los tratamientos de una misma réplica con la ecuación:
El porcentaje de control de arvenses se clasificó según la escala de Alam (9), refleja- da en la tabla 3, que establece un índice superior al 70 % para considerar que este es efectivo.
3. Análisis económico: se realizó sobre la base de los precios de los productos en pesos ubanos (CUP), según metodología descrita por la Organización de las Naciones Unidas para la Ali- mentación y la Agricultura (FAO) (10), ajustada a las condiciones de este estudio. Durante el desarrollo de los experimentos se registraron las lluvias ocurridas.
Tabla 3. Escala utilizada para la evaluación del por- centaje de control de arvenses
Porcentaje de control Grado de control
0 ≤ 40 Ninguno o pobre
≥40 ≤ 60 Regular
≥60 ≤ 70 Suficiente
≥70 ≤ 80 Bueno
≥80 ≤ 90 Muy bueno
≥90 ≤ 100 Excelente
Las especies predominantes y los porcentajes de cobertura en cada provincia, antes de la aplica- ción de los tratamientos (tabla 5), fueron representativas de la flora de arvenses asociadas al cultivo de la caña de azúcar en Cuba. Resultados que coinciden con Díaz, J. C. y Pérez, E. (11), en cuanto a las especies más comunes y porcentajes de cobertura similares a los expuestos por Martínez, R.
et al. (12) y Barreto, B. et al. (13).
En Villa Clara, el experimento se desarrolló en un área con predominio total de la especie Dichan- thium annulatum, de difícil control y muy difundida en la costa norte de la provincia.
Las figuras 1, 2 y 3, reflejan los porcentajes de control de los tratamientos en cada especie de arvense, comparados con los estándares. En los tres experimentos (Villa Clara, Sancti Spíritus y Granma), los porcentajes de control alcanzados con el tratamiento glifosato (3 y 4 L ha-1) + Fito- Mas-H (1 L ha-1) mostraron un comportamiento similar a los estándares (glifosato 4 y 5 L ha-1), ubi- cados en las categorías de: bueno, muy bueno y excelente.
La tabla 6 expone los resultados de la evaluación económica realizada a los tratamientos, mues- tra que la adición de FitoMas-H (1.0 L ha-1) reduce el costo de los tratamientos en 55.36 CUP ha-1, si se compara con el glifosato solo.
Tabla 4. Precipitaciones registradas durante el período experimental
Meses UM Provincias
Villa Clara Sancti Spíritus Granma
Agosto mm 51 158
Septiembre mm 118 228 151
Octubre mm 218 45 36
Total mm 336 324 345
Tabla 5. Porcentajes de cobertura de las especies predominantes en cada provincia
No Nombre científico Nombre vulgar Provincias
Villa Clara Sancti Spíritus Granma
1 Dichanthium annulatum Pitilla 100 30 40
2 R. cochinchinensis Zancaraña 0 15 9
3 Echinochloa colonum Metebravo 0 8 20
4 Cynodon dactylon Hierba de Guinea 0 12 0
5 Ipomoea trífida Aguinaldo marrullero 0 10 0
6 Brachiaria fasciculata Súrbana 0 0 5
7 Leptochloa panicea Plumilla 0 0 5
Tabla 6. Evaluación económica realizada a los tratamientos
No Tratamientos Dosis (L ha-1) CP (CUP L-1) CT(CUP ha-1) Diferencia (CUP ha-1) 1 Testigo absoluto
2 Glifosato 3.0 75.36 226.08
3 Glifosato 4.0 75.36 301.44
4 Glifosato (estándar) 5.0 75.36 376.80
5 Glifosato + FitoMas H 3.0 + 1.0 75.36 + 20.00 246.08 55.36
6 Glifosato + FitoMas H 4.0 + 1.0 75.36 + 20.00 321.44 55.36
CP es costo del producto y CT es costo del tratamiento.
Figura 1. Porcentajes de control mostrados por los tratamientos en Villa Clara.
Figura 2. Porcentajes de control mostrados por los tratamientos en Sancti Spíritus.
CONCLUSIONES
1. Las mezclas de glifosato (3 y 4 L ha-1) + FitoMas-H (1 L ha-1) aplicadas en áreas de barbecho, para el cultivo de la caña de azúcar, muestran los 35 (dda) porcentajes de control de arven- ses ubicados en las categorías de bueno, muy bueno y excelente, resultados similares a los alcanzados con los tratamientos estándares (glifosato 4 y 5 L ha-1).
2. La adición de FitoMas-H (1.0 L ha-1) como potenciador del glifosato, para el control de arven- ses en áreas de barbecho dedicadas al cultivo de la caña de azúcar, reduce el costo de los tratamientos en 55.36 CUP ha-1, si se compara con el uso del glifosato solo.
RECOMENDACIONES
• Generalizar el uso de FitoMas-H (1 L ha-1) como potenciador del herbicida glifosato (3 y 4 L ha-1), en áreas de barbecho, para el control de arvenses asociadas al cultivo de la caña de azúcar en Cuba.
• Realizar estudios similares con otros herbicidas de acción total, utilizados para el control de arvenses, asociadas al cultivo de la caña de azúcar en Cuba.
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Caracterización del potencial forrajero de 11 cultivares de caña de azúcar, recomendados para la alimentación animal
Yoslen Fernández-Gálvez
*
, Isabel Torres-Varela, Yusvel Hermida-Baños, Joaquín Montalván-Delgado, Alfredo Rivera-Laffertte, Yoslen Fernández-CaraballoInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA). Carretera CUJAE, km 1½, Boyeros, La Habana.
Cuba.
RESUMEN
Con el objetivo de caracterizar el potencial forrajero de 11 cultivares comerciales de caña de azúcar, recomendados para la alimentación animal, se desarrolló un estudio en áreas de la Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (ETICA), Centro Oriental, en la provincia de Camagüey, durante cinco ciclos de cosecha en condiciones de secano. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar, con 11 tratamientos (cultivares) y tres réplicas. Se determinó, a los 12 meses de edad, la producción de biomasa verde y seca, así como la cantidad de materia seca digestible por hectárea, en cada uno de los ciclos de cultivo evaluados. Los resultados de la producción de biomasa verde y seca demostraron que los mayores valores promedio, durante los cinco ciclos de cosecha evaluados, lo alcanzaron los cultivares C86-12, C90- 317 y My5514, al superar las 80 y 20 t ha-1,respectivamente. Con relación a la materia seca digestible por hectárea, el cultivar C86-12 mostró los mejores resultados en el estudio, ya que superó las 12 t ha-1, también se destacaron por orden de rango el C90-317, C132-81, C89-176, My5514 y C137-81, pues rebasaron las 10 t ha-1. De forma general, el valor promedio de todos los cultivares en estudio, para este indicador, es muy positivo, lo que reafirma el buen potencial genético de este cultivo para ser utilizado en la producción de fo- rraje, por lo que pudiera ser considerado como una medida para la adaptación y mitigación a los impactos del cambio climático.
Palabras clave: materia seca digestible, persistencia al corte, producción de biomasa.
ABSTRACT
In order to characterize the fodder potential of 11 commercial sugarcane cultivars recommended for animal feeding, a study in areas of the Territorial Sugarcane Research Station West Center Camagüey during five harvest cycle in rainfed conditions was realized. A random blocks experimental design with 11 treatments (cultivars) and three repetitions was used. At 12 months of age, the production of green and dry biomass was determined, as well as the amount of digestible dry matter per hectare in each of the crop cycles evaluated.
The results of the production of green and dry biomass showed that the highest average values during the five harvest cycles evaluated were achieved by the cultivars C86-12, C90-317 and My5514 by exceeding 80 and 20 t ha-1, respectively. Regarding digestible dry matter per hectare, the cultivar C86-12 showed the best results in the study, exceeding the 12 t ha-1, the C90-317, C132-81, C89-176, My5514 and C137-81 were also highlighted in order of range by exceeding the 10 t ha-1. In general, the average value of all cultivars under study for this indicator is very positive, which reaffirms the good genetic potential of this crop to be used in the production of fodder, for what could be considered as a measure for adaptation and mitigation to the impacts of climate change.
Key words: digestible dry matter, persistence in cutting, biomass production.
INTRODUCCIÓN
Una de las principales ventajas del uso de la caña de azúcar como forraje verde en la alimenta- ción bovina lo constituye su alta eficiencia fotosintética, que le permite producir altos volúmenes de biomasa (1) (2). Además, tiene la capacidad de mantener su valor nutritivo de forma estable en el campo, por un período de tiempo considerable (3).
La persistencia al corte es una de las características que debe reunir un cultivo para ser utilizado como forraje en la alimentación de rumiantes. Esta permite determinar el tiempo que un área puede producir biomasa sin necesidad de reposición. Los cultivares recomendados para este fin, deben ser capaces de alcanzar resultados productivos estables, que justifiquen su permanencia de forma sucesiva durante varios años, a pesar del número de cortes realizados. Esto permitiría a los produc- tores disminuir sus costos de producción, al no invertir recursos durante varios años en las labores de preparación de suelo, corte, acarreo y plantación de semilla, para fomentar el área dedicada a producir forraje (4). De ahí que, el objetivo de este trabajo sea caracterizar el potencial forrajero de 11 cultivares de caña de azúcar, recomendados para la alimentación animal.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se realizó en la Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (ETI- CA), Centro Oriental en la provincia de Camagüey. Su ubicación corresponde a las coordenadas 21º 31’ de latitud norte y los 78º 04’ de longitud oeste, a 57.08 m sobre el nivel del mar, sobre suelo Pardo con carbonatos, según la clasificación de Hernández et al. (5).
Se registraron las variables climáticas que prevalecieron durante el período en que se llevó a cabo la investigación (de abril 2009 a abril 2014). El valor promedio anual de precipitaciones, duran- te los seis años de estudio, fue de 1 234.54 mm, el 80 % de estas ocurrieron en la etapa de mayo a octubre. La temperatura media promedio registrada fue de 26.7 0C y la humedad relativa de 76 %.
El experimento se estableció en un diseño de bloques al azar, con 11 tratamientos (cultivares) y tres réplicas. El área de cada unidad experimental fue de 48 m2. Cada réplica estuvo constituida por cuatro surcos de 7.5 m de largo por cultivar, la distancia de plantación fue de 1.60 x 0.60 m, respectivamente.
La plantación se produjo en el mes de abril de 2009, se utilizaron 360 trozos de tres yemas por cultivar, los cuales se distribuyeron a razón de 30 estacas por surco, se logró una densidad de 12 yemas por metro lineal. La fertilización se realizó según la dosis recomendada por el Servicio de Recomendación de Fertilizantes y Enmiendas (SERFE), para este tipo de suelo (6). El experimento se llevó a cabo en condiciones de secano.
Se determinó la producción de biomasa verde (PBV) a los 12 meses de edad en la cepa de caña planta y en los cuatro siguientes ciclos de cosecha evaluados, mediante el pesaje directo de las parcelas y efectuando la inferencia por hectárea. La producción de biomasa seca (PBS) se obtuvo por la determinación de la materia seca de las muestras frescas, la cual se precisó por el método gravimétrico (7).
Se calculó por medio de la expresión:
