revista mexicana de ciencias agrÍcolas antes: … · revista mexicana de ciencias agrícolas vol.1...

comité editorial internacional

Silvia I. Rondon University of Oregon

Arístides de LeónInstituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-El Salvador C. A.

James Beaver Universidad de Puerto Rico

Steve Beebe Centro Internacional de Agricultura Tropical

Elvira González de Mejía University of Illinois

Carmen de Blas BeorleguiInstituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria-España

James D. Kelly University State of Michigan

José Sangerman-Jarquín University of Yale

Vic Kalnins University of Toronto

Alan AndersonUniversite Laval-Quebec

Bram GovaertsCentro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo

Bernardo Mora Brenes Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-Costa Rica

Charles Francis University of Nebraska

Valeria GianelliInstituto Nacional de Tecnología Agropecuaria-Argentina

César Azurdia Universidad de San Carlos-Guatemala

Daniel Debouk Centro Internacional de Agricultura Tropical

David E. Williams Biodiversity International-Italy

Raymond JongschaapWageningen University & Research

Hugh PritchardThe Royal Botanic Gardens, Kew & Wakehurst Place

editores correctores

Dora Ma. Sangerman-JarquínAgustín Navarro Bravo

editora en jefaDora Ma. Sangerman-Jarquín

editor asociadoAgustín Navarro Bravo

Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Vol. 1, Núm. 3, 1 de julio-30 de septiembre 2010. Es una publicación trimestral editada por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Progreso No. 5. Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, México, D. F. C. P. 04010. www.inifap.gob.mx. Distribuida por el Campo Experimental Valle de México. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Teléfono y fax: 01 595 9212681. Editora responsable: Dora Ma. Sangerman-Jarquín. Reserva de derecho al uso exclusivo: 04-2010-012512440200-102. ISSN: 2007-0934. Licitud de Título. En trámite. Licitud de Contenido. En trámite. Ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Domicilio de impresión: Imagen Gráfica. Allende Núm. 57. Barrio Mazatla, Papalotla, Texcoco, Estado de México. C. P. 56050. La presente publicación se terminó de imprimir en septiembre de 2010, su tiraje constó de 1 000 ejemplares.

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS Antes: Agricultura Técnica en México

ISSN: 2007-0934

comité editorial nacional

Alejandra Covarrubias Robles. Instituto de Biotecnología de la UNAM

Antonio Turrent Fernández. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias-INIFAP

Jesús Axayacatl Cuevas Sánchez. Universidad Autónoma Chapingo

Esperanza Martínez Romero. Centro Nacional de Fijación de Nitrógeno de la UNAM

Leobardo Jiménez Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Demetrio Fernández Reynosa. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Daniel Claudio Martínez Carrera. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla

Higinio López Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla

Ernesto Moreno Martínez. Unidad de Granos y Semillas de la UNAM

Andrés González Huerta. Universidad Autónoma del Estado de México

Delfina de Jesús Pérez López. Universidad Autónoma del Estado de México

Rita Schwentesius de Rindermann. Centro de Investigaciones Económicas, Sociales y

Tecnológicas de la Agroindustria y Agricultura Mundial de la UACH

Froylán Rincón Sánchez. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro

June Simpson Williamson. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

Guadalupe Xoconostle Cázares. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

Octavio Paredes López. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN

José F. Cervantes Mayagoitia. Universidad Autónoma Metropolitana-U. Xochimilco




editor asociadoAgustín Navarro Bravo


ISSN: 2007-0934

La Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas es una publicación del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Tiene como objetivo difundir los resultados originales derivados de las investigaciones realizadas por el propio Instituto y por otros centros de investigación y enseñanza agrícola de la república mexicana y otros países. Se distribuye mediante canje, en el ámbito nacional e internacional. Los artículos de la revista se pueden reproducir total o parcialmente, siempre que se otorguen los créditos correspondientes. Los experimentos realizados puede obligar a los autores(as) a referirse a nombres comerciales de algunos productos químicos. Este hecho no implica recomendación de los productos citados; tampoco significa, en modo alguno, respaldo publicitario.

La Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas está incluida en el Índice de Revistas Mexicanas de Investigación Científica y Tecnológica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

Indizada en: Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe (REDALyC), Biblioteca electrónica SciELO-México, Agrindex, Bibliography of Agriculture, Agrinter y Periódica.

Reproducción de resúmenes en: Field Crop Abstracts, Herbage Abstracts, Horticultural Abstracts, Review of Plant Pathology, Review of Agricultural Entomology, Soils & Fertilizers, Biological Abstracts, Chemical Abstracts, Weed Abstracts, Agricultural Biology, Abstracts in Tropical Agriculture, Review of Applied Entomology, Referativnyi Zhurnal, Clase, Latindex, Hela, Viniti y CAB International.

Portada: Amaranto

árbitros de este número

Guillermo Fuentes Dávila INIFAP

José Hilario Hernández Salgado Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas

Santos Gerardo Leyva Mir Universidad Autónoma ChapingoJosé Antonio Espinosa García

INIFAPLeopoldo Mendoza Onofre

Colegio de Postgraduados en Ciencias AgrícolasAlfredo Tapia Naranjo

INIFAPTeresa Susana Herrera Flores

Universidad Politécnica de PénjamoMario Ernesto Vásquez Badillo

Universidad Autónoma Agraria Antonio NarroJosé Antonio Espinosa García

INIFAPAntonio García Esteva

Colegio de Postgraduados en Ciencias AgrícolasOscar Javier Galindo Tijerina

Universidad Autónoma ChapingoAlfredo Tapia Naranjo

INIFAPAmalio Santacruz Varela

Colegio de Postgraduados en Ciencias AgrícolasAbel Pérez Zamorano

Universidad Autónoma ChapingoEsteban Betanzos Mendoza

INIFAPHubert Tchikoué

Universidad Autónoma ChapingoEdwin Javier Barrios Gómez

INIFAPE. Marcelo Zepeda Bautista

Universidad Autónoma ChapingoAdrián González Estrada

INIFAP Higinio López Sánchez

Colegio de Postgraduados en Ciencias AgrícolasEdgar Espinosa Trujillo

INIFAPJesús Axayacatl Cuevas Sánchez Universidad Autónoma Chapingo




ISSN: 2007-0934


editor asociadoAgustín Navarro Brav

ARTÍCULOS ARTICLES

Productividad de diferentes proporciones de semilla androestéril y fértil en dos híbridos de maíz. Productivity of differents combinations of two maize hybrids with andro-sterile and fertile seed. Margarita Tadeo Robledo, Alejandro Espinosa Calderón, Jazmín Serrano Reyes, Mauro Sierra Macías, Filiberto Caballero Hernández, Roberto Valdivia Bernal, Noel Orlando Gómez Montiel, Artemio Palafox Caballero, Flavio Antonio Rodríguez Montalvo y Benjamín Zamudio González.

Índice de velocidad de emergencia en líneas de maíz. Speed of emergence of inbred maize lines. Juan Martínez Solis, Juan Virgen Vargas, Margarita Gisela Peña Ortega y Alejandro Santiago Romero.

Proceso jerárquico analítico para la toma de decisiones en el manejo de los recursos naturales. Analytical hierarchical process for decision taking in natural resources management. Ignacio Sánchez Cohen, Gabriel Díaz Padilla, Hilario Macías Rodríguez y Juan Estrada Avalos.

Impacto económico de la ley federal de sanidad vegetal en el mercado mexicano de limón persa. Economic impact of the federal plant health law on the mexican market for persian lemon.Marlene Herbert Ruíz, José Saturnino Mora Flores, Miguel Ángel Martínez Damián y Roberto García Mata.

Distinción, homogeneidad y estabilidad mediante caracterización morfológica en variedades de amaranto. Distinctness, uniformity and stability by morphological characterization in amaranth varieties. Ma. Elena Ramírez, Aquiles Carballo Carballo, Amalio Santacruz Varela, Víctor Conde Martínez, Eduardo Espitia Rangel y Félix González Cossío.

Relación de altura y competencia de plantas con incidencia y dispersión de Septoria tritici en trigo de temporal. Relation of plant height and competence with the incidence and dispersion of Septoria tritici on rainfed wheat.María Elsa Rodríguez Contreras, Santos Gerardo Leyva Mir, Héctor Eduardo Villaseñor Mir, Julio Huerta Espino, José Sergio Sandoval Islas y Héctor Manuel de los Santos Posadas.

Consideraciones e importancia social en torno al cultivo del frijol en el centro de México. Considerations and social importance of the bean crop in central Mexico. Dora Ma. Sangerman-Jarquín, Jorge A. Acosta-Gallegos, Rita Schwentesius de Rindermann, Miguel Ángel DamiánHuato y Bertha Sofía Larqué Saavedra.

Competitividad y ventajas comparativas de la producción de maíz en México. Competitiveness and comparative advantages in maize production of Mexico. Adrián González Estrada y Mario Alferes Varela.

Producción de forraje de guaje (Leucaena spp.),asociado con zacate (Brachiaria brizantha) para ovejas en pastoreo. Forage production of guaje (Leucaena spp.) Associated with grass (Brachiaria brizantha)to sheep grazing. Yamili Benítez-Bahena, Ambrosio Bernal-Hernández, Enrique Cortés-Díaz, Gil Vera Castillo y Fernando Carrillo Anzures.

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Large-area dry bean yield prediction modeling in Mexico. Modelo regional para predecir el rendimiento de frijol de temporal en México. Guillermo Medina-García, Alma Delia Baez-González, Jesús López-Hernández, José Ariel Ruíz-Corral, Carlos Alberto Tinoco-Alfaro and James R. Kiniry.

Distribución geográfica de las especies cultivadas de Amaranthus y de sus parientes silvestres en México. Geographical distribution of cultivated species of Amaranthus and their wild relatives in Mexico. Eduardo Espitia-Rangel, Emma Cristina Mapes-Sánchez, Carlos Alberto Núñez-Colín y Diana Escobedo-López.

NOTAS DE INVESTIGACIÓN INVESTIGATION NOTE

Evaluación de estrés hídrico en plantas de fresa a raíz desnuda. Evaluation of water stress on bare-root strawberry plants. César Gutiérrez Vaca, Ryszard Serwatowski Hlawinska, José Manuel Cabrera Sixto, Álvaro Flores García y Noé Saldaña Robles.

Water relations, gas exchange, and yield of processing tomato under reduced irrigation. Relaciones hídricas, intercambio gaseoso y rendimiento de tomate para proceso bajo riego reducido. Jorge A. Zegbe and M. Hossein Behboudian.

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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010 p. 273-287

PRODUCTIVIDAD DE DIFERENTES PROPORCIONES DE SEMILLA ANDROESTÉRIL Y FÉRTIL EN DOS HÍBRIDOS DE MAÍZ*

PRODUCTIVITY OF DIFFERENTS COMBINATIONS OF TWO MAIZE HYBRIDS WITH ANDRO-STERILE AND FERTILE SEED

Margarita Tadeo Robledo1, Alejandro Espinosa Calderón2§, Jazmín Serrano Reyes1, Mauro Sierra Macías3, Filiberto Caballero Hernández4, Roberto Valdivia Bernal5, Noel Orlando Gómez Montiel6, Artemio Palafox Caballero3, Flavio Antonio Rodríguez Montalvo3 y Benjamín Zamudio González2

1Facultad de Estudios Superiores-Cuautitlán. UNAM. Carretera Cuautitlán-Teoloyucan, km 2.5. Cuautitlán, Estado de México. C. P. 54700. A. P. 25. Tel. 01 55 56231971. Ext. 119. 2Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Lechería, km 18.5. Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9212657. Ext. 201 y 204. ([email protected]). 3Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Tel. 01 229 9348354. ([email protected]). 4Campo Experimental Valle de Apatzingán. INIFAP. Tel. 01 425 5925140. ([email protected]). 5Universidad Autónoma de Nayarit. Tel. 01 311 2110128. ([email protected]). 6Campo Experimental Iguala. INIFAP. Tel. 01 733 33211056. Ext.104. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: noviembre de 2009

Aceptado: julio de 2010

RESUMEN

Con los híbridos de maíz Puma 1075 y Puma 1076, se llevó a cabo esta investigación para evaluar su productividad al combinar 11 diferentes proporciones de mezclas de semilla fértil y androestéril; desde 100% semilla fértil hasta 100% semilla androestéril. El objetivo fue determinar la capacidad productiva de estos tratamientos. Estas proporciones fueron evaluadas durante el ciclo primavera-verano 2007, con dos experimentos en el Rancho Almaráz, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México (FESC-UNAM) y un tercero en Santa Lucía de Prías, Campo Experimental Valle de México; a una altitud de 2 250 m. Los experimentos se manejaron en un diseño experimental de bloques completos al azar, con arreglo factorial. Se determinó que el híbrido Puma 1075 y Puma 1076 expresaron un rendimiento similar. Se concluyó que para el ambiente de Santa Lucía de Prías, se obtuvo rendimiento promedio de 8 366 kg ha-1, para los dos híbridos evaluados bajo diferentes proporciones de semilla androestéril y fértil; esto resultó estadísticamente diferente con los dos ambientes manejados en la FESC-UNAM. Los mayores rendimientos correspondieron a mezcla de semilla fértil y androésteril; con 100% semilla androestéril (8 146 kg ha-1), 90% semilla androestéril + 10% semilla fértil (7 910 kg ha-1), 80% semilla androestéril + 20%

ABSTRACT

This study was carried out with two maize hybrids, Puma 1075 and Puma 1076, to evaluate their productivity when combining 11 different proportions of fertile and andro-sterile seed combinations, ranking from 100% fertile seeds, up to 100% andro-sterile seeds. The aim of the study was to determine the productive capability of these treatments. These proportions were evaluated during the 2007 spring-summer season, with two experiments in the Rancho Almaráz; in the Cuautitlán School of Higher Studies, National Autonomous University of Mexico (FESC -UNAM); and a third one in Santa Lucía of Prías, Valley of Mexico Experimental Station (CEVAMEX); at a altitude of 2 250 m. The experiments were handled in a desing of completely random cluster, in a factorial arrangement. The hybrid Puma 1075 and 1076 expressed a similar yield. The environment of Santa Lucía de Prías, showed an average yield of 8 366 kg ha-1, for the hybrids evaluated with different proportions of andro-sterile and fertile seeds; this was statistically different in the environments in FESC- UNAM. The highest yields corresponded to the combination of fertile and andro-sterile seeds; with100% andro-sterile seeds (8 146 kg ha 1), 90% andro-sterile seeds + 10% fertile seeds (7 910

Margarita Tadeo Robledo et al.274 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

semilla fértil (7 913 kg ha-1); estos rendimientos representan ventajas con respecto al tratamiento de 100% semilla fértil. Las proporciones desde 90%, 80%, 70%, 60% semilla androestéril con su contraparte de semilla fértil, representan buenas opciones de mezcla de semilla, expresando 23.2%, 23.3%, 16.2%, 19.6% rendimiento superior con respecto al tratamiento 100% fértil.

Palabras clave: Zea mays L., androesterilidad, desespigamiento, híbridos, producción de semillas.

INTRODUCCIÓN

En la producción de semilla híbrida, el desespigamiento oportuno y adecuado es fundamental para lograr la calidad e identidad genética del híbrido correspondiente, este proceso implica elevados costos por uso de jornales, como alternativa a esta elevada inversión, la utilización de la androesterilidad es un mecanismo que facilita esta actividad, permitiendo un menor precio de semilla (Tadeo et al., 2003). La eficiencia en el desespigamiento depende de la uniformidad del progenitor femenino, presencia de hijuelos, facilidad para retirar la espiga (Jugenheimer, 1990; Tadeo et al., 2003; Martínez-Lázaro et al., 2005).

La androestérilidad había dejado de utilizarse durante la década de los setentas, debido de la susceptibilidad a la enfermedad del tizón foliar causada por el hongo Helminthosporium maydis raza T, que ocasionó una epífita en gran parte de la franja maicera en EE.UU, en los años ochentas, con el descubrimiento de nuevas fuentes de esterilidad masculina; los estudios con esterilidad masculina y la conversión de líneas progenitoras de híbridos, se retomó en diversos programas de mejoramiento (Partas, 1997; Weingartner et al., 2002); en las corporaciones más importantes a nivel internacional, las empresas privadas de semillas con las nuevas fuentes, que limitan los problemas generados por la raza T, utilizan comercialmente el esquema.

En la FESC-UNAM desde 1992, se realizan trabajos para incorporar el carácter de androesterilidad a las líneas básicas del programa de mejoramiento genético de maíz, que se desarrolla en la propia Universidad (Tadeo et al., 1997; Tadeo et al., 2001; Tadeo et al., 2003).

Cuando se cuenta con materiales híbridos que se incrementan con el apoyo de la androesterilidad, esta característica se conserva cuando se obtiene la semilla comercial, ya que

kg ha 1), 80% andro-sterile seeds + 20% fertile seeds (7 913 kg ha 1); these yields represent an advantage in comparison to the treatment with 100% fertile seeds. The proportions of 90%, 80%, 70%, 60% andro-sterile seeds, with their fertile counterpart, are good seed combination options, showing 23.2%, 23.3%, 16.2% and 19.6% higher yields in comparison to the treatment with 100% fertile seeds.

Key words: Zea mays L., androsterility, detasseling, hybrids, seed production.

INTRODUCTION

In the production of hybrid seeds, the timely and adequate detasseling is crucial to achieve the genetic quality and identity of the corresponding hybrid. This process implies high costs, due to the need to pay wages. As an alternative to this large investment, the use of androsterility is a mechanism that makes this activity easier, reducing seed prices (Tadeo et al., 2003). The efficiency of detasseling relies on the uniformity of the female parent, the presence of shoots, the ease with which the ear is removed (Jugenheimer, 1990;Tadeo et al., 2003; Martínez -Lázaro et al., 2005).

Androsterility was not used during the 1970s, due to sensitivity to foliar rust caused by the fungus Helminthosporium maydis breed T, that caused a epiphyte in most of the corn belt of the United States in the 1980s, with the discovery of new sources of male sterility; the studies with male sterility and the conversion of parent lineage of hybrids, went on in several improvement programs (Partas, 1997; Weingartner et al., 2002). In the most important corporations worldwide, private seed companies with new sources, that limit the problems caused by H. maydis breed T, use this scheme commercially.

In FESC- UNAM, studies have been carried out since 1992 to incorporate androsterility to the basic lines of the maize genetic improvement program, which is carried out in the University (Tadeo et al., 1997;Tadeo et al., 2001; Tadeo et al., 2003).

When there are hybrid materials that increase with the help of androsterility, this characteristic is kept when the commercial seed is obtained, since there are two ways to take advantage of male sterility and ensure seed delivery

Productividad de diferentes proporciones de semilla androestéril y fértil en dos híbridos de maíz 275

to the farmer for commercial use, so as to help the farmershave fertile plants in their fields and a combination of fertile and androsterile plants, in order to ensure pollination, fertilization and consequently, grain production.

One way to solve this situation is to use a male parent with restoring capability, to pollinate the simple in bred or androsterile line (depending on whether it is increasing a simple or a three-way hybrid). This male parent suppresses androsterility and the hybrid obtained expresses fertility in the next generation, making 100% of the fertile plants. The clearest case of this type occurs in sorghum, where all the hybrid seeds are increased in this way.

The other option is to use a fraction of the hybrid seed that maintains its androsterile characteristic; in other words, it does not produce pollen. This seed type is combined with a proportion of seeds of the same hybrid, but obtained with fertile parents, which produce pollen. In this way, in the farmers’ fields there will be plants with male sterility (that do not produce pollen) and others with normal fertility, which will pollinate the rest of the plants (Tadeo et al., 2003; Espinosa et al., 2009).

A large part of the commercial hybrids with a male sterility scheme use the fertile and androsterile combination for extensive use (Tadeo etal., 1997; Tadeo et al., 2001; Beck and Torres, 2005; Espinosa et al., 2009). In the case of hybrids developed by the FESC- UNAM in the process of commercial usage, it is necessary to define the best proportion or percentage in which fertile and androsterile seeds must be combined for commercial use. Therefore, the aim of this study was to define the productive capability of both Puma 1075 and Puma 1076 maize hybrids, as well as to determine the best combination of androsterile and fertile seeds.

MATERIALS AND METHODS

The study was carried out during the 2007 spring-summer season, in Rancho Almaráz of FESC -UNAM, municipality of Cuautitlán Izcalli, State of Mexico, at an altitude of 2 274 m, in which two experiments were planted, in different planting date. A third experiment was conducted in Santa Lucía de Prías, Valley of Mexico Experimental Station (CEVAMEX), at a height of 2 240 masl.

hay dos maneras de aprovechar la esterilidad masculina y asegurar la entrega de la semilla al agricultor para su siembra comercial, de tal manera, que las parcelas de los productores posean plantas fértiles y combinación de plantas fértiles y androestériles, para asegurar la polinización, fecundación y por consecuencia producción de grano.

Una de las formas para resolver esta situación es utilizar un progenitor masculino, con capacidad restauradora, que polinice a la cruza simple o línea androestéril (dependiendo si está incrementando una cruza simple o híbrido trilineal), este progenitor macho suprime la androesterilidad y la cruza que se obtiene expresa la fertilidad en la generación siguiente, presentándose en terrenos de los productores el 100% de las plantas fértiles, el caso más claro de este tipo, es como ocurre en sorgo, donde toda la semilla híbrida se incrementa.

La otra alternativa es utilizar una fracción de semilla del híbrido que mantiene su característica androestéril; es decir, que no produce polen, esta semilla se mezcla con una proporción de semilla del mismo híbrido, pero obtenido con progenitores fértiles, pero producen polen; de esta manera en los campos de los agricultores, se presentarán plantas con esterilidad masculina (sin producir polen) y otras con fertilidad normal, las cuales polinizarán al resto de las plantas (Tadeo et al., 2003; Espinosa et al., 2009).

Una alta proporción de los híbridos comerciales con esquema de esterilidad masculina, emplean la mezcla de semilla fértil y androestéril para el uso extensivo (Tadeo et al., 1997; Tadeo et al., 2001; Beck y Torres, 2005; Espinosa et al., 2009); en el caso de los híbridos desarrollados por la FESC-UNAM, en proceso de difusión comercial; es necesario definir la mejor proporción o porcentaje en que deben mezclarse semilla fértil y androestéril para su uso comercial. Por ello el objetivo de este trabajo fue definir la capacidad productiva de los dos híbridos de maíz comerciales Puma 1075 y Puma 1076, así como determinar la mejor combinación de mezcla de semilla androestéril y fértil.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se llevó a cabo durante el ciclo primavera-verano 2007, en el Rancho Almaráz de la FESC-UNAM, municipio de Cuautitlán Izcalli, Estado de México, con una altitud de 2 274 m, donde se sembraron dos experimentos en diferente fecha de siembra. Un tercer experimento fue establecido en Santa Lucía de Prías, Campo Experimental Valle de


The three-way maize hybrids of Puma 1075 and Puma 1076 were used, each in different seed combinations (mixtures), in their isogenic fertile and androsterile versions. Seeds used were obtained in the 2006 spring-summer season; 100% androsterile and 100% fertile, produced on simple androsterile and fertile inbreed lines (with detasseling). Each three-way hybrid was combined with seeds in different proportions, as shown in Table 1.

In order to avoid pollen in the case of treatments 0% fertile and 100% androsterile in both hybrids, an extra row was plated of fertile material, in an attempt to test productivity by the proportion of fertile and androsterile

plants; the 100% androsterile case would not be used commercially, since there would be no fertility, seed or commercial yield.

A single row-plot 5 m long and 0.8 m between rows was used. The experimental design was a complete random clusters with three repetitions was used, statistical analysis was performed as factorial, and the variation factors were: environments, hybrids, proportion of androsterile and fertile seeds, interactions between hybrids (factors under study), environments and fertile and androsterile proportions. The fertilizer treatment applied

México (CEVAMEX), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), en el municipio de Texcoco, Estado de México, a una altitud de 2 240 m.

Se emplearon los híbridos trilineales de maíz Puma 1075 y Puma 1076, cada uno de ellos en diferentes combinaciones (mezclas) de semilla en sus versiones isogénicas fértil y androestéril, para lo cual se utilizó semilla obtenida en el ciclo primavera-verano 2006; 100% androestéril y 100% fértil, producida sobre cruzas simples androestéril y fértil (se aplicó desespigue), cada uno de los híbridos trilineales se mezcló semilla en las diferentes proporciones, como se presenta en el Cuadro 1.

Tratamiento GenotipoSemilla (%)

Tratamiento GenotipoSemilla (%)

Fértil Androestéril Fértil Androestéril1 Puma 1075 100 0 12 Puma 1076 100 02 Puma 1075 90 10 13 Puma 1076 90 103 Puma 1075 80 20 14 Puma 1076 80 204 Puma 1075 70 30 15 Puma 1076 70 305 Puma 1075 60 40 16 Puma 1076 60 406 Puma 1075 50 50 17 Puma 1076 50 507 Puma 1075 40 60 18 Puma 1076 40 608 Puma 1075 30 70 19 Puma 1076 30 709 Puma 1075 20 80 20 Puma 1076 20 8010 Puma 1075 10 90 21 Puma 1076 10 9011 Puma 1075 0 100 22 Puma 1076 0 100

Cuadro 1. Proporción de semilla fértil y androestéril de dos híbridos trilineales de maíz, utilizados para la evaluación de la capacidad productiva. Table 1. Proportion of fertile and androsterile seeds of two trilinear maize hybrids, used to evaluate productive capability.

Para evitar problemas con disponibilidad de polen en el caso de los tratamientos 0% fértil y 100% androestéril en los dos híbridos, alrededor de los experimentos se estableció un bordo con un material fértil, ya que se pretende probar la productividad por la proporción de plantas fértiles y androestériles; en el caso 100% androestéril, no sería utilizado comercialmente, ya que no se produciría fecundación, tampoco semilla y no habría rendimiento comercial.

La parcela experimental fue un surco de 5 m de largo y 0.8 m entre surcos. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones, el análisis estadístico


se realizó como factorial, los factores de variación fueron: ambientes, híbridos, proporciones de semilla androestéril y fértil, interacciones entre híbridos (factores en estudio), ambientes y proporciones fértil y androestéril. El tratamiento de fertilizante que se aplicó fue 80-40-00, empleando como fuentes: nitrato de amonio y superfosfato de calcio triple al momento de hacer el surcado. En los experimentos establecidos en el Rancho Almaráz se sembraron el 21 de junio y 28 de junio de 2007, respectivamente, el experimento de Santa Lucía se sembró el 7 de junio. Para controlar las malezas se emplearon: 3 L ha-1 de nicosulfuron, 3 L ha-1 de 2,4D amina y 3 kg ha-1 de atrazina.

Las variables que se analizaron fueron: rendimiento, floración masculina, altura de planta, altura de mazorca, mazorcas buenas (>80% sana), mazorcas malas (>20% dañada), peso volumétrico, peso de 200 granos, longitud de mazorca, hileras por mazorca, granos por hilera, diámetro de la mazorca, granos por mazorca; estos datos se tomaron de cinco mazorcas por parcela. La comparación de medias se hizo con la prueba de Tukey a 0.05 de probabilidad.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2, se presentan los cuadrados medios y significancia estadística para las variables evaluadas, proporciones de porcentajes de semilla androestéril-fértil y las interacciones genotipos por proporciones de porcentajes de semillas, para el experimento establecido en la primera fecha de siembra en la FESC-UNAM; en el cual se reporta que el coeficiente de variación fue 18.7% y la media general de rendimiento de 6 867 kg ha-1.

was 80- 40- 00, using ammonium nitrate and triple calcium superphosphate as sources during plowing. The experiments in Rancho Almaráz were planted on June 21 and June 28, 2007, respectively, whereas the experiment in Santa Lucía de Prías was planted on June 7. To control weeds, 3 L ha -1 of nicosulfuron, 3 L ha- 1 of 2,4D amina and 3 kg ha -1of atrazine.

The analyzed variables were yield, male flowering, plant and ear height, healthy ears (>80%), rotten ears (>20% damaged), volumetric weight, weight of 200 grains, ear length, rows per ear, grains per row, ear diameter and total grains per ear; these data were taken from five ears per plot. Averages were compared using the Tukey test (p≤ 0.05).

RESULTS AND DISCUSSION

Table 2 shows the mean squares and the statistical significance for the variables evaluated in the hybrids, proportions of percentages of androsterile-fertile seeds and the interactions of genotypes by proportions of percentages of seeds for the experiment in the first planting date in the FESC -UNAM, in which the variation coefficient was 18.7% and the overall average yield was 6 867 kg ha 1.

For grain yield there was a significant difference (p≤ 0.05), for the plant and ear heights there were significant differences (p≤ 0.01), and for the proportions of percentages of androsterile-fertile seeds, there were not statistical differences (p≤ 0.05).

Variable Híbrido AE-F Híbrido∗AE-F X CV (%)Rendimiento 2 161 404∗ 3 121 735 3 844 698 6 867 18.7Floración masculina 7 3 3 79 2.3Altura de planta 8 096∗∗ 598 392 227 12.4Altura de mazorca 8 500∗∗ 756 1 136 115 26Mazorcas buenas 151∗ 13 30 17 35.4

Cuadro 2. Resultados de las variables evaluadas en dos híbridos de maíz en Cuautitlán, México, ciclo primavera-verano 2007 en la primera fecha de siembra.Table 2. Results of the variables evaluated in two maize hybrids in Cuautitlan, Mexico, 2007 spring-summer cycle on the first day of planting.

AE-F= androestéril-fértil; ∗, ∗∗= significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente; CV= coeficiente de variación.

Mazorcas malas 0.06 4 6 3 61.9Peso volumétrico 9 657 972 674 4.1Peso de 200 granos 97∗ 34 56∗ 43.3 11.2


The results of the variance analysis for the second planting date in FESC- UNAM, show that there was no significant difference between hybrids for yields, although there were highly significant differences for the proportions of androsterile-fertile seeds and significant differences for the interaction between variation factors (Table 3). Highly significant differences were found for plant height and ear damaged in the hybrid variation factor.

Significant differences were established for the factor of variation proportion of percentages of androsterile-fertile seeds for yield, male flowering, plant height, ear length and rows per ear; in the interaction, significance was found for yield, male flowering, plant height, ear damaged, ear length and rows per ear (Table 3).

Table 4 shows the results obtained in the experiment in Santa Lucía de Prías, CEVAMEX, in which we can be seen that for yield, the variation coefficient was 15.4%, and the general average was 8 366 kg ha -1.There was no significant difference observed in hybrids for yield, but there was for the factor of

Variable Híbrido AE-F Híbrido∗AE-F X CV (%)Rendimiento 1 331 031.7 6 066 334∗∗ 3 847 792.4∗ 6 859 19.8Floración masculina 6.06 5.36∗ 4.22∗ 76 1.86Altura de planta 15.51∗∗ 350.9 394.28∗ 245 5.11

Cuadro 3. Resultados de las variables evaluadas en dos híbridos de maíz en Cuautitlán, México, ciclo primavera-verano 2007 en la segunda fecha de siembra.Table 3. Results of the variables evaluated in two maize hybrids in Cuautitlan, Mexico, 2007 spring-summer cycle on the second day of planting.

AE-F= androestéril-fértil; ∗, ∗∗ significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente; CV= coeficiente de variación.

Para rendimiento de grano se detectó diferencia significativa (p≤ 0.05), para altura de planta y altura de mazorca se definieron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01); para las proporciones de porcentajes de semilla androestéril-fértil no se presentaron diferencias estadísticas (p≤ 0.05).

Los resultados del análisis de varianza para la segunda fecha de siembra en la FESC-UNAM, arrojan que para rendimiento no hubo diferencia significativa entre los híbridos, pero se presentaron diferencias altamente significativas para las proporciones de semilla androestéril-fértil y significativa para la interacción entre los factores de variación (Cuadro 3). Se detectaron diferencias altamente significativas para altura de planta y mazorcas malas en el factor de variación híbridos.

Se establecieron diferencias significativas para el factor de variación proporción de porcentajes de semilla androestéril-fértil para rendimiento, floración masculina, altura de planta, longitud de mazorca e hileras por mazorca; en la interacción se detectó significancia para rendimiento, floración masculina, altura de planta, mazorcas malas, longitud de mazorca e hileras por mazorca (Cuadro 3).

Cuadro 2. Resultados de las variables evaluadas en dos híbridos de maíz en Cuautitlán, México, ciclo primavera-verano 2007 en la primera fecha de siembra (Continuación).Table 2. Results of the variables evaluated in two maize hybrids in Cuautitlan, Mexico, 2007 spring-summer cycle on the first day of planting (Continuation).

AE-F= androestéril-fértil; ∗, ∗∗= significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente; CV= coeficiente de variación.

Variable Híbrido AE-F Híbrido∗AE-F X CV (%)Longitud de mazorca 0.01 1 4∗ 14.0 7.4Hileras por mazorca 2 1 10 16.1 7.6Granos por hilera 18 5 13 28 10Diámetro de mazorca 0.02 0.32 0.63∗ 4.5 3.8Granos por mazorca 36 589∗ 6 058 10 513 438 17

Altura de mazorca 47.51 469.64 467.34 138 12.5Mazorcas buenas 50.96 135.36∗∗ 35.76 22 30.6Mazorcas malas 36.3∗∗ 7.47∗ 8.21∗∗ 3 47.2


variation proportion of percentages of androsterile-fertile seeds, in which there were highly significant differences at (p≤ 0.05).

In the cluster analysis of the three experiments, the results of the variance analysis showed that for yield, there were highly significant differences, for the variation factors environments, androsterile-fertile proportions interaction of hybrids∗androsterile-fertile proportion (Table 5a); this indicates that it is necessary to verify

the seed proportions, since it could present a differential response, depending on the hybrids and the proportions (Espinosa et al., 2009).

Variable Híbrido AE-F Híbrido∗ AE-F X CV (%)Rendimiento 331 019.3 6 685 203.1∗∗ 3 784 652.2∗ 8 366 15.4Floración masculina 15.5∗ 1.178 1.415 76 1.87Altura de planta 6 277.348 321.82 245 6.2Altura de mazorca 0.13 315.148 570.336 130 18.7Mazorcas buenas 20.74 32.036 371.09 19 20.9Mazorcas malas 23.04 12.109 53.87∗∗ 9 33.4Peso volumétrico 0.001 0.54 0.91 671 3.2Peso de 200 granos 139.63 78.575∗ 47.503 34 15.7Longitud de mazorca 0.969 2.775 4.8363∗ 8.8 12.7Hileras por mazorca 0.742 1.509 1.709 15 7.1Granos por hilera 4.378 18.275 16.712 28 13.5Diámetro de mazorca 0.025 0.0661 0.0482 4 4.06Granos por mazorca 16 136.72∗ 2 752.29 6 057.16∗ 420 10.6

Cuadro 4. Resultados de las variables evaluadas en híbridos de maíz en Santa Lucía de Prías, México, para el ciclo primavera-verano 2007.Table 4. Results of the variables evaluated in maize hybrids in Santa Lucía of Prías, Mexico, for the 2007 spring- summer cycle.


Peso volumétrico 0.378 255.3 425.3 672 3.2Peso de 200 granos 14.1 11.36 30.07 43 10.5Longitud de mazorca 0.85 1.86∗ 1.88∗ 10.5 7Hileras por mazorca 0.37 0.97 1.83∗ 16 6Granos por hilera 6.56 8.49 10.3 27 10Diámetro de mazorca 0.2 0.02 0.23 4.4 4Granos por mazorca 3 331.15 2 541.34 3 203.67 444 13

Variable Híbrido AE-F Híbrido∗AE-F X CV (%)

Cuadro 3. Resultados de las variables evaluadas en dos híbridos de maíz en Cuautitlán, México, ciclo primavera-verano 2007 en la segunda fecha de siembra. (Continuación).Table 3. Results of the variables evaluated in two maize hybrids in Cuautitlan, Mexico, 2007 spring-summer cycle on the second day of planting. (Continuation).


En el Cuadro 4 se presentan los resultados obtenidos en el experimento de Santa Lucía de Prías, CEVAMEX, donde se observa que para rendimiento, el coeficiente de variación fue de 15.4% y la media general de 8 366 kg ha-1. Para rendimiento no se detectó diferencia significativa en híbridos, pero si para el factor de variación proporción de porcentajes de semilla androestéril-fértil, en el cual se presentaron diferencias altamente significativas, así como en la interacción, en la cual se detectaron diferencias estadísticas (p≤ 0.05).

En el análisis conjunto de los tres experimentos, los resultados del análisis de varianza mostraron que para rendimiento hubo diferencias altamente significativas,


para los factores de variación ambientes, proporciones androestériles-fértiles, interacción híbridos∗proporción androestéril-fértiles (Cuadro 5a); lo anterior señala que es necesario verificar las proporciones de semillas, ya que pudiese presentarse una respuesta diferencial dependiendo de los híbridos y las proporciones (Espinosa et al., 2009).

Para el factor de variación ambientes, se detectaron diferencias altamente significativas para floración masculina, altura de planta, altura de mazorca, mazorcas buenas y malas, peso de 200 granos, longitud de mazorca, hileras por mazorca, diámetro de mazorca; en el factor de variación híbridos se detectaron diferencias significativas para las variables, granos por hilera y por mazorca y en porcentajes de semilla androestéril-fértil; para rendimiento se presentaron diferencias en mazorcas buenas; en las interacciones se definieron diferencias significativas para rendimiento y número de mazorcas malas (Cuadro 5b).

For the environment variation factor, highly significant differences were found for male flowering, plant height, ear height, good and ear damaged, weight of 200 grains, ear length, rows per ear, ear diameter; in the hybrid variation factor, there were significant differences found for the variables grains per row and per ear, and in percentages of androsterile-fertile seeds; for yield, there were differences in good ears; in the interactions, there were significant differences for yield and number of ear damaged (Table 5b).

Table 6 shows the comparisons of averages for environments, considering the average of both hybrids evaluated under different androsterile-fertile seed proportions; two groups were defined for yield, the best average yield was obtained in Santa Lucía de Prías, with 8 366 kg ha -1,statistically different to the environments found in the FESC- UNAM, which could be due to the later plantation in FESC- UNAM.

Cuadro 5a. Resultados de las variables estudiadas en híbridos de maíz en tres ambientes de evaluación, para el ciclo primavera-verano 2007.Table 5a. Results of the variables studied in maize hybrids in three evaluation environments, for the 2007 spring-summer cycle.

Variable Ambiente Híbrido AE-F Híbrido∗AE-F AMB∗AE-FRendimiento 55 609 055.7∗∗ 3 326 494.8 6 218 341.3∗∗ 6 496 259.1∗∗ 4 864 685.7∗∗

Floración masculina 156.78∗∗ 4.545 5.842 4.145 1.787Altura de planta 7 190.308∗∗ 2 328.489 556.481 651.267 334.68Altura de mazorca 9 302.459∗∗ 2 404.545 666.753 1 219.634 437.276Mazorcas buenas 443.772∗∗ 192.045 98.025∗ 52.978 40.994Mazorcas malas 645.671∗∗ 37.353∗ 2.971 22.331∗∗ 10.455∗

Peso volumétrico 86.671 0.989 711.07 1 030.545 228.282Peso de 200 granos 1 923.974∗∗ 370.914∗∗ 42.331 54.658 40.669Longitud de mazorca 29.126∗∗ 0.989 2.409 7.467∗∗ 1.965Hileras por mazorca 20.929∗∗ 4.247 1.201 1.314 1.023Granos por hilera 39.171 84.045∗ 16.048 11.545 8.21Diámetro de mazorca 4.582∗∗ 0.089 0.056 0.632 0.033Granos por mazorca 10 999.656 90 453.66∗∗ 4 978.338 7 825.289 3 187.006

AE-F= androestéril-fértil; ∗, ∗∗ significancia estadística al 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente; AMB= ambiente.

Cuadro 5b. Cuadrados medios y significancia estadística de variables evaluadas en híbridos de maíz Puma en tres ambientes de evaluación, para el ciclo primavera-verano 2007.Table 5b. Average squares and statistical significance and Puma maize hybrids in three evaluation environments, for the 2007 spring-summer cycle.

CV= coeficiente de variación; *, **= significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente.

Variable Ambiente∗híbrido Ambiente∗híbrido∗mezcla de semilla X CV (%)Rendimiento 201 542.8 2 497 989.7 7 306 17.9Floración masculina 12.1818 1.9818 77 2.2Altura de planta 2 894.732∗∗ 228.5934 239 8.3Altura de mazorca 3 071.561∗ 477.2661 128 19


In the comparison of averages for hybrids (Table 7), considering the averages of the three evaluation environments, with the different proportions of androsterile and fertile seeds for yield, there were no statistical differences. The average yield of Puma 1075 was 7 435 kg ha- 1, similar to the average yield of Puma 1076, which produced 7 176 kg ha- 1. In other variables such as male flowering, volumetric weight, cob length, rows per cob, and cob diameter, there were no differences between hybrids,

either, probably due to the role the male parent plays in the conformation in both hybrids, producing some similarity between them (Espinosa et al., 2003a; Tadeo et al., 2004).

En el Cuadro 6, se presenta la comparación de medias para ambientes, considerando la media de los híbridos evaluados bajo diferentes proporciones de semilla androestéril-fértil; para rendimiento se definieron dos grupos, el mejor rendimiento medio correspondió al ambiente de Santa Lucía de Prías con 8 366 kg ha-1, estadísticamente diferente con los dos ambientes manejados en la FESC-UNAM; que pudo deberse a la siembra un poco más tardía en la FESC-UNAM, probablemente afectó la productividad.

Variables Cuautitlán, México (1) Cuautitlán, México (2) Santa Lucía DSH (0.05)Rendimiento (kg ha-1) 6 764 b 6 788 b 8 366 a 542Floración masculina (días) 79 a 76 c 77 b 1Altura de planta (cm) 227 b 245 a 245 a 8Altura de mazorca (cm) 115 b 138 a 131 a 10Mazorcas buenas 17 c 22 a 19 b 2Mazorcas malas 3 b 3 a 9 a 1Peso volumétrico (kg hl-1) 673 a 671 a 672 a 10Peso de 200 granos (g) 43.3 a 42.5 a 33.6 b 2Longitud de mazorca (cm) 14.0 a 13.5 b 12.7 c 0.4Hileras por mazorca 16 a 16 a 15 b 0.4Granos por hilera 28 a 27 a 28 a 1Diámetro de mazorca (cm) 4.4 a 4.4 a 4 b 0.07Granos por mazorca 438 a 444 a 420 b 25

Cuadro 6. Comparación de medias para tres ambientes considerando el promedio de dos híbridos de maíz en diferentes mezclas de semilla fértil y androestéril, ciclo primavera-verano 2007.Table 6. Comparison of averages for three environments, considering the average of maize hybrids in different combinations of fertile and androsterile seeds, 2007 spring-summer cycle.

Nota= medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Mazorcas buenas 15.591 24.8575 19 29.1Mazorcas malas 11.066 22.7601∗∗ 5 45.4Peso volumétrico 4.2474 396.303 672 3.5Peso de 200 granos 1.2171 39.2116 39 12.3Longitud de mazorca 0.3686 1.7297 13.4 7.7Hileras por mazorca 0.0808 1.6308 16 6.7Granos por hilera 14.3636 14.3469 28 11.8Diámetro de mazorca 0.1147 0.0363 4.3 3.9Granos por mazorca 1 661.475 5 974.558 434 13.7

Cuadro 5b. Cuadrados medios y significancia estadística de variables evaluadas en híbridos de maíz Puma en tres ambientes de evaluación, para el ciclo primavera-verano 2007 (Continuación).Table 5b. Average squares and statistical significance and Puma maize hybrids in three evaluation environments, for the 2007 spring-summer cycle (Continuation).

CV= coeficiente de variación; *, **= significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente.

En la comparación de medias para híbridos (Cuadro 7), considerando la media de los tres ambientes de evaluación, bajo las diferentes proporciones de semilla androestéril y fértil para rendimiento no hubo diferencias estadísticas, el

Variable Ambiente∗híbrido Ambiente∗híbrido∗mezcla de semilla X CV (%)


rendimiento medio de Puma 1075 fue 7 435 kg ha-1, similar al rendimiento medio de Puma 1076 que produjo 7 176 kg ha-1, en otras variables como floración masculina, peso volumétrico, longitud de mazorca, hileras por mazorca y diámetro de mazorca, tampoco se presentaron diferencias entre los dos híbridos, que probablemente se debe a la conformación de que en ambos híbridos participa el mismo progenitor masculino, por lo que hay cierta similitud entre ellos (Espinosa et al., 2003a; Tadeo et al., 2004).

En otras variables como altura de planta, altura de mazorca, mazorcas buenas y malas, peso de 200 granos, granos por mazorca; si se detectaron diferencias entre los híbridos evaluados, debido probablemente a la propia naturaleza de las variables (Cuadro 7).

In other variables such as plant height, ear height, rotten and healthy ears, weight of 200 grains, and grains per ear, there were differences between hybrids evaluated, due probably to the very nature of the variables (Table 7).

Considering the averages of both hybrids evaluated, in the comparison of averages for the different proportions of androsterile-fertile seeds, in the three evaluation environments two significance groups were presented, in which the greatest yields came from 100% androsterile seeds (8 146 kg ha- 1), 90% androsterile seeds + 10% fertile seeds (7 910 kg ha -1), 80% androsterile seeds + 20% fertile seeds (7 913 kg ha -1); these yields are in comparison to the treatment of 100% fertile seeds (6 419 kg ha- 1) 26.9%, 23.2% and 23.3%, respectively.

This complies with earlier studies, in which a certain advantage is given to the androsterile version, brought about by saving photosynthates when there is no demand that creates pollen, increasing grain production (Fleming et al., 1960; Simeonov, 1995; Stamp et al., 2000; Urs et al., 2002; Martínez et al., 2005; Tadeo et al., 2007; Espinosa et al., 2009).

In the case of the 100% androsterile treatment, it is logically not a treatment that can be used commercially, since there can be no fertilization due to a lack of pollen. In these experiments there were no pollination or fertilization problems, since around each experiment there were edges set up with fertile material; however, the other proportions, such as 90% androsterile + 10% fertile

Variables Puma 1075 Puma 1076 DSH (0.05)Rendimiento (kg ha-1) 7 435 a 7 176 a 370Floración masculina (días) 77 a 77 a 1Altura de planta (cm) 242 a 235 b 5Altura de mazorca (cm) 131 a 124 b 7Mazorcas buenas 20 a 18 b 1.5Mazorcas malas 5 b 6 a 1Peso volumétrico (kg hl-1) 672 a 672 a 7Peso de 200 granos (g) 38.4 b 41.2 a 1.4Longitud de mazorca (cm) 13.4 a 13.5 a 0.3Hileras por mazorca 16 a 16 a 0.3Granos por hilera 29 a 27 b 0.9Diámetro de mazorca (cm) 4.3 a 4.2 a 0.04Granos por mazorca 455 a 413 b 17

Cuadro 7. Promedios obtenidos para diversas variables evaluadas en dos híbridos de maíz Puma. Ciclo primavera-verano 2007.Table 7. Averages obtained for different variables evaluated in Puma maize hybrids. 2007 spring-summer cycle.

Nota= medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

En la comparación de medias para las diferentes proporciones de semilla androestéril-fértil, considerando el promedio de los dos híbridos evaluados, en los tres ambientes de evaluación se presentaron dos grupos de significancia, donde los mayores rendimientos correspondieron a 100% semilla androestéril (8 146 kg ha-1), 90% semilla androestéril + 10% semilla fértil (7 910 kg ha-1), 80% semilla androestéril + 20% semilla fértil (7 913 kg ha-1); estos rendimientos representan con respecto al tratamiento que corresponde a 100% semilla fértil (6 419 kg ha-1) 26.9%, 23.2% y 23.3%, respectivamente.

Lo anterior tiene cierta congruencia con trabajos previos, donde se otorga cierta ventaja a la versión androestéril, propiciada por el ahorro de fotosintatos cuando no hay la presencia de la demanda que genera polen, con esto se


incrementa la producción de grano (Fleming et al., 1960; Simeonov, 1995; Stamp et al., 2000; Urs et al., 2002; Martínez et al., 2005; Tadeo et al., 2007; Espinosa et al., 2009).

En el primer caso del tratamiento 100% androestéril, en forma lógica no es un tratamiento que pudiese ser utilizado comercialmente, ya que no podría haber fecundación al no haber presencia de polen, en estos experimentos no hubo problemas de polinización y tampoco fecundación, porque alrededor de cada experimento se establecieron bordos con un material fértil; sin embargo, las otras proporciones como son 90% androestéril + 10% fértil y 80% androestéril + 20% fértil, podrían ser proporciones que pueden usarse comercialmente, ya que mostraron rendimientos diferentes significativamente con respecto a la proporción 100% fértil (Cuadro 8); esto representa una alternativa para su implementación y uso comercial. Para ello tendría que incrementarse semilla de los híbridos en estudio en esa proporción; es decir, incrementar la semilla androestéril-fértil y mezclarse, que se lleva a cabo en el proceso de beneficio.

and 80% androsterile + 20% fertile, could be proportions that could be used commercially, since they showed significantly different yields to the 100% fertile proportion (Table 8). This represents an alternative for its commercial implementation and use. For this purpose, there should be an increase of seed of the studied proportions, that is, an increase in androsterile-fertile seeds, and their combination, which takes place in the process of benefit.

Although the causes of the increase of the yield in seeds of versions of androsterility over the fertile ones, as in this case, have not been clarified. Urs et al. (2002) states that there is no knowledge of the point up to which the sterility of pollen per se contributes to the differences in the grain yield between materials. In the formation of pollen, there is a strong demand for nutrients such as nitrogen and photosynthates, hence the supply to female organs is reduced, causing a reduction of the potential yield of the seeds (Martínez -Lázaro et al., 2005).

The proportions of androsterile-fertile seeds as 100%, 90%, 80% and 70% of androsterile seeds, as well as the fertile counterpart; that is, 0%, 10%, 20%, 30%, showed favorable significant differences for yield, of 26.9%, 23.2%, 23.3% and 16.2%, in comparison to the 100% fertile version, which is taken as a reference; this response has a similar tendency to results

Fértil AE Rendimiento(kg ha-1)

Porcentaje vs 100%

fértil

Floraciónmasculina

(días)

Altura de planta(cm)

Altura de mazorca

(cm)

Mazorcas buenas

Mazorcas malas

100 0 6 419 b 100 76 a 242 a 129 a 17 abc 5 a90 10 7 113 ab 110.8 77 a 239 a 124 a 19 abc 5 a80 20 6 439 b 100.3 77 a 237 a 125 a 17 bc 5 a70 30 7 197 ab 112.1 76 a 242 a 137 a 17 c 6 a60 40 6 788 ab 105.7 77 a 236 a 128 a 18 abc 5 a50 50 7 306 ab 113.8 77 a 233 a 120 a 18 abc 5 a40 60 7 676 ab 119.6 77 a 245 a 129 a 21 abc 5 a30 70 7 459 ab 116.2 78 a 236 a 125 a 18 abc 5 a20 80 7 913 a 123.3 77 a 228 a 117 a 21 abc 5 a10 90 7 910 a 123.2 78 a 247 a 137 a 23 ab 5 a0 100 8 146 a 126.9 77 a 241 a 131 a 23 ab 5 a

DSH (0.05) 1 436 1.8 22 26 6 2

Cuadro 8. Comparación de medias para diferentes proporciones de semilla fértil y androestéril considerando el promedio de los híbridos de maíz en tres ambientes de evaluación, ciclo primavera-verano 2007.Table 8. Comparison of average for different proportions of fertile and androsterile seeds, considering the average of the maize hybrids in three evaluation environments, 2007 spring-summer cycle.

AE= androestéril; medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).

Si bien las causas del aumento en rendimiento de semilla de versiones con androesterilidad sobre las fértiles como en este caso, no han sido dilucidadas. Urs et al. (2002) mencionan que se desconoce hasta qué punto la esterilidad del polen per se contribuye a las diferencias en el rendimiento de grano entre materiales. Se ha tratado de explicar que en la formación de polen fértil existe una demanda poderosa de nutrimentos tales como


nitrógeno y fotosintatos, de modo que el abastecimiento a los órganos femeninos se reduce y ocasiona disminución del rendimiento potencial de semilla (Martínez-Lázaro et al., 2005).

Las proporciones de semilla androestéril-fértil como 100%, 90%, 80% y 70% de semilla androestéril, así como la contraparte de semilla fértil; es decir 0%, 10%, 20%, 30%, mostraron diferencias significativas favorables en rendimiento de 26.9%, 23.2%, 23.3% y 16.2% con respecto a la versión 100% fértil, que se toma como referente, respuesta que tiene similar tendencia con resultados de otros trabajos (Fleming et al., 1960; Simeonov, 1995; Stamp et al., 2000; Urs et al., 2002; Martínez-Lázaro et al., 2005).

El tratamiento 100% androestéril no es aplicable en forma práctica, porque se requiere una fracción de plantas fértiles para que ocurra la polinización y fecundación del resto de plantas, también esto podría explicar parcialmente la buena respuesta del tratamiento 90% semilla androestéril + 10% semilla fértil, ya que el tratamiento 100% androestéril podría haber tenido alguna dificultad de polinización y fecundación oportuna a diferencia del tratamiento donde 10% es fértil, lo anterior a pesar de que alrededor del experimento se colocan bordos con plantas de maíz fértiles (Cuadro 4).

Con base en los rendimientos expresados por las diferentes proporciones de semilla androestéril-fértil (Cuadro 8), se podría señalar que las proporciones desde 60%, 70%, 80%, 90% semilla androestéril, con su contraparte de semilla fértil, representan buenas opciones de mezcla de semilla. Estas proporciones pueden efectuarse después del proceso de desgrane y selección de semilla por parte de las empresas que multiplican estos materiales, de esta manera el uso comercial por parte de los agricultores no tendría inconveniente.

En el Cuadro 9, se presenta para cada uno de los híbridos, el rendimiento expresado para cada proporción de semilla androestéril-fértil, se pueden observar ciertas variaciones; pero el comportamiento es similar a los resultados ya mostrados en el promedio de los híbridos. Los rendimientos medios de las proporciones, indican que la androesterilidad otorga alguna ventaja en la productividad del híbrido final, contrario al reportado para las cruzas simples progenitoras de los mismos híbridos (Espinosa et al., 2003b), pero en concordancia con trabajos de Fleming et al. (1960); Simeonov (1995); Stamp et al. (2000); Urs et al. (2002); Espinosa et al. (2009).

of other studies (Fleming et al., 1960; Simeonov, 1995; Stamp et al., 2000; Urs et al., 2002; Martínez -Lázaro et al., 2005).

The 100% androsterile treatment is not practically applicable, since it refers to a fraction of the fertile plants for pollination and fertilization of the rest of the plants to take place. This could also partially explainthe adequate response of the treatment with 90% androsterile + 10% fertile seeds, since the 100% androsterile treatment could have had some difficulties with timely pollination and fertilization, unlike the treatment in which it is 10% fertile, despite fertile maize plants being placed around the experiment (Table 4).

Based on the yields expressed by the different androsterile-fertile seed proportions (Table 8), we could state that the androsterile seed proportions of 60%, 70%, 80%, 90%, with its fertile seed counterparts, are good options of seed combinations.These proportions can be combined after the process of kernelling and seed selection by the companies that reproduce this material, so farmers would not be inconvenienced by using them for commercial purposes.

For each of the hybrids, Table 9 shows for each of the hybrids, the yield of each proportion of androsterile-fertile seeds. Certain variations can be noticed, although in general, behavior is somehow similar to the results already shown in the average of both hybrids. The average yields of the proportions indicate that androsterility gives some advantage in productivity expressed by the final hybrid, as opposed to reports for single cross parent of the same hybrids (Espinosa et al., 2003b), only in accordance with earlier works of Fleming et al. (1960); Simeonov (1995); Stamp et al. (2000); Urs et al. (2002); Espinosa et al. (2009).

Based on the results for the different proportions of androsterile-fertile seeds, we could accept that male sterility in hybrids Puma1075 and 1076 gives a certain advantage in regard to the fertile version, which is a positive factor for seed production, since itlowers the costs, due to the elimination of detasseling by hand.


CONCLUSIONS

Hybrids Puma 1075 and Puma 1076 showed statistically similar yield under the average of different proportions of fertile and androsterile seeds evaluated in all three environments.

In the environment of Santa Lucía de Prías, yields were of 8 366 kg ha- 1, statistically different to the two environments of FESC- UNAM, considering the average of the two hybrids evaluated under the different androsterile-fertile seed proportions.

The highest yields for combinations of fertile and androsterile seeds belonged to 100% androsterile seeds, 90% androsterile seeds + 10% fertile seeds, 80% androsterile seeds + 20% fertile seeds. These yields represent advantages over the treatment with 100% fertile seed.

HíbridoPuma

Fértil AE Rendimiento (kg ha-1)

Floración masculina (días)

Altura de planta (cm)

Altura de mazorca (cm)

Mazorcas buenas

Mazorcas malas

1075 100 0 7 536 77 250 144 21 41075 90 10 6 977 77 247 134 20 41075 80 20 7 140 77 245 133 19 31075 70 30 7 604 77 257 143 17 81075 60 40 6 953 77 236 142 19 51075 50 50 6 912 77 235 124 17 61075 40 60 8 659 77 251 130 24 31075 30 70 7 386 78 237 121 16 51075 20 80 7 654 77 226 110 22 41075 10 90 7 202 78 248 133 24 41075 0 100 7 763 77 233 125 22 51076 100 0 5 301 75 234 114 14 51076 90 10 7 249 76 232 114 18 51076 80 20 5 737 77 229 116 15 71076 70 30 6 789 76 228 130 16 41076 60 40 6 622 77 235 114 16 61076 50 50 7 698 77 231 116 19 51076 40 60 6 692 77 240 129 18 61076 30 70 7 530 77 235 128 20 61076 20 80 8 171 78 230 126 19 71076 10 90 8 618 78 246 141 22 51076 0 100 8 528 78 249 137 24 5

Cuadro 9. Comparación de variables estudiadas para la interacción genotipo por mezcla de semilla considerando el promedio de tres ambientes de siembra, ciclo primavera-verano 2007.Table 9. Comparison of variables studied for genotype interaction by seed combination, considering the average of three planting environments, 2007 spring-summer cycle.

AE= androestéril.

Con base en los resultados de las diferentes proporciones de semilla androestéril-fértil, se podría aceptar que la esterilidad masculina en los híbridos Puma 1075 y 1076, otorga cierta ventaja en rendimiento con respecto a la versión fértil, lo cual constituye un factor positivo para la producción de semilla, ya que disminuye los costos por evitar el desespigue manual.

CONCLUSIONES

Los híbridos Puma 1075 y Puma 1076 expresaron el rendimiento estadísticamente similar bajo la media de las diferentes proporciones de semilla fértil y androestéril, evaluados en los tres ambientes.

El ambiente de Santa Lucía de Prías se obtuvo rendimiento promedio de 8 366 kg ha-1, fue estadísticamente diferente con respecto a los dos ambientes manejados en la


FESC-UNAM, considerando la media de los dos híbridos evaluados bajo las diferentes proporciones de semilla androestéril-fértil.

Los mayores rendimientos de proporciones de mezcla de semilla fértil y androésteril, correspondieron a 100% semilla androesteril, 90% semilla androestéril + 10% semilla fértil, 80% semilla androestéril + 20% semilla fértil, estos rendimientos representan ventajas con respecto al tratamiento de 100% semilla fértil.

Las proporciones desde 90%, 80%, 70%, 60% de semilla androestéril, con su contraparte de semilla fértil 10%, 20%, 30% y 40% respectivamente, representan buenas opciones de mezcla de semilla, expresando 23.2%, 23.3%, 16.2%, 19.6% de rendimiento superior con respecto al tratamiento 100% fértil.

AGRADECIMIENTOS

La autora(es) agradecen el apoyo financiero del proyecto PAPIIT-IN205908 para la realización de la presente investigación.

LITERATURA CITADA

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The proportions of 90%, 80%, 70%, 60% androsterile seeds, with its fertile seed counterpart, 10%, 20%, 30% and 40% respectively, are good options of seed combinations, expressing yields 23.2%, 23.3%, 16.2%, 19.6% higher than the 100% fertile treatment.

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ÍNDICE DE VELOCIDAD DE EMERGENCIA EN LÍNEAS DE MAÍZ*

SPEED OF EMERGENCE OF INBRED MAIZE LINES

Juan Martínez Solis1, Juan Virgen Vargas2§, Margarita Gisela Peña Ortega1 y Alejandro Santiago Romero1

1Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9521500. Ext. 6368 y 6260. ([email protected]). 2Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km. 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212738. Ext. 194. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].



RESUMEN

El objetivo del presente estudio fue establecer una clasificación sobre el vigor de semillas mediante los índices de velocidad de emergencia y germinación en líneas de maíz, utilizando cuatro tamaños de muestra. El experimento se realizó en el laboratorio de semillas del Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo. Se utilizaron semillas de líneas de maíz proporcionados por el programa de producción de semillas del Campo Experimental Valle de México del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Se efectuaron pruebas de emergencia en arena, germinación estándar y envejecimiento acelerado bajo un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones de 25, 50, 75 y 100 semillas. En cada prueba se evaluó el índice de velocidad de germinación y emergencia, longitud, peso seco de la parte aérea y radícula, porcentaje de germinación y emergencia. Se hizo análisis de varianza, comparación de medias Tukey (p≤ 0.05) y prueba de correlación de Pearson. Para la identificación de líneas de maíz con alto vigor, con los tamaños de muestra estimados, en la prueba de arena se proponen como índices de velocidad de emergencia valores superiores a 3, 6, 10 y 13; en la prueba de germinación estándar y de envejecimiento acelerado, se proponen valores superiores a 7, 14, 21 y 28, y como índices de velocidad de germinación valores de 9, 18, 31 y 42.

Palabras clave: Zea mays L., líneas endogámicas, tamaño de muestra, vigor de semilla.

ABSTRACT

The purpose of this study was to define a classification on the vigor of seeds, using the maize line emergence and germination speed rates, using four sample sizes. The experiment was carried out in the seeds laboratory ofthe Plant Breeding Department of the Chapingo Autonomous University. Line and hybrid maize seeds were used, provided by the Seeds Production Program of the Valley of Mexico Experimental Center, of the National Forestry, Agriculture and Livestock Institute. Emergence in sand, standard germination andaccelerated aging were tested, using a completecluster design at random, with four repetitions of 25, 50, 75 and 100 seeds. In each test, the germination and emergence were evaluated, along with length, dry weight of the aerial and radicle sections, and percentage of germination and emergence. A variation analysis, Tukey test for comparing averages (p≤ 0.05) and Pearson correlation test were carried out. To identify the maize lines with higher vigor using the estimated sample sizes, values above 3, 6, 10 and 13 are suggested as emergence rates in the sand test; in the standardgermination and acceleration tests, values above 7, 14, 21 and 28 are suggested, and as germination rates, values of 9, 18, 31 and 42. Key words: Zea mays L., endogamous lines, sample size, seed vigor.

Juan Martínez Solis et al.290 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

INTRODUCCIÓN

En la industria de las semillas el porcentaje de germinación, es el parámetro más importante para evaluar los lotes de producción de semilla, ya que este valor es utilizado para la certificación y comercialización del producto como punto de referencia de la calidad del lote en cuestión. Las pruebas de germinación se hacen normalmente bajo condiciones favorables de temperatura y humedad, motivo por el cual muchas veces los resultados de estas pruebas no corresponden a los resultados obtenidos en campo; de esta forma, se ha optado por implementar paralelamente a la germinación, pruebas de vigor para emitir veredictos integrales sobre la calidad fisiológica de un lote de semillas.

En la agricultura, la calidad de semilla es un componente básico para obtener una mayor eficiencia productiva (Andrade, 1992). La calidad de la semilla es un estándar de excelencia o atributo que puede determinar el funcionamiento de ésta al momento de la siembra o almacenamiento. Los componentes de calidad de la semilla se pueden agregar en categorías, donde se menciona la descripción, higiene y potencial de funcionamiento; en este último, se toma en cuenta el vigor y la germinación (Hampton, 2002).

La ISTA (1976) define el concepto de vigor, como la capacidad de la semilla para producir, en forma rápida y uniforme, plántulas normales en condiciones especificas; donde la capacidad depende del estado bioquímico, amplitud de reservas nutritivas y constitución genética de las semillas (Besnier, 1989). Es posible notar que dentro de los factores que están involucrados en el origen y causas del vigor de la semilla se pueden considerar dos grupos: a) origen genético o endógeno a la planta o semilla; y b) origen ambiental o exógeno que inciden desde el lote de producción hasta posteriores a la cosecha (Villaseñor, 1984).

Se han propuesto diversas pruebas para evaluar el vigor y por razones de operatividad, eficacia y costo, una prueba de vigor debe ser barata, sencilla, cuantitativa, reproducible y correlacionada con la emergencia en campo de la semilla (McDonald, 1980). Las pruebas de vigor se dividen en dos tipos: a) directas, las cuales se simulan las condiciones donde pasan las semillas en el campo, con la ventaja que se evalúan todos los factores que afectan el vigor; y b) indirectas, que miden atributos fisiológicos de la semilla y son medidos en el laboratorio y relacionado con el establecimiento en campo (Copeland, 1976).

INTRODUCTION In the seeds industry, the percentage of germination is the most important parameter for evaluating the seed production lots, since this value is used for the certification and commercialization the product, as a reference for the quality of the lot. The germination tests were carried out under a favorable temperature and humidity conditions, which explaings why often the results for these tests do not correspond to the results obtained in field. For this reason, alongside the germination, it was selected to implement vigor tests to give comprehensive verdicts on the physiological quality of a seeds lot. In agriculture, seed quality is a basic component to obtain a better productive efficiency (Andrade, 1992). Seed quality is a standard of excellence or an attribute that can determine the performance of the seed when planted or stored. The quality components of the seed can be grouped in categories, mentioning the description, hygiene and performance potential; the last one takes into account vigor and germination (Hampton, 2002).

ISTA (1976) defines the concept of vigor as the capability of the seed to produce, in a quick and uniform manner, normal plantlets under specific conditions; where capability depends on the biochemical state, amount of nutritional reserves and the genetic makeup of the seeds (Besnier, 1989). Within the factors involved in the origin and causes of seed vigor, two groups can be identified: a) genetic or endogenous origin of the plant or seed; and b) environmental or exogenous origin that have an influence from the production lot to post-harvest (Villaseñor, 1984). Several tests are proposed for the evaluation of vigor, yet for operability, efficiency and cost purposes, a vigor test must be inexpensive, simple, quantitative and reproducible and correlated to the emergence on the field of the seed (McDonald, 1980). Vigor tests are divided in two types: a) direct, which simulate field conditions, with the advantage of evaluating all the factors that affect vigor; and b) indirect, which measure physiological attributes of the seed in the lab and relates them with the establishment on the field (Copeland, 1976).

The test for emergence speed proposed by Maguire (1962), in which there is a count of the number of days for emergence to establish an index, it helps to obtain better vigor estimations for the plantlets to be used in genetic improvement programs, since it has been proven that plantlets with better vigor have acceptable characteristics for foliar area, dry weight and root length.

Índice de velocidad de emergencia en líneas de maíz 291

La prueba de velocidad de emergencia propuesta por Maguire (1962), en donde se cuenta el número de días que emergieron para establecer un índice, el cual permite obtener mejores estimadores de vigor de las plántulas para ser utilizadas en programas de mejoramiento genético, ya que se ha demostrado que plántulas con mejor vigor poseen características aceptables de área foliar, peso seco y longitud de raíz.

Vargas (1996) estimó el índice de velocidad de emergencia (IVE), en los híbridos de maíz H-30, H-36E, H-38E y sus respectivas líneas y cruzas simples progenitoras; propuso una escala donde un índice superior a tres caracterizaba un vigor de intermedio a alto; sugirió que el uso de esta escala para la clasificación del vigor pueden ser útil dentro de un esquema de hibridación para seleccionar líneas con alto y medio vigor, debido que presentaron correlación positiva con variables como porcentaje de germinación y emergencia, así como peso seco de plántula.

Sin embargo, no existen valores estandarizados que permitan comparar entre diferentes tamaños de muestra para definir si la semilla tiene alto o bajo vigor, motivo por lo cual se desarrolló el presente trabajo, cuyo objetivo fue proponer valores de índices de velocidad de emergencia y germinación que se asocien al vigor adecuado de semillas en líneas de maíz (Zea mays L.) en cuatro tamaños de muestra.


El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de semillas del Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH). Se utilizaron cuatro cruzas simples y sus líneas progenitoras de híbridos comerciales y experimentales de maíz de Valles Altos. La semilla de los materiales fue proporcionada por el programa de semillas del Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y se muestran en el Cuadro 1. Con una máquina de aire y zarandas de perforación redonda de 7 mm, marca Kamas, se hizo una clasificación previa por tamaño de semilla en todos los genotipos. Con la semilla de tamaño uniforme se establecieron tres pruebas de vigor.

Prueba de emergencia. La siembra se realizó en charolas de plástico de 34∗28∗15 cm, se usó peat-moss como sustrato; se sembró a dos centímetros de profundidad y un centímetro

Vargas (1996) estimated the emergence rate (IVE) for maize hybrids H-30, H-36E, H-38E and their respective simple parent lines and breeds; he proposed a scale in which a rate of over three stood for an intermediate to high rate; he suggested that this way of classifying vigor can be useful in a breeding scheme to select lines with high and low vigor, due they presented a positive correlation with variables such as percentage of germination and emergence, and also dry weight of the plantlet. However, there are no standard values that help compare sample sizes to determine the seed’s vigor, reason why this investigation was conducted to propose values for emergence and germination speed rate that relate to the adequate vigor of the seeds in maize (Zea mays L.) lines, in four sample sizes.

MATERIALS AND METHODS The experiment was carried out in a seeds laboratory in the Plant Breeding Department of the Chapingo Autonomous University (UACH). Four simple breeds were used, along with their parent lines of commercial and experimental Height Valley maize hybrids. The seeds were provided by the Seeds Production Program of the Valley of Mexico Experimental Center (CEVAMEX), of the National Forestry, Agriculture and Livestock Institute (INIFAP), and they are

Cuadro 1. Origen y nivel de endogamia de líneas progenitoras de los híbridos de maíz H-34, H-36E, H-38E y H-40 para Valles Altos. Table 1. Origin and level of endogamy for parent lines of maize hybrids H-34, H-36E, H-38E and H-40 for Height Valleys.

Número Genotipo Origen SL-02 Nivel de endogamia

1 Línea ♀♀ H-40 25 # S7

2 Línea ♂♀ H-40 Lote PL S7

3 Línea ♂♀ H-36E 16# S4

4 M-27 7# S15 H-38E 17# S46 M-28 8# S37 ♀♀H-36E 15# S58 ♂♀H-38E 18# S49 CS♀ H-40 Lote 1♀10 H-38E 18∗1711 H-36E 15∗1612 H-34 8∗7

#= cruzamiento fraternal de medios hermanos; PL= polinización libre; ♀= hembra; ♂= macho.


de distancia entre surcos y plantas, se aplicaron riegos homogéneos durante quince días de prueba a temperatura promedio de 18 a 20 °C en el laboratorio.

Prueba de germinación estándar. Se realizó una prueba de germinación estándar “entre papel” (ISTA, 1976). Se sembraron 25 semillas distribuidas en cinco columnas y cinco hileras, en dos toallas previamente humedecidas con agua destilada sobre una superficie plana y posteriormente se cubrieron con otras dos toallas húmedas y se enrollaron en forma de “taco”, los cuales se introdujeron en una cámara germinadora Seedburo a 25 °C por seis días.

Prueba de envejecimiento acelerado. Se realizó con la modificación a la prueba original propuesta por Rincón (1989). Las semillas se sometieron a temperatura de 42 °C ± 1 °C y 100% de humedad relativa durante 96 h, en una cámara germinadora marca Seedburo; para ello las semillas se colocaron en cajas sandwicheras de 11∗11∗3.5 cm, con 70 ml de agua destilada y una malla de alambre galvanizado colocada en la parte media de la caja, sobre estas se colocaron las semillas evitando el contacto entre ellas. Las cajas se sellaron con cinta “adhesiva” y se introdujeron en la cámara germinadora previamente calibrada a la temperatura requerida. Después de 48 h, las semillas fueron extraídas y se llevó a cabo la prueba de germinación estándar.

Para cada tamaño de muestra se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar, con cuatro repeticiones de 25, 50, 75 y 100 semillas. De cada genotipo se obtuvieron cuatro muestras uniformes; en cada una de las pruebas se evaluaron las siguientes variables.

Índice de velocidad de emergencia (IVE). Se llevaron a cabo conteos diarios del número de plántulas emergidas, considerando como primer día aquél en que se observó la primera plántula emergida; el final del conteo fue a quince días después del establecimiento del experimento. El IVE se calculó de acuerdo a la propuesta de Maguire (1962).

Índice de velocidad de germinación (IVG). Se realizaron conteos diarios del número de semillas germinadas, considerando semillas con la radícula brotada. El cálculo del IVG se hizo de acuerdo a la propuesta de Maguire (1962).

Porcentaje de germinación (PG). Al final de la prueba se dividió el número total de plántulas germinadas entre el número total de semillas.

shown in Table 1. Using an air-blowing machine and Kamas brand sieves with round, 7 mm perforations and a previous classification was made by seed size in all genotypes. Three vigor tests were carried out with evenly-sized seeds.

Emergence test. Seeds were planted in plastic trays 34∗28∗15 cm plastic trays, using peat-moss as a substrate; they were placed in 2 cm deep holes, and with 1 cm between furrows and plants. Homogenous irrigation was aplied during 15 days, at an average temperature of 18 to 20 °C in the laboratory.

Standard germination test. A standard germination test was carried out “among paper” (ISTA, 1976). Twenty five seeds were planted, distributed in five columns and five rows, in two paper towels, previously dampened with distilled water on a flat surface and then covered with two other damp paper towels, which were then rolled up and placed in a Seedburo germination chamber at 25 °C for six days.

Accelerated aging test. This was done with the modification to the original test by Rincón (1989). Seeds were placed in an environment with a temperature of 42 °C± 1 °C and 100% of relative humidity during 96 h, in a Seedburo germination chamber. The seeds were previously placed in sandwich boxes measuring 11∗11∗3.5 cm, with 70 ml of distilled water and a galvanized wire mesh in the middle of the box. On top of these, the seeds were placed, avoiding contact between them. The boxes were sealed with sticky tape and placed in the germination chamber, pre-heated to the required temperature. After 48 h, the seeds were removed and the standard germination test was carried out. For each sample size, complete cluster experimental design at random was used, with four repetitions of 25, 50, 75 and 100 seeds. Four even samples were obtained from each genotype; in each of the samples, the following variables were evaluated. Emergence rate (IVE).The plantlets that emerged every day were counted, considering as day one the day in which the first plantlet to emerge was observed; count ended 15 days after the experiment was set up. The IVE was calculated according to the proposal made by Maguire (1962). Germination rate (IVG).The amount of seeds that germinated every day were counted, considering seeds with a sprouted radicle. IVG was calculated according to the proposal made by Maguire (1962).


Porcentaje de emergencia (PEM). Al final de la prueba se dividió el número total de plántulas emergidas entre el número total de semillas.

Longitud de la parte aérea (LPAE). Se tomó 40% de las plántulas de cada repetición al azar, de las cuales se midió en centímetros la longitud de la parte aérea, desde el cuello de la raíz hasta el ápice de la última hoja.

Longitud de raíz (LRE). Se midió la longitud de raíz en centímetros de 40% de las plántulas de cada repetición tomadas al azar, considerando desde el cuello de la raíz hasta la punta de la misma.

Peso seco de plántula (PSPE). Se utilizaron las mismas plantas que se emplearon para medir la longitud de plántula, las cuales se colocaron en una estufa a 80 °C durante 72 h; al final de este periodo se determinó en una báscula de precisión el peso seco en gramos.

Con el programa SAS versión 8.0, los datos obtenidos de las pruebas se sometieron a una comparación de medias de acuerdo a la prueba de Tukey (p= 0.05), y se obtuvieron los coeficientes de correlación entre las variables estudiadas. Los valores obtenidos en porcentaje fueron trasformados mediante la función arco seno (Steel y Torrie, 1985).


En cada prueba hubo genotipos con resultados constantes para muestras de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición; los valores fueron diferentes debido que el tamaño de muestra así lo define, pero también entre pruebas los índices variaron, debido que cada una se llevó bajo una metodología particular y los criterios de evaluación también provocaron diferencias.

Los resultados del análisis de varianza (Cuadro 2), mostraron efecto significativo para genotipos en los cuatro tamaños de muestra, para el índice de velocidad de emergencia (IVE), longitud de la parte aérea en emergencia (LPAE), longitud de radícula en emergencia (LRE), peso seco en emergencia (PSPE), índice de velocidad de germinación (IVG), longitud de la parte aérea en germinación (LPAG), longitud de la radícula en germinación (LRG), peso seco en germinación (PSG), índice de velocidad de germinación con envejecimiento acelerado (IVGEA), longitud de parte aérea en envejecimiento acelerado (LPAEA) y longitud de radícula en envejecimiento acelerado (LREA).

Percentage of germination (PG). At the end of the test, the total number of germinated plantlets was divided by the total number of seeds. Percentage of emergence (PEM). At the end of the test, the total number of plantlets emerged was divided by the total number of seeds. Length of aerial section (LPAE). Forty percent of the plantlets of each repetition were taken at random, the aerial section of which was measured in centimeters, from the neck of the root to the apex of the last leaf. Root length (LRE). Forty percent of the plantlets of each repetition were taken at random, and their roots measured in centimeters, from the neck to the tip.

Plantlet dry weight (PSPE). The same plantlets we had measured were also used for this variable. There were placed in a heater at 80 °C during 72 h; at the end of this period, the dry weight in grams was determined using a precision scale. Using the program SAS version 8.0, the data obtained from the tests were compared according to Tukey’s range test (p= 0.05), and the correlation coefficients were obtained for the variables studied. The values found as percentages were transformed using the arcsin function (Steel and Torrie, 1985).

RESULTS AND DISCUSSION Each test contained genotypes with constant results for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition. Values varied due to sample sizes, although rates varied between tests, due to each one being performed using particular methods, and evaluation criteria also caused differences. The variance analysis results (Table 2) showed a significant effect for genotypes in the four sample sizes, for emergence rate (IVE), length of the aerial section in emergence (LPAE), root length in emergence (LRE), plantlet dry weight in emergence (PSPE), germination rate (IVG), length of aerial section in germination (LPAG), length of root in germination (LRG), dry weight in germination (PSG), germination rate in accelerated aging (IVGEA), length of aerial section in accelerated aging (LPAEA) and root length in accelerated aging (LREA).


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El porcentaje de emergencia (PEM) tuvo efecto significativo del genotipo, se manifestó en los tamaños de muestra de 50, 75 y 100 semillas; para el peso seco de la plantula en envejecimiento acelerado (PSPEA), se observaron diferencias significativas en genotipos sólo para los tamaños de muestra de 50 y 100 semillas, en el caso de PG se presentaron diferencias en muestras de 100 semillas, mientras que el porcentaje de germinación en envejecimiento acelerado (PGEA) no se apreciaron diferencias significativas en ningún caso.

Los coeficientes de variación para las variables IVE, LRE, PEM, PSPE, IVG, LPAG y PG, fueron menores a 10% en los cuatro tamaños de muestra, que muestra buena confiabilidad de los resultados presentados. Para las variables LPAE, PSPG, IVGEA, LREA, LRG y LPA, los coeficientes de variación se ubicaron entre 11 y 16%, también indica buena confiabilidad.

Prueba de emergencia

En el Cuadro 3 de comparación de medias, los resultados muestran que IVE, LPAE, LRE, PEM y PSPE de los híbridos 11 y 12 fueron buenos en los cuatro tamaños de muestra; no obstante, los valores de estas variables para los genotipos 1, 2, 3, 4, 5 y 9 fueron consistentes, evidenciando los valores menores en los cuatro tamaños de muestra, de ahí que se consideren como los genotipos con menor vigor.

The percentage of emergence (PEM) had a significant effect from the genotype, which was observed in sample sizes of 50, 75 and 100 seeds; for the dry weight of plantlet in accelerated aging (PSPEA) showed significant differences in genotypes, only for sample sizes of 50 and 100 seeds. In the case of PG, there were differences in samples with 100 seeds, while in the percentage of germination in accelerated aging (PGEA) did not show significant differences in any case.

The variation coefficients for variables IVE, LRE, PEM, PSPE, IVG, LPAG and PG were less than 10% in the four sample sizes, which shows good reliability of the results presented. For variables LPAE, PSPG, IVGEA, LREA, LRG and LPAE, variation coefficients were between 11 and 16%, also indicating good reliability. Emergence test Table 3 for comparison of averages, the results that IVE, LPAE, LRE, PEM and PSPE of hybrids 11 and 12 were good in the four sample sizes; however, the values of these variables for genotypes 1, 2, 3, 4, 5 and 9 were consistent, showing the lower values in the four sample sizes. This is why they are considered the genotypes with the least vigor.

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Cuadro 3. Comparación de medias de cinco variables evaluadas en una prueba de emergencia de 12 genotipos de maíz en cuatro tamaños de muestra.Table 3. Comparison of averages in five variables evaluated in an emergence test for 12 maize genotypes as per sample sizes.

Gen= genotipos; DMS= diferencia mínima significativa; IVE= índice de velocidad de emergencia; LPAE= longitud de parte aérea; LRE= longitud raíz; PEM= porcentaje de emergencia; PSPE= peso seco de plántula; valores con la misma letra dentro de las columnas no son diferentes estadísticamente, Tukey (p= 0.05).


This is due to the seed’s genetic makeup, since the seeds of hybrids 11 and 12 show better root emergence (Sarkissian et al., 1964) than the endogamous lines 1 and 2; this was also observed by Voldeng and Blackman (1973) when comparing the different states of development of some dent and flint maize hybrids to their parent lines and the double reciprocal breed on the field and in the laboratory.

Considering the growth analysis technique, in the early post-emergence phase, breeds showed more growth (dry weight and foliar area). The low values of genotypes 1, 2, 3, 4 and 5 can be due to their being endogamous lines, as stated by Allard (1978), who specifies that the drop in vigor and size of maize plants results from the endogamic pressure, caused by self-pollination. Considering that emergence began 6 days after plantation, and supposing that all seeds emerged in that moment, maximum IVE values would be 4.1, 8.3, 12.5 and 16.6 for evaluations on 25, 50, 75 and 100 seeds, respectively. Therefore, values for IVE lines of 3.1, 6.9, 10.4 and 14, represent a delay in the emergence rate of 23.3, 16.2, 16.1 and 15.5% respectively.

Cuadro 3. Comparación de medias de cinco variables evaluadas en una prueba de emergencia de 12 genotipos de maíz en cuatro tamaños de muestra (Continuación).Table 3. Comparison of averages in five variables evaluated in an emergence test for 12 maize genotypes as per sample sizes (Continuation).

Gen= genotipos; DMS= diferencia mínima significativa; IVE= índice de velocidad de emergencia; LPAE= longitud de parte aérea; LRE= longitud raíz; PEM= porcentaje de emergencia; PSPE= peso seco de plántula; valores con la misma letra dentro de las columnas no son diferentes estadísticamente, Tukey (p= 0.05).

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IVE LPAE (cm)

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75 semillas 100 semillas

Lo anterior se puede atribuir a la composición genética de la semilla debido que las semillas de los híbridos 11 y 12, presentan mejor emergencia de radícula (Sarkissian et al., 1964) que las líneas endogámicas 1 y 2; esta situación ha sido también observada por Voldeng y Blackman (1973) al comparar los diferentes estados de desarrollo de algunos maíces híbridos tipo dentado y cristalino, respecto a sus líneas progenitoras y la cruza doble recíproca, en campo y en laboratorio.

Considerando la técnica de análisis de crecimiento, se encontró que en la fase de posemergencia temprana, las cruzas mostraron un mayor crecimiento (peso seco y área foliar). En el caso de los genotipos 1, 2, 3, 4 y 5 sus bajos valores se pueden atribuir que son líneas endogámicas como menciona Allard (1978), quién especifica que la reducción del vigor y tamaño de las plantas de maíz resulta de la presión endogámica, causada por las autopolinizaciones.

Considerando que la emergencia empezó seis días después de la siembra, los valores máximos de IVE, bajo el supuesto que todas las semillas hubieran emergido en ese momento serían de 4.1, 8.3, 12.5 y 16.6 para evaluaciones en 25, 50, 75 y 100 semillas, respectivamente.


Por lo cual los valores de las líneas para IVE de 3.1, 6.9, 10.4 y 14, representan un retraso en la velocidad de emergencia del 23.3, 16.2, 16.1 y 15.5% respectivamente.

Con excepción de las líneas 6 y 7, las identificadas como 1, 2, 3 y 5 no presentan en promedio PSPE mayores a 0.75 g, con esta referencia se propone que los IVE de 3.1, 6.8, 10.3 y 13.7 para muestras de 25, 50, 75, y 100 semillas por repetición, fueron índices de bajo vigor que presentaron retrasos de al menos 23.3, 17.5, 17.4 y 17.2% respectivamente. Los valores de IVE de 3.6, 7.4, 11.1 y 14.8 representan un retraso de 11.2, 10.9, 10.8 y 10.6% para muestras de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición, respectivamente; con lo cual se definen como índices de alto vigor.

Prueba de germinación estándar

El Cuadro 4 muestra los resultados de comparación de medias, para IVG de los genotipos 1 y 9 que fueron buenos en los cuatro tamaños de muestra; mientras que el 8 y 10 sólo fueron para los tres primeros tamaños de muestra (25, 50 y 75 semillas); sin embargo, de estos genotipos sólo el 9 fue superior para las variables LRG y PSPG en los cuatro tamaños de muestra; asimismo, los valores de IVG, LPAG, LRG y PSPG para los genotipos 3, 6 y 7 fueron menores consistentemente en los cuatro tamaños de muestra, de ahí que se consideran como los genotipos de menor vigor.

Unlike lines 6 and 7, lines labeled 1, 2, 3 and 5 do not have PSPE averages above 0.75 g. This reference suggests that the IVE values of 3.1, 6.8, 10.3 and 13.7 for samples of 25, 50, 75, and 100 seeds per repetition were low-vigor rates that displayed delays of at least 23.3, 17.5, 17.4 and 17.2% respectively. The IVE values of 3.6, 7.4, 11.1 and 14.8 represent a delay of 11.2, 10.9, 10.8 and 10.6% for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition, respectively. This defines them as high vigor rates. Standard germination test

Table 4 shows the results of the comparison of averages for the IVG of genotypes 1 and 9, which were good for the four sample sizes, while 8 and 10 were only good for the three first sample sizes (25, 50 and 75 seeds). However, out of these genotypes, only genotype 9 was greater for variables LGR and PSPG in the four sample sizes. Likewise, values for IVG, LPAG, LRG and PSPG for genotypes 3, 6 and 7 were consistently lower in the four sample sizes; hence they were considered the genotypes with the least vigor.

In order to explain the results obtained for IVG for genotypes 1, 8, 9 and 10, we must consider the factors that intervene in seed germination. Imbibitions as the first stage of the germination had an influence on this parameter, since

Gen IVG LPAG (cm)

LRG (cm)

PG (%)

PSPG (g)

IVG LPAG (cm)

LRG (cm)

PG (%)

PSPG (g)

25 semillas 50 semillas1 7.8 a 10.1 b 14 ac 84.2 a 0.5 ab 15.4 ab 10.5 b 13.3 abc 79.3 b 0.5 bc2 7.1 bc 7.1 c 17.5 a 87.1 a 0.6 ab 14.4 bc 7 c 15.8 ab 87.9 ab 0.6 ab3 7.1 bc 10.1 b 12.4 ac 84.2 a 0.4 c 14.2 dc 10.5 b 13.4 ac 83 ab 0.4 f 4 7 bc 11.2 b 16.7 a 87.1 a 0.6 ab 14.1 dc 11.6 ab 15.9 a 85.9 ab 0.6 ad5 7.5 ab 10.8 b 15.6 ab 90 a 0.5 ab 14.4 bd 11.2 b 16.7 a 85.1 ab 0.5 be6 6.9 c 11.1 b 11.2 bc 90 a 0.5 bc 13.6 d 11.2 b 10.9 bc 87.1 ab 0.5 ef7 6.7 c 11.1 b 10.3 c 87.1 a 0.5 bc 13.4 d 10.5 b 9.8 c 87.9 ab 0.5 df8 7.4 ab 11.4 ab 9.0 c 90 a 0.6 ab 15.1 ac 10.7 b 8.9 c 90 a 0.6 be9 7.9 a 9.8 b 16.8 a 90 a 0.7 a 15.8 a 10.5 b 16.7 a 90 a 0.7 a10 7.4 ab 11.8 ab 10.2 c 90 a 0.6 ab 14.9 ac 11.8 ab 10.3 c 87.9 ab 0.6 ac

Cuadro 4. Comparación de medias de cinco variables evaluadas en prueba de germinación estándar de 12 genotipos de maíz en cuatro tamaños de muestra.Table 4. Comparison of the averages of five variables evaluated in the standard germination tests on 12 maize genotypes with four sample sizes.

Gen= genotipo; DMS= diferencia mínima significativa; IVG= índice de velocidad de germinación; LPAG= longitud de parte aérea en la prueba germinación; LRG= longitud raíz en la prueba de germinación; PG= porcentaje de germinación; PGEA= porcentaje de germinación; PSP= peso seco de plántula en la prueba de germinación; PSPG= peso seco de plántula en la prueba de germinación; valores con la misma letra dentro de las columnas no son diferentes estadísticamente, Tukey (p= 0.05).


imbibitions speed depends on the chemical makeup of the seed, the seed cover permeability, the difference in water potential and the thickness of the storage tissue (Copeland, 1976; González and Álvarez, 1986). However, there are few studies on the comparative permeability of covers of static seeds (Besnier, 1989). There is an association for maize, between the level of physiological quality of the seeds and the imbibitions of maize, in the sense that the lower the germination, the greater the imbibitions (Morales, 1995), which coincides with genotype 1 of this study, which showed the lowest value for PG in the four sample sizes.

In genotype 9, superiority could be due to its genetic makeup, since the seeds of the hybrids show better root emergence and vigor (Sarkissian et al., 1964). In the cases of genotypes 3, 6, and 7, low values may be

Cuadro 4. Comparación de medias de cinco variables evaluadas en prueba de germinación estándar de 12 genotipos de maíz en cuatro tamaños de muestra. (Continuación).Table 4. Comparison of the averages of five variables evaluated in the standard germination tests on 12 maize genotypes with four sample sizes. (Continuation).

11 7.1 bc 13.9 a 9.6 c 90 a 0.5 bc 14.1 cd 13.3 a 10 c 87.9 ab 0.5 cf12 6.6 c 12 ab 10.2 c 90 a 0.6 ab 13.5 d 11.85 b 9.7 c 90 a 0.6 ad

DMS 0.6 2.5 5.1 9.7 0.2 1.1 2.1 4.9 10.2 0.1 X 7.2 10.9 12.8 88.3 0.5 14.4 10.9 12.6 86.8 0.6Gen 75 semillas 100 semillas

1 23 a 10.1 d 14.2 ab 78.1 b 0.6 bc 30.9 ab 10.1 e 13.9 b 78.8 c 0.5 cd2 21.6 bc 7 d 15.4 ab 86.6 ab 0.6 ab 28.9 cd 7 f 15.8 ab 87.1 ab 0.6 b3 21.4 c 10.6 bc 13.5 b 83.6 ab 0.4 d 28.3 de 10.5 de 13.3 bc 82 bc 0.4 f4 21.2 d 11.6 b 15.7 ab 84.9 ab 0.6 b 28.2 df 11.7 bc 15.9 ab 84.3 ac 0.6 bc5 21.7 bc 11 bc 15.7 ab 85.4 ab 0.5 bc 28.9 cd 11.1 be 16.8 a 84 ac 0.5 cd6 20.3 d 11.2 bc 10.5 c 84.2 ab 0.5 c 27.2 eg 11.2 be 10.9 cd 85.9 ac 0.5 e7 20.1 d 10.6 bc 9.7 c 86.6 ab 0.4 c 26.8 g 10.5 ce 9.7 d 87.1 ab 0.5 de8 22.8 a 10.9 bc 9.1 c 90 a 0.5 bc 30.2 b 10.7 be 8.9 d 90 a 0.6 bc9 23.4 a 10.7 bc 16.7 a 90 a 0.7 a 31.5 a 10.5 ce 16.6 a 90 a 0.7 a10 22.5 ab 11.6 b 10.1 c 86.6 ab 0.6 b 29.9 bc 11.8 b 10.3 d 87.1 ab 0.6 b11 21.1 cd 13.2 a 9.9 c 88.3 a 0.5 c 28.1 df 13.3 a 10 d 87.1 ab 0.5 de12 20.2 d 11.9 ab 9.7 c 90 a 0.6 b 27.1 fg 11.8 b 9.7 d 90 a 0.6 bc

DMS 1 1.4 2.8 8.9 0.1 1.2 1.1 2.6 7.1 0.06 X 21.6 10.8 12.5 86.1 0.5 28.9 10.8 12.6 86.1 0.6

Gen IVG LPAG (cm)

LRG (cm)

PG (%)

PSPG (g)

IVG LPAG (cm)

LRG (cm)

PG (%)

PSPG (g)

25 semillas 50 semillas

Gen= genotipo; DMS= diferencia mínima significativa; IVG= índice de velocidad de germinación; LPAG= longitud de parte aérea en la prueba germinación; LRG= longitud raíz en la prueba de germinación; PG= porcentaje de germinación; PGEA= porcentaje de germinación; PSP= peso seco de plántula en la prueba de germinación; PSPG= peso seco de plántula en la prueba de germinación; valores con la misma letra dentro de las columnas no son diferentes estadísticamente, Tukey (p= 0.05).

Para explicar los resultados obtenidos en IVG para los genotipos 1, 8, 9 y 10 hay que tener en cuenta los factores que intervienen en la germinación de la semilla; la imbibición como primera etapa de la germinación influyó en este parámetro, ya que la velocidad de imbibición depende de la composición química de la semilla, permeabilidad de cubierta de la semilla, la diferencia de potencial hídrico y el espesor de los tejidos de almacenamiento (Copeland, 1976; González y Álvarez, 1986). No obstante, hay pocos estudios referentes a la permeabilidad comparativa de cubiertas de las semillas en reposo (Besnier, 1989). Existe una asociación determinada para maíz entre el nivel de calidad fisiológica de las semillas y la imbibición de maíz en el sentido que a menor germinación, corresponde un mayor porcentaje de imbibición (Morales, 1995), coincidiendo con el genotipo 1 de este estudio, que presento el valor más bajo para PG en los cuatro tamaños de muestra.


En el caso del genotipo 9 la superioridad se puede deber a su composición genética, ya que las semillas de los híbridos presentan mejor emergencia de radícula y vigor (Sarkissian et al., 1964). En el caso de los genotipos 3, 6, y 7, los bajos valores obtenidos se pueden atribuir al supuesto de que la semilla presenta diferencias en la permeabilidad de las cubiertas que retrasó la imbibición de las semillas. Aunque por ser líneas su grado de endogamia es factor en la reducción del vigor hibrido (Allard, 1978), que se reflejó en menor emergencia de radícula.

Considerando que la emergencia empezó tres días después de la siembra, los valores máximos de IVG bajo el supuesto de que todas las semillas hubieran emergido en ese momento serian de 8.3, 16.6, 25 y 33.3 para muestras con 25, 50, 75 y 100 semillas respectivamente. Las líneas 3, 6 y 7 presentaron valores bajos para cuatro de cinco parámetros en los cuatro tamaños de muestra, además de presentar los PSPG más bajos de la prueba (51 g), con esta referencia se puede inferir que los IVE de 7.1, 14.1, 21.4 y 28.3 para muestras de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición, fueron índices de bajo vigor que presentaron retrasos de 13.8, 14.9, 14.1 y 14.9%, respectivamente.

Tomando en cuenta que los índices de IVG de 7.4, 15.1, 22.8 y 30.2 pertenecientes a la línea 8 representan un retraso de 10.5, 9.2, 8.6 y 9.2% para muestra de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición respectivamente, y supera incluso los valores de IVG de la cruza simple 11 por esta razón se puede argumentar que estos valores determinan alto vigor en líneas de maíz.

Envejecimiento acelerado

Los resultados del Cuadro 5 para IVGEA del genotipo 1 fueron buenos en los cuatro tamaños de muestra; sin embargo, en LPAEA y LREA sus valores fueron bajos en los cuatro tamaños, mientras que para PSPEA sólo fueron para los tamaños de muestra de 75 y 100 semillas; por lo tanto, se clasificó al genotipo 9 como de alto vigor al poseer valores altos en los cinco parámetros evaluados; el comportamiento del genotipo 1 se debió que las semillas se preacondicionaron durante la prueba de envejecimiento acelerado aumentando la velocidad de germinación, bajo el supuesto de que existen diferencias en la permeabilidad de las cubiertas y la velocidad de imbibición de la semilla (Copeland, 1976; González y Álvarez, 1986), al observarse que estas aumentaron de tamaño más rápido.

due to the assumption that the seed showed differences in the permeability of the covers that delayed seed imbibitions. However, due to they are lines, their degree of endogamy is a factor in the drop in hybrid vigor (Allard, 1978), which translated into a lower root emergence.

Considering that emergence began three days after planting, the maximum IVG values, assuming that all the seeds emerged in that moment would be 8.3, 16.6, 25 and 33.3 for samples with 25, 50, 75 and 100 seeds, respectively. Lines 3, 6 and 7 showed low values for 4 of 5 parameters in the four sample sizes, as well as the lowest PSPG of the test (51 g). Then it can be infered that the IVE values of 7.1, 14.1, 21.4 and 28.3 for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition were low vigor rates with delays of 13.8, 14.9, 14.1 and 14.9%, respectively. Considering that the IVG values of 7.4, 15.1, 22.8 and 30.2, belonging to line 8 show a delay of 10.5, 9.2, 8.6 and 9.2% for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition respectively, and even surpasses the IVG of the simple breed 11, which is why can be argued that these values determine high vigor in maize lines. Accelerated aging

Results in Table 5 for IVGEA if the genotype 1 were good in the four sample sizes, although for LPAEA and LREA, values were low for all sizes; for PSPEA, this was only true for sample sizes of 75 and 100 seeds. Therefore genotype 9 was classified as highly vigorous, for having high values in the five parameters evaluated. The behavior of genotype 1 was because the seeds were preconditioned during the accelerated aging test, under the assumption that differences exist in the permeability of the covers and in the imbibitions speed of the seed (Copeland, 1976; González and Álvarez, 1986), since these increased their size faster. Values for IVGEA, LPAEA and LREA for lines 2, 3, 5 and 7 were consistently lower in the four sample sizes, and for PSPEA this occurred only for 50, 75 and 100 seeds per repetition. This is why they are considered the least vigorous genotypes. Their low values can be due to their degree of endogamy (S4 to S7), playing a very important role in the reduction of vigor, due to this phenomenon (Allard, 1978).


Root emergence began the day after planting, as a result of preconditioning the seeds. The effect of the high relative humidity and temperature does not seem to deteriorate the seed, but rather promotes an acceleration of the metabolism, which triggers germination. The maximum IVGEA value, assuming that all seeds had emerged in that moment would be 100% for evaluations of 25, 50, 75 and 100 seeds, respectively.

Gen IVGEA LPAEA (cm)

LREA (cm)

PGEA (%)

PSPEA (g)

IVGEA LPAEA (cm)

LREA (cm)

PGEA (%)

PSPEA (g)

25 semillas 50 semillas1 15.9 a 11.8 bc 9.9 b 80.1 a 0.5 a 32.1 a 12.4 bd 9.3 cd 80.9 a 0.5 ad2 10.1 bc 9.9 c 5.2 c 90 a 0.3 a 20.9 cd 9.98 d 5.13 e 85.1 a 0.3 ce3 11b c 10.7 c 8.3 cb 87.1 a 0.3 a 21.4 cd 10.9 dc 8.7 d 83 a 0.3 de4 10.9 bc 13 ac 10.3 ab 84.2 a 0. 6 a 21.7 cd 12.7 bd 10.5 ad 83 a 0.5 be5 10.8 bc 10.6 c 8.2 c 77.2 a 0.3 a 21.4 cd 11.63 cd 9.1 cd 78 a 0.3 e6 9.4 c 12.5 ac 10.9 ab 90 a 0.6 a 18.9 d 12.71 bd 11.4 ac 83.6 a 0.6 ab7 9 c 10.8 c 10.1 ab 90 a 0.4 a 18.8 d 10.68 d 10.2 bd 90 a 0.4 be8 10.3 bc 11 c 10.7 ab 87.1 a 0.6 a 21.2 cd 11.14 cd 10.3 bd 85.9 a 0.5 ac9 12.7 b 16 ab 10.1 ab 90 a 0.6 a 26.6 b 15.66 ab 9.8 bcd 85.1 a 0.7 a10 10.9 bc 11.5 bc 11.6 ab 87.1 a 0.5 a 21.2 cd 11.06 cd 11.4 ac 83 a 0.4 de11 11.8 bc 17.9 a 12.7 a 83 a 0.5 a 22.4 c 17.11 a 12.7 a 83.6 a 0.5 be12 9.4 c 12.6 abc 13.1 a 83 a 0.5 a 18.8 d 14.2 ac 11.9 ab 81.5 a 0.5 adDMS 3 4.7 3.5 13.1 0.3 3.2 3.3 2.3 13.6 0.1 X 11 12.3 10 85.7 0.4 22.1 12.5 10 83.5 0.4Gen 75 semillas 100 semillas1 48.3 a 12.1 cd 9.4 cd 80.8 b 0.5 bd 64.3 a 12.4 ce 9.3 df 79.6 b 0.5 bd2 31.5 cde 9.8 e 5.2 e 85.9 ab 0.3 ef 41.9 c 9.8 f 5.1 g 84a b 0.3 ef3 32.5 c 10.9 ed 8.5 d 83.5 ab 0.3 f 42.8 c 10.8 df 8.7 f 82.6 ab 0.3 ef4 32.7 c 12.4 cd 10.3 bc 82.5 ab 0.5 bd 43.5 c 12.7 cd 10.5 cd 81.5 ab 0.5 bd5 31.9 c 11.9 cde 9.2 cd 78 b 0.3 f 42.8 c 11.6 df 9.1 ef 78.9 b 0.3 f6 28.7 de 12.5 cd 11.3 ab 84.7 ab 0.6 ab 37.7 d 12.7 dc 11.4 bc 81.8 ab 0.6 b7 28.5 e 10.8 de 10.2 bd 90 a 0.4 df 37.5 d 10.6 ef 10.2 ce 87.9 a 0.4 de8 31.8 cd 11.1 de 10.5 bc 84.9 ab 0.5 bc 42.3 c 11.1 df 10.3 ce 85.7 ab 0.5 bc9 40.5 b 15.4 ab 9.6 bd 85.9 ab 0.6 a 53.2 b 15.7 ab 9.7 df 83.4 ab 0.7 a 10 31.9 cd 10.9 de 11.3 ab 83.5 ab 0.5 cde 42.3c 11.1 def 11.4 bc 82 ab 0.4 cd11 33.5 c 16.8 a 12.8 a 80.6 b 0.5 bd 44.8c 17.1 a 12.7 a 80.9 ab 0.5 bd12 28.5 e 13.8 b 12.2 a 80.1 b 0.52 bd 37.6d 14.2 bc 11.9 ab 80.1 ab 0.5 bcDMS 3.2 2.1 1.6 8.9 0.11 3.4 1.8 1.3 8.3 0.1 X 33.3 12.3 10 83.4 0.48 44.2 12.5 10 82.3 0.5

Cuadro 5. Comparación de medias de cinco variables en la prueba de germinación estándar con envejecimiento acelerado de 12 genotipos de maíz en cuatro tamaños de muestra.Table 5. Comparison of averages of five variables in the standard germination test with accelerated aging on 12 maize genotypes with four sample sizes.

Gen= genotipos; DMS= diferencia mínima significativa IVGEA= índice de velocidad de germinación con envejecimiento acelerado; LPAEA= longitud de parte aérea en la prueba germinación con envejecimiento acelerado; LREA= longitud raíz en la prueba de germinación con envejecimiento acelerado; PGEA= porcentaje de germinación con envejecimiento acelerado; PSPEA= peso seco de plántula en la prueba de germinación con envejecimiento acelerado; valores con la misma letra dentro de las columnas no son diferentes estadísticamente, Tukey (p= 0.05).

Los valores de IVGEA, LPAEA y LREA para las líneas 2, 3, 5 y 7 fueron menores consistentemente en los cuatro tamaños de muestra y para el caso de PSPEA sólo lo fueron para 50, 75 y 100 semillas por repetición, por esta razón se consideran como los genotipos de menor vigor. Sus bajos valores se pueden atribuir a su grado de endogamia (S4 a S7) tomando un papel muy importante en la reducción del vigor por efecto de dicho fenómeno (Allard, 1978).


La emergencia de la radícula empezó el primer día después de la siembra como resultado del preacondicionamiento de las semillas, al parecer el efecto de alta humedad relativa y alta temperatura en la prueba de envejecimiento acelerado, no deteriora la semilla sino que promueve la aceleración del metabolismo que desencadena la germinación, los valores máximos de IVGEA bajo el supuesto que todas las semillas hubieran emergido en ese momento serian de 100% para evaluaciones de 25, 50, 75 y 100 semillas, respectivamente.

Por lo tanto, los valores de IVGEA de 9.4, 18.8, 28.6 y 37.7, representan un retraso en la velocidad de germinación de 62.3, 62.2, 61.7 y 62.2% para muestras de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición respectivamente, y se consideran índices de bajo vigor. En tanto que los índices de 10.3, 21.1, 31.8 y 42.3 representan un retraso de 58.6, 57.6, 57.5 y 57.6% para muestras de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición, por lo que se consideran índices de alto vigor.

Análisis de correlación

En los resultados del análisis de correlación (Cuadro 6) se observan correlaciones positivas entre PEM y IVE (R> 0.6, p≤ 0.01), entre PG y IVE (R> 0.3, p≤ 0.05) y entre PG y PEM (R> 0.4, p≤ 0.05) para tamaños de muestra de 50, 75 y 100 semillas por repetición, lo que indica que a mayor porcentaje de germinación mayor es el vigor de semilla, expresado por el índice de velocidad de emergencia y el porcentaje de emergencia, de los genotipos de maíz evaluados. Hall y Wiesner (1990) también encontraron que existe correlación entre germinación estándar y emergencia total en semilla de pasto Bromus biebersteini.

Therefore, the values of IVGEA of 9.4, 18.8, 28.6 and 37.7 reflect a delay in the germination rate of 62.3, 62.2, 61.7 and 62.2% for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition, respectively, and they are considered low vigor rates. On the other hand, rates of 10.3, 21.1, 31.8 and 42.3 represent a delay of 58.6, 57.6, 57.5 and 57.6% for samples of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition, which is why they are considered high vigor values. Correlation analysis

In the results of the correlation analysis (Table 6), there are positive correlations between PEM and IVE (R2> 0.6, p≤ 0.01), between PG and IVE (R2> 0.3, p≤ 0.05) and between PG and PEM (R2> 0.4, p≤ 0.05) for samples sized 50, 75 and 100 seeds per repetition, which indicates that the greater the percentage of germination, the higher the seed vigor, expressed by the emergence rate and the percentage of the maize genotypes evaluated. Hall and Wiesner (1990) also found a correlation between standard germination and total emergence in Bromus biebersteini grass seed.

In terms of the different tests, the lowest results were found in the accelerated aging test, which responded to the stress the seeds underwent, since high temperature and relative humidity affect the synthesis of polypeptides and affect root formation and can cause the loss of seed viability (Guy and Black, 1998). Under these circumstances, and according to the results obtained in different maize lines, the following values are proposed (Table 7) for the germination and emergence

Correlaciones IVE IVG IVGEA PEM PG PGEA25 semillas

IVE 1 -0.379* -0.405* 0.245 0.245 0.027IVG 1 0.575** -0.508** 0.116 0.044IVGEA 1 -0.614** -0.032 -0.268PEM 1 0.018 0.02PGPGEA

1 0.0461

50 semillasIVE 1 -0.2635 -0.436** 0.684** 0.35* 0.111IVG 1 0.643** -0.365* 0.079 -0.238IVGEA 1 -0.697** -0.351* -0.019

Cuadro 6. Análisis de correlación entre seis variables de calidad de semillas estimadas en cuatro tamaños de muestra.Table 6. Correlation analysis between six variables of seed quality estimated in four sample sizes.

IVE= índice de velocidad de emergencia; IVG= índice de velocidad de germinación; IVGEA= índice de velocidad de germinación con envejecimiento acelerado; PEM= porcentaje de emergencia; PG= porcentaje de germinación; PGEA= porcentaje de germinación con envejecimiento acelerado. **= altamente significativo; *= significativo.


rates above which maize line seeds of acceptable vigor are accepted for different sample sizes and evaluation tests. These rates were consistently related to good levels of germination or emergence percentages, dry weight and lengths of aerial sections of plantlets.

The values obtained in simple breeds were used as references to observe the increases obtained through the breed of parent lines, in which lines with high values in emergence and germination rates provide results of the breeds of hybrids with a high emergence or germination rate.

En cuanto a las distintas pruebas los resultados más bajos obtenidos fueron para la prueba de envejecimiento acelerado, situación que respondió al estrés que fueron sometidas las semillas, ya que alta temperatura y humedad relativa afectan la síntesis de polipéptidos; además, retrasan la formación de la radícula y pueden causar la pérdida de viabilidad de la semilla (Guy y Black, 1998).

Bajo estas circunstancias y de acuerdo a los resultados obtenidos en las diferentes líneas de maíz se proponen los siguientes valores (Cuadro 7), para los índices de

Índice Niveles 25 semillas 50 semillas 75 semillas 100 semillasIVE Bajo 3.1 6.8 10.3 13.7

Alto 3.6 7.4 11.1 14.8IVG Bajo 7.1 14.1 21.4 28.3

Alto 7.4 15.1 22.8 30.2IVGEA Bajo 9.4 18.8 31.8 42.3

Alto 10.3 21.1 40.5 53.2

Cuadro 7. Propuesta de índices de velocidad de emergencia y germinación mínimos, para selección de semillas de maíz de buen vigor.Table 7. Proposal of minimum emergence and germination rates for the selection of vigorous maize seeds.

IVE= índices de velocidad de emergencia; IVG= índice de velocidad de germinación; IVGEA= índice de velocidad de germinación con envejecimiento acelerado.

PEM 1 0.33* 0.137PGPGEA

1 -0.091

75 semillasIVE 1 -0.251 0.154 0.636** 0.398* -0.031IVG 1 0.05529 -0.364* -0.055 -0.084IVGEA 1 -0.278 -0.068 -0.055PEM 1 0.415* 0.086PGPGEA

1 0.0141

100 semillasIVE 1 -0.279 -0.455** 0.655** 0.444* 0.068IVG 1 0.723** -0.449* -0.08 -0.015IVGEA 1 -0.763** -0.386* -0.169PEM 1 0.428* 0.188PGPGEA

1 01

IVE= índice de velocidad de emergencia; IVG= índice de velocidad de germinación; IVGEA= índice de velocidad de germinación con envejecimiento acelerado; PEM= porcentaje de emergencia; PG= porcentaje de germinación; PGEA= porcentaje de germinación con envejecimiento acelerado. **= altamente significativo; *= significativo.

Cuadro 6. Análisis de correlación entre seis variables de calidad de semillas estimadas en cuatro tamaños de muestra. (Continuación).Table 6. Correlation analysis between six variables of seed quality estimated in four sample sizes. (Continuation).

Correlaciones IVE IVG IVGEA PEM PG PGEA


germinación y emergencia por arriba de los cuales, se selecciona semilla de líneas de maíz de aceptable vigor para diferentes tamaños de muestra y pruebas de evaluación. Estos índices estuvieron consistentemente asociados a buenos niveles de porcentaje de germinación o emergencia, peso seco y longitud de parte aérea de la plántula.

Los valores obtenidos en las cruzas simples, sirvieron como referencia para observar la ganancia que se obtiene a través de la cruza de líneas progenitoras; donde se observó que líneas con valores altos en índices de velocidad de emergencia y germinación proporcionan resultados de las cruzas, híbridos con alto índice de velocidad de emergencia o germinación.

CONCLUSIONES

Para seleccionar líneas de maíz con alto vigor, se proponen índices de velocidad de emergencia superiores a 3.1, 6.8, 10.3 y 13.7; en germinación 7.1, 14.1, 21.4 y 28.3; para el envejecimiento acelerado 9.4, 18.8, 31.8 y 42.3; para tamaños de muestra de 25, 50, 75 y 100 semillas por repetición, respectivamente.

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CONCLUSIONS

To select highly vigorous maize lines, emergence rates higher than 3.1, 6.8, 10.3 and 13.7 are suggested; for germination 7.1, 14.1, 21.4 and 28.3; for accelerated aging 9.4, 18.8, 31.8 and 42.3; for sample sizes of 25, 50, 75 and 100 seeds per repetition, respectively.

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PROCESO JERÁRQUICO ANALÍTICO PARA LA TOMA DE DECISIONES EN EL MANEJO DE LOS RECURSOS NATURALES*

ANALYTICAL HIERARCHICAL PROCESS FOR DECISION TAKING IN NATURAL RESOURCES MANAGEMENT

Ignacio Sánchez Cohen1§, Gabriel Díaz Padilla2, Hilario Macías Rodríguez1 y Juan Estrada Ávalos1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relaciones Agua Suelo Planta Atmósfera (RASPA). INIFAP. Canal Sacramento, km 6.5. Zona Industrial Gómez Palacio, Durango. C. P. 35140. ([email protected]), ([email protected]). Tel. 01 871 1590105. 2Centro de Investigación Regional Golfo Centro. Sitio Experimental Teocelo. INIFAP. Cotaxtla, Veracruz. Tel. 01 228 8125744. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].


Aceptado: septiembre de 2010

RESUMEN

La visión multiobjetivo y multicritero permite identificar acciones consensuadas de beneficio común y compromisos compartidos en la toma de decisiones, para la conservación de los recursos naturales. El objetivo del trabajo fue proponer un modelo de análisis multiobjetivo desarrollado para el manejo de los recursos naturales en la cuenca de Lobos del municipio de León, Guanajuato; que puede ser extrapolado a cualquier cuenca del país en 2008. Los temas alternativos de acción propuestos por los participantes y usuarios de la cuenca entrevistados fueron: organización, servicios ambientales, capacitación, cultura, reforestación, ordenamiento racional y cumplimiento de la ley, los cuales se analizaron con base en criterios económicos, técnicos, sociales y ecológicos. Los resultados mostraron que la alternativa “cultura”, seguida de ordenamiento racional y cumplimiento de la ley fueron las más significantes. El criterio ecológico aportó alta contribución para que “cultura” fuese la alternativa más importante. La influencia de los criterios técnico y económico fue limitada debido a la baja importancia relativa asignada.

Palabras clave : cuenca hidrológica, impacto, multidisciplina, multiobjetivo, planeación.

ABSTRACT

The multiobjective and multicriteria vision helps identify agreed actions with common benefits and shared commitments in decision making, for the conservation of natural resources. The aim of this study was to propose an analysis model for the management of natural resources in the basin of Lobos, in the municipality of Leon, Guanajuato; which could be applied to any basin in the country in 2008. The alternative topics of action proposed by the participants and users of the basin interviewed were: organization, environmental services, training, culture, reforestation, rational ordering and law abiding, which were analyzed based on economic, technical, social and environmental criteria. The results showed that the alternative “culture”, followed by rational arrangement and law abiding were the most significant. The ecological criterion was a large contribution for “culture” to be the most important alternative. The influence of technical and economic criterion was limited, due to the relatively low importance assigned.

Key words: impact, multidiscipline, multiobjective, planning, water basin.

Ignacio Sánchez Cohen et al.306 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

INTRODUCCIÓN

El manejo integrado de los recursos naturales, es una herramienta conceptual que permite tratar todos los aspectos que afectan la sustentabilidad de los recursos. Integra diversas disciplinas como las ciencias sociales, economía, ecología e hidrología así como la experiencia de la comunidad para el tratamiento de problemas reales sobre el manejo de estos recursos (Lane et al. 1994; Letcher y Jakeman, 2003).

Manejo integrado del agua y la toma de decisiones

La documentación del uso de sistemas para toma de decisiones ha crecido recientemente; como lo describe Power (2007), mucho del trabajo inicial se diseñó para automatizar la generación de reportes en computadoras. La aplicación de estos algoritmos en los recursos naturales empezó prácticamente en la década de los noventas; como ejemplo de esto se encuentran los trabajos de El-Swaify y Yakowitz (1998); Lawrence y Robinson (2002); Rizzoli y Jakeman (2002); Sánchez et al. (2005). La revista de la Asociación Americana de Recursos Hidráulicos ha dedicado volúmenes completos al respecto (AWRA 2001, 2002a, 2002b); además existe una amplia gama de software sobre sistemas para la toma de decisiones en recursos naturales (Johnson y Lachman, 2001).

El manejo de los recursos naturales se fundamenta en un proceso de toma de decisiones; un problema de toma de decisiones existe cuando: a) se presenta una discrepancia entre el estado actual del ecosistema (comúnmente recursos deteriorados por acciones de diverso origen) y el estado deseado; es decir, en equilibrio y sustentable; y b) cuando existe más de una alternativa para conseguir el estado deseado. Para atender con eficacia los problemas relacionados con los recursos naturales, existe el análisis multicriterio (AMC) cuyo fin es analizar un número de alternativas de solución con múltiples criterios y objetivos en conflicto (Heilman et al., 2006).

Con base en lo anterior, es posible generar soluciones y jerarquizar las alternativas de acuerdo a las preferencias de los involucrados. Para utilizar AMC es necesario elaborar una matriz de decisión conformada por las alternativas y los criterios de evaluación; esto requiere de información fidedigna.

El manejo integrado del agua, promueve el manejo del agua, suelo y otros recursos relacionados para maximizar el beneficio económico y bienestar de manera equitativa

INTRODUCTION

The integrated handling of natural resources is a conceptual tool that helps treat all aspects that affect the sustainability of resources. It integrates diverse disciplines such as social sciences, economics, ecology and hydrology, as well as the experience of the community to treat real problems on the management of these resources (Lane et al. 1994; Letcher and Jakeman, 2003).

Integrated handling of water and decision making

The documentation on the use of systems for decision making has grown lately; as Power (2007) describes it, much of the initial work was designed to automate the creation of reports using computers. The application of these algorithms on natural resources practically began in the 1990s; examples of this are the works of El-Swaify and Yakowitz (1998); Lawrence and Robinson (2002); Rizzoli and Jakeman (2002); Sánchez et al. (2005). The American Water Resources Association magazine has dedicated entire volumes to this (AWRA, 2001; 2002a; 2002b); there is also a large range of software on systems for decision making on natural resources (Johnson and Lachman, 2001).

Natural resource management is based on a decision making process; there is a problem in decision making when: a) there is a difference between the current state of the ecosystem (commonly, resources in bad conditions due to different sorts of actions) and the desired state, that is, sustainable and in balance; and b) when there is more than one alternative for obtaining the desired state. To deal with the problems related to natural resources in an efficient manner, there is the multicriteria analysis (AMC), that helps analyze a number of alternative solutions with multiple criteria and objectives in conflict (Heilman et al., 2006).

Based on this, it is possible to create solutions and prioritize alternatives according to the preferences ofthe subjects involved. To use AMC, it is necessary to create a decision matrix, made up of the alternatives and the criteria of evaluation; this requires reliable information.

The integrated management of water promotes the management of water, soil and other related resources to maximize profit and welfare in an equitable manner,

Proceso jerárquico analítico para la toma de decisiones en el manejo de los recursos naturales 307

sin comprometer la sustentabilidad del ecosistema. Involucra varias disciplinas, así como puntos de vista de diversos actores para diseñar e implementar soluciones (Sánchez, 2005).

El manejo integral del agua contempla tres grandes aspectos: económico, social y ambiental; entre estos no existe un común denominador por ello se evalúan de manera independiente (Dourojeanni, 2000). Ante esta situación, es necesario el uso de herramientas que estandarizan las unidades para hacerlas comparables. Los sistemas para la toma de decisiones (DSS por sus siglas en inglés), son una herramienta para este fin.

Considerando que existen interacciones entre los problemas y las alternativas de solución, es importante que estas sean propuestas por los usuarios de la cuenca para con ellas construir la matriz de problemas y posibles soluciones para ser evaluadas por el DSS.

Para parametrizar variables de decisión en el proceso de evaluación de alternativas, es importante considerar los resultados de investigación, la participación de expertos y consultas a bases de datos. De esta manera, la Figura 1 muestra el seguimiento para la valoración de alternativas (Sánchez et al., 2006).

without jeopardizing the sustainability of the ecosystem.It involves several disciplines, as well as viewpoints of various actors to design and implement solutions (Sánchez, 2005).

The integrated management of water contemplates three important aspects: economic, social and environmental; there is no common denominator between these three, which is why they are independently evaluated (Dourojeanni, 2000). Given this situation, tools to standardize the units to make them comparable, becomes necessary. The decision support systems (DSSs) are a tool that suits this purpose.

Considering that there are interactions between problems and alternatives for solutions, these must be proposed by the users of the basin in order to build a problem matrix and possible solutions to be evaluated by the DSS.

In order to parameterize decision variables in the evaluation of alternatives, it is important to consider the results of studies, the participation of experts and consulting databases. In this way, Figure 1 shows the follow-up for the valuation of alternatives (Sánchez et al., 2006).

DSSs and their use

When public participation becomes involved in the process of decision making for natural resources, the result goes beyond a government plan (Squillace, 2008). In this mind frame, observing norms and laws expressly is boosted, giving way to action schemes that work, not so much by law, as by conviction.

One of the tools to identify natural resource conservation handling practices are help systems for decision making, also known as Multiobjective Decision Support Systems (MODSS). The meaning and use of DSSs depends on the objective and on the users; therefore, there are two main DSS categories: a) qualitative appreciation (based mainly on paper formats) of the effects of handling practices on the permanence of natural resources; and b) systems based on computer programs that combine data bases, simulation models, multiobjective decision theory and a graphic interphase with the user.

Figura 1. Seguimiento para la propuesta y valoración de alternativas.Figure 1. Follow-up for the proposal and valuation of alternatives.

Marco para sondeo de alternativas

Aplicación de una alternativa

Comparación de alternativas

Establecimiento de metas

Criterios medibles

Orden jerárquico de criterios

Método de medición para cada

criterio

Funciones de puntaje para

normalizar variables de decisión

Obtener valores de los criterios

Convertir los valores a puntaje

Cálculo de escores ponderados de cada criterio

Puntaje total de cada alternativa

Comparación de alternativas basado

en el puntaje


Los DSS y su aplicación

Cuando en el proceso de decisión del manejo de los recursos naturales se involucra la participación pública, el resultado va más allá de un plan de gobierno (Squillace, 2008). En esta tesitura, la observancia de las normas y leyes exprofeso, se potencian dando paso a esquemas de acción que funcionan mas por convencimiento que por la propia ley.

Una de las herramientas para identificar prácticas de manejo para la conservación de los recursos naturales, son los sistemas de auxilio en la toma de decisiones, también llamados sistemas multiobjetivo para la toma de decisiones (MODSS). El significado y utilidad de los DSS depende del objetivo y los usuarios; así, existen dos categorías generales de los DSS: a) apreciación cualitativa (principalmente fundamentada en formatos en papel) de los efectos de prácticas de manejo sobre la permanencia de los recursos naturales; y b) sistemas basados en programas computacionales que combinan bases de datos, modelos de simulación, teoría de decisión multiobjetivo y una interfase gráfica con el usuario.

Estos últimos sistemas tienen la capacidad de trabajar con información proveniente de modelos de simulación, datos medidos y opinión de expertos (Figura 2) (Loucks y Van Beek, 2005). Los modelos de simulación que se utilicen para parametrizar variables de decisión, deberán tener la capacidad de cuantificar las variables de interés (Sánchez, 2005).

Dependiendo del problema y de los individuos e instituciones involucrados; el DSS puede variar desde una estructura mínima en que los interesados proveen la información, la analizan acorde a su experiencia y finalmente toman la decisión, hasta los totalmente automatizados en que la intervención de los individuos es mínima.

El objetivo del estudio fue proponer un modelo de toma de decisiones, para la conservación de los recursos naturales en la Sierra de Lobos, León, Guanajuato; utilizando un proceso de análisis jerárquico analítico.


El fundamento para el uso de DSS es la calificación de alternativas, existen diferentes métodos para realizar este procedimiento en la toma de decisiones en grupo. El método más utilizado es el conocido como proceso jerárquico

These systems can work with information from simulation models, measured data and opinions from experts (Figure 2) (Loucks and Van Beek, 2005). The simulation models used to parameterize decision variables should be able to quantify interest variables (Sánchez, 2005).

Depending on the problem and on the individuals and institutions involved, the DSS can vary, from a minimum structure in which the parties interested provide the information, analyze it according to their experience, and finally make a decision, to those which are totally automated, and in which the intervention of individuals is minimal.

The aim of this study was to propose a model for decision making for the conservation of the natural resources in Sierra de Lobos, Leon, Guanajuato using an analytic hierarchical analysis process.


The basis for using DSS is qualifying alternatives. There are different methods for carrying out this procedure in decision making in groups. The most commonly used method is the Analytical Hierarchy Process (AHP) (Saaty, 2006). In which participants choose the most important effect or criterion of comparison. Then, they qualitatively

Figura 2. Componentes comunes de los sistemas de ayuda para la toma de decisiones. Figure 2. Common components of Decision Support Systems.

Ó

Á

SISTEMA DE MEDICI Ó N

SENSORES REMOTOS

MEDICIONES IN SITU ENCUESTAS

SISTEMA DE INFORMACION

Sistemas Información Geográficade INFORMACI Ó N GEOGR Á FICA

DATOS BASADOS EN

REGLAS Y CONOCIMIENTO

MODELOS

MODELOS ECON Ó MICOS

MODELOS CON FUNCIONES DEL

USUARIO MODELOS DE

SISTEMAS NATURALES

ANALISIS DE SISTREMAS

HERRAMIENTAS DE

DIAGN Ó STICO HERRAMIENTAS DE DESARROLLO DE

HERRRAMIENTAS ESTRAT É GICAS DE

DESARROLLO HERRAMIENTAS DE EVALUACI Ó N

Usu

ario

Pres

enta

ción

geo

gráf

ica

Inte

rface

amig

able

Sistema de medición

Sensores remotos

Mediciones in situ

Encuestas

Sistema de información

Sistemas de Información geográfica

Bases de datos

Datos basados en reglas y

conocimiento

Modelos

Modelos económicos

Modelos con funciones del

usuario

Modelos de sistemas naturales

Análisis de sistemas

Herramientas de diagnóstico

simple

Herramientas de desarrollo de

sistemas

Herramientas estratégicas de

desarrollo

Herramientas de evaluación


analítico (AHP, por sus siglas en inglés) (Saaty, 2006). Eneste los participantes seleccionan el efecto o criterio más importante entre los que se comparan. Posteriormente, califican de manera cualitativa hasta donde el primer efecto, es más importante que el segundo para después convertir las comparaciones a “pesos” (valores) cuantitativos. Con este método se puede calcular el índice de inconsistencia, para verificar que las opiniones de los participantes (en términos de los pesos adjudicados a los factores), que no hayan sido seleccionadas en forma aleatoria.

El procedimiento para la construcción de una matriz, consiste en efectuar comparaciones entre alternativas a través de criterios; por ejemplo, en conservación de recursos naturales una alternativa pudiera ser la construcción de obras de conservación del suelo y algunos criterios de evaluación serían la eficiencia en prevención de la erosión, costo de implementación, dificultad de llevar a cabo, etc. El grupo debe decidir si una alternativa es más importante, sólo importante o menos importante que otra. La escala para representar esto fue propuesta por Saaty (1977); Janssen et al. (2003) (Cuadro 1).

rank the point up to which the first point is more important than the second one, to later convert the comparisons to quantitative “weights” (values). This method helps calculate the rate of inconsistencies, to verify that the opinions of the participants (in terns of the weights given to the factors), were not chosen randomly.

The procedure to build a matrix consists of comparing alternatives through criteria; for example, in the conservation of natural resources, an alternative may be the construction of soil conservation works and evaluation criteria may be efficiency in preventing erosion, implementation costs, the difficulty of carrying it out, etc. The group must decide if an alternative is more important, just important or less important than others. The scale to represent this was proposed by Saaty (1977); Janssen et al. (2003) (Table 1).

A basic assumption in comparison by pairs, is that if attribute A is definitely more important than attribute B (weight= 9), then B is definitely less important than A, since the value of B= 1/9; then the resulting matrix is reciprocal.

Comparisons are made for all the factors considered, which are recommended not to be more than seven. The next step is to calculate the relative weights, the importance or value factors such as efficiency or cost, which are relevant to the problem at hand; technically, this list is known as ‘eingenvector’ (value vector or character vector). To maintain congruency with international literature and to keep the intrinsic meaning of the word, in this study, we will use the terms eingenvector and eingen value.

Intensidad de importancia Definición Explicación1 Igual importante Los dos factores contribuyen igualmente al objetivo3 Más importante La experiencia y el juicio favorecen ligeramente a una

opción sobre la otra5 Mucho más importante La experiencia y el juicio favorecen fuertemente a una

opción sobre la otra7 Mucho más importante La experiencia y el juicio favorecen muy fuertemente a

una opción sobre la otra9 Absolutamente más importante La evidencia favorece de manera indiscutible a una opción

sobre la otra2, 4, 6, 8 Valores intermedios Útil en casos donde existe cierta dispersión de impactos

Cuadro 1. Escala para dimensionar el impacto de alternativas en el método de comparación por pares. Table 1. Scale for dimensioning the impact of alternatives in the method of pairwise comparison.

Una asunción básica en la comparación por pares, es que si el atributo A es absolutamente más importante que el atributo B (peso= 9), luego B es absolutamente menos importante que A, por que el valor de B= 1/9; entonces la matriz resultante es recíproca.

Las comparaciones se llevan a cabo para todos los factores considerados, mismos que se recomienda no sean más de siete. El siguiente paso es el cálculo de pesos relativos, la


importancia o valor de los factores tales como eficiencia o costo que son relevantes al problema en cuestión; técnicamente este listado se le conoce como ‘eingenvector’ (vector de valor o vector carácter). Para mantener congruencia con la literatura internacional y conservar el significado intrínseco de la palabra, en el presente documento se usa eingenvector y valor eingen.

La etapa final consiste en calcular el cociente de consistencia (CR, por sus siglas en inglés) o un índice de inconsistencia (IC), cuyo significado trivial es la probabilidad que los valores para la construcción de la matriz de decisión, hayan sido aleatoriamente asignados sin considerar el conocimiento de los participantes en el ejercicio o haber opinado sin conocimiento del problema analizado. Acorde a la teoría si el IC es mayor a 0.1 (Saaty y Vargas, 1984), significa que los resultados son cuestionables y que presentan aleatoriedad, por tanto el ejercicio tendría que repetirse con otros participantes realmente compenetrados con el problema.

Fundamentos teóricos del AHP

A continuación se explica de manera sucinta el álgebra de matrices que implica el uso del AHP en el proceso de toma de decisiones.

Considérese “n” elementos que serán comparados entre sí, C1 Cn y denótese al peso relativo (prioridad o significancia) de Ci con respecto a Cj por ωij para formar una matriz cuadrada A= (ωij) de orden “n” con las restricciones de ωij = 1/ωij para toda i≠ j, y ωii= 1 para toda i; la matriz con estas características es una matriz recíproca. Los pesos son consistentes si son transitivos; es decir, ωik= ωijωjk para toda “i”, “j” y “k”. Posteriormente, encuéntrese un vector “ω” de orden “n” de tal manera que Aω= λω. Para esta matriz se dice que ω es el eingenvector (de orden “n”) y λ es un valor eingen. Para una matriz consistente λ= n.

Así entonces, sea ω= [ω1, ωn]t el vector de pesos que se trata de obtener, la matriz [A] se obtiene por medio de la comparación de alternativas por pares con el procedimiento descrito y con el auxilio del Cuadro 1 para posteriormente obtener [A∗ω]. Se puede observar que:

[A]∗ω= nω 1)

The final stage is to calculate the consistency ratio (CR) or an inconsistency ratio (IC), the trivial meaning of which is the probability that the values for the construction of the decision matrix were randomly assigned, without considering the knowledge of the participants in the exercise or having given an opinion without knowing the problem being analyzed. According to the theory, if IC is greater to 0.1 (Saaty and Vargas, 1984), it means that the results are questionable and contain randomness, and therefore, the exercise must be repeated with other participants who are really compenetrated with the problem.

Theoretical bases of AHP

The following is a succinct explanation of the matrix algebra that the use of AHP on the decision making process implies.

Consider “n” elements that will be compared with each other, C1Cn and indicate the relative weight (priority or significance) of Ci in regard to Cj times ωij to form a squared matrix A= (ωij) of the order “n” with the restrictions of ωij= 1/ωij for all of i≠ j, and ωii= 1 for all of i; the matrix with these characteristics is a reciprocal matrix. Weights are consistent if they are transitive; that is to say that, ωik= ωijωjk for all of “i”, “j” and “k”. Later, find a vector “ω” of the order of “n” so that Aω= λω. For this matrix, ω is said to be the eingenvector (of the order “n”) and λ is an eingen value. For a consistent matrix, λ= n.

In this way, if ω= [ω1, ωn]t is the weight vector to be found, matrix [A] is obtained by comparing alternatives by pairs with the process described and with the help of Table 1 to later find [A∗ω]. We can see that:

[A]∗ω= nω 1)

Also, given that:

2)

ω1

ω2

ωn

nω1

nω2

nω3

1

ω1 ω1 ω2 ωn

ω2

1 ω2

ω1 ωn

ωn ωn

1ω1 ω2

=

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1


Además, dado que:

2)

En la ecuación 2, se puede notar que “n” es un valor eingen de [A]. Para matrices que involucran la opinión de los participantes en el proceso de toma de decisiones (como en el manejo de los recursos naturales), la condición expuesta ωik= ωijωjk no necesariamente se cumple ya que el juicio humano es naturalmente inconsistente en menor o mayor grado; en tal caso, el vector “ω” satisface la ecuación:

Aω= λmax ω y λmax ≥ n 3)

La diferencia entre λmax y “n” es un indicador de la inconsistencia en las opiniones al calificar en la matriz de decisión; por otro lado si λmax = n, existe perfecta consistencia en los juicios emitidos.

El índice de inconsistencia (IC) puede ser calculado como:

4)

Este índice se compara con un índice obtenido a través de la generación de matrices completamente al azar. Para facilitar este proceso Saaty (1977) presenta el Cuadro 2, que muestra IC’s aleatorios para diferentes ordenes de matrices. De esta manera, se obtiene un cociente de inconsistencia (CI) el cual resulta de dividir el IC de la ecuación 4 entre el IC del Cuadro 2.

In equation 2, we can see that “n” is an eingen value of [A]. For matrices involving the opinions of the participants in the making of decisions (such as in the management of natural resources), the exposed condition ωik= ωijωjk is not necessarily covered, since human judgment is not necessarily inconsistent to a greater or lesser degree; in such a case, vector “ω” satisfies the equation:

Aω= λmax ω y λmax ≥ n 3)

The difference between λmax and “n” is an indicator of the inconsistency in the opinions when rating the decision matrix; on the other hand, if λmax= n, there is perfect consistency in the judgments expressed.

The inconsistency ratio (IC) can be calculated as:

4)

This is compared to another ratio obtained by creating matrices at random. To make this process easier, Saaty (1977) presents Table 2, which shows random ICs for different orders of matrices. In this way, an inconsistency quotient (CI) is obtained, which results from the division of the IC of the equation 4 by the IC of Table 2.

Case study: Sierra de Lobos, Leon, Guanajuato

In order to undo the deterioration of the natural resources in Sierra de Lobos, Guanajuato, the multicriteria analysis was performed to define the best courses of action, that would minimize deterioration and also favor the sustainable development of the region. Physical information of the region was obtained and a participative, multidisciplinary and multiinstitutional exercise was carried out, for problems analysis and proposal of possible solution alternatives.

The result of this was a decision matrix containing the problems and their possible solutions (Table 3). The values of the matrix were determined by experts in natural resource conservation, interested users and government authorities. Considering that the criteria

IC= λmax - n

n -1

Orden (n) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Valor 0 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 1.48 1.56 1.57 1.59

Cuadro 2. Valores aleatorios para el cálculo del IC para diferentes órdenes de matrices.Table 2. Random values for the calculation of IC for different orders of matrices.

IC= λmax - n

n -1

Caso de estudio: Sierra de Lobos, León, Guanajuato

Con el propósito de corregir el deterioro de los recursos naturales en la Sierra de Lobos, Guanajuato; se efectuó el análisis multicriterio para definir los mejores cursos de acción,

ω1

ω2

ωn

nω1

nω2

nω3

1

ω1 ω1 ω2 ωn

ω2

1 ω2

ω1 ωn

ωn ωn

1ω1 ω2

=

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1

=

3nω

2nω

1nω

nω

2ω

1ω

12ωnω

1ωnω

nω2ω

11ω2ω

nω1ω

2ω1ω

1

=

3 nω

2 nω

1 nω

n ω

2 ω

1ω

12 ωn ω

1ωn ω

n ω2 ω

11ω2 ω

n ω1ω

2 ω1ω

1


que minimizaran el deterioro y que a la vez propicien el desarrollo sustentable de la región. Se obtuvo información física de la región y posteriormente se realizó un ejercicio participativo, multidisciplinario y multiinstitucional para el análisis de problemas y propuesta de posibles alternativas de solución.

Como resultado se obtuvo una matriz de decisión, que contiene los problemas y sus posibles soluciones (Cuadro 3). Los valores de la matriz fueron determinados por expertos en materia de conservación de recursos naturales, usuarios directamente interesados y autoridades gubernamentales. Tomando en cuenta que los criterios propuestos se cuantifican con diferentes unidades (metros, kilos, cubierta vegetal, dinero, etc), fue necesario estandarizarlos para su comparación (Eastman, 1999; Sánchez et al. 2008).

El diagrama de flujo utilizado para la toma de decisiones en la Sierra de Lobos, parte de la identificación precisa del o los problemas relacionados con el deterioro de los recursos naturales (Figura 3).

proposed are quantified with different units (meters, kilos, plant covers, money, etc), it was necessary to standardize them for their comparison (Eastman, 1999; Sánchez et al. 2008).

The flow chart used for making decisions in Sierra de Lobos, is based on the accurate identification of the problems related to the deterioration of natural resources (Figure 3).

The characteristics of the model followed for the reference case were:

Criterios (j) Alternativas (i)a Sa11 Sa12

b Sb11 Sb12n Sn11 Sn12

Cuadro 3. Ordenamiento de alternativas y criterios de evaluación para el análisis multicriterio.Table 3. Arrangement of alternatives and evaluation criteria for the multicriteria analysis.

Figura 3. Modelo de decisión y flujo ordenado de procesos para la toma de decisiones.Figure 3. Model of decision and ordered flow of processes for making decisions.

Consultar

opinion

Opciones - alternativas

Criterios

Escore

:

calificaci

ó

n

Jerarquiza

r

la

importancia

de los

criterios

Opciones - alternativas

-

Escore

:

calificaci

ó

n

:

Jerarquiza

r

la

importancia

de los

criterios

Identificar el problema

Consultar opinión

Jerarquizar la importancia de los

criterios

Analisis

Priorización de opciones

Opciones alternativas

Escore calificación

Criterios

SWAPA

DSS

Información


Las características del modelo seguido para el caso de referencia fueron:

Identificación del problema. Es incorrecto construir un modelo de decisión sobre fundamentos inconsistentes ó falacias con riesgo de “inventar” situaciones o problemas inexistentes. Esto es común en la visión mono objetivo que obedece principalmente a la especialidad de quien analiza el problema. En este caso los participantes definieron el problema central, como el deterioro gradual del ecosistema caracterizado por la pérdida de productividad, merma en la calidad y disponibilidad de agua para el uso.

Consulta de opinión. Se convocó a dependencias federales, estatales, instituciones de educación superior, centros de investigación y representantes de usuarios de la cuenca; bajo la premisa que es necesaria la participación de quienes tomarán la decisión, a los afectados por la decisión y a toda persona que tenga injerencia directa sobre el proceso de toma de decisiones.

Definición de alternativas. Las alternativas se seleccionaron de tal manera que fueran comparables, independientes, de alcance similar (similitud de escala) y alcanzables (la misma posibilidad de ser realizadas). También se aplicó el criterio de no considerar demasiadas alternativas pues se pudiera caer en el ciclo de alternativas interdependientes o en su caso el proceso de evaluación se hace lento, prolongado y se dificulta llegar a acuerdos.

Identificación de criterios. Los criterios constituyen la manera en que se califican las alternativas. En este apartado se consideraron factores que definen que una alternativa sea mejor que otra.

Jerarquización de criterios. Se consideró pertinente agrupar los criterios bajo grandes rubros (económico, social, ecológico, etc) para considerar el posible traslape entre ellos. Así, se puede incluir el mismo criterio en diferentes rubros; por ejemplo, el criterio “empleo” puede estar tanto en el rubro social como el económico si los impactos se pueden evaluar en forma diferente.

Con base en el problema central planteado, se consideraron las siguientes alternativas:

Organización. Se refiere a la visión compartida de usuarios de los recursos de la cuenca; involucra también a los beneficiarios de los bienes que se generan. El grupo consideró que esta alternativa pudiera ayudar a llegar a decisiones consensuadas.

Identification of the problem. It is incorrect to build a decision model on inconsistent bases or fallacies, under the risk of “inventing” inexistent situations or problems. This is more common in the single-objective vision, which mainly obeys the specialty of whoever analyzes the problem. In this case, the participants defined the central problem as the gradual deterioration of the ecosystem, with characteristics such as productivity loss, a decrease in quality and availability of water for human use.

Asking for opinions. Federal dependencies, higher education institutes, research centers and representatives of the users of the basin were called, under the premise that the participation of decision makers is necessary, as well as those affected by the decisions, and everyone who will have a say on the process of decision making.

Defining of alternatives. Alternatives were chosen in such a way that they were comparable, independent, of a similar scope (similarity of scale) and reachable (the same possibility of being carried out). There was also the need to not consider too many alternatives, since alternatives could become interdependent, or the evaluation process becomes slow, prolonged and agreements become difficult to reach.

Identification of criteria. The criteria are the way in which alternatives are rated. This section considered factors that define an alternative as better than others.

Hierarchy of criteria. It was considered pertinent to group the criteria under large areas (economic, social,environmental, etc) to consider possible overlapping between them. In this way, the same criteria can be included in different areas; for example, the criterion “employment” can be in the social and economic areas, if the impacts can be considered differently.

Based on the central problem presented, the following alternatives were considered:

Organization. Refers to the vision shared by the users of the basin; it also involves the users of the goods produced. The group considered that this alternative could help reach a consensus on decisions.

Environmental services. This refers to the actions that promote the maintenance of the natural state of the ecosystem. They have a direct influence on the maintenance of life; they bring benefits and well-being to people and communities.


Servicios ambientales. Se refiere a las acciones que promueven el mantenimiento del estado natural del ecosistema. Influyen directamente en el mantenimiento de la vida, generan beneficios y bienestar para personas y comunidades.

Capacitación. Entrenamiento y transferencia de tecnología a usuarios de la cuenca. Se considera que esta alternativa coadyuva en el aprovechamiento racional de los recursos naturales.

Cultura. Se refiere a la transferencia del conocimiento sobre los ecosistemas a diferentes niveles. Esta alternativa implica el entrenamiento de quienes tienen la responsabilidad de educar.

Reforestación con carácter social. Para diferenciar esta alternativa con respecto a servicios ambientales, se agregó el calificativo de “carácter social”. En este se pretende que los usuarios se involucren de manera directa.

Ordenamiento racional. Esta alternativa contempla el crecimiento económico de la localidad de manera ordenada, equitativa y sustentable considerando la capacidad del ecosistema para producir bienes y servicios; involucra el cambio de uso del suelo.

Cumplimiento de la ley. El grupo de decisión consideró que la observancia de las leyes vigentes sobre la materia, reduciría en gran medida el deterioro de los recursos naturales.

Las alternativas fueron evaluadas con base en los siguientes criterios:

Económico. Incluye la capacidad de la alternativa para la generación de empleo, el incremento en productividad y el costo.

Técnico. En este criterio se considera la factibilidad tecnológica de implementar la alternativa.

Social. Representa la capacidad de la alternativa para propiciar el crecimiento equitativo, el bienestar y la unidad.

Ecológico. Contempla el impacto de la alternativa en el desarrollo sustentable, en la biodiversidad y la protección de áreas naturales.

Training. Teaching and transferring technology to users of the basin. This alternative is believed to contribute in the rational use of natural resources.

Culture. Refers to the transfer of knowledge of ecosystems at different levels. This alternative implies training those who have the responsibility of educating.

Reforestation with social aim. To tell this alternative apart from environmental services, the term “social nature” was added. This tries to get users directly involved.

Rational arrangement. This alternative contemplates the economic growth of the area in an orderly, equitable and sustainable fashion, considering the capabilities of the ecosystem for providing goods and services; it involves a change in the use of land.

Abiding the law. The decision group considered that complying with the current laws on the matter would largely reduce the deterioration of natural resources.

The alternatives were evaluated based on the following criteria:

Economic. Includes the capability of the alternative to create employment, and increase productivity and costs.

Technical. This criterion considers the possibility of implementing the alternative.

Social. Represents the capability of the alternative to bring about equitable growth, well-being and unity.

Ecological. Contemplates the impact of the alternative on sustainable development, biodiversity and the protection of natural areas.

RESULTS

The systematization of procedures for decision-making, was performed using DEFINITE® software (Janssen et al., 2003). The decision matrix when applying the algorithm (equations 1-4) and the arrangement of Table 3 is shown in Table 4.


RESULTADOS

La sistematización de los procedimientos para la toma de decisiones, re realizó con el software DEFINITE® (Janssen et al., 2003). La matriz de decisión al aplicar el algoritmo (ecuaciones 1-4) y el ordenamiento del Cuadro 3, se presenta en el Cuadro 4.

La comparación por pares de los subcriterios mediante el proceso jerárquico analítico de los criterios aplicados son: económico, social y ecológico (Cuadro 5); los pesos generales de éstos criterios se muestran en el Cuadro 6.

El vector eingen (última columna de las matrices) se obtuvo de la siguiente manera: ejemplo para la primera matriz del Cuadro 5.

5)

The comparison of pairs of subcriteria using the analytical hierarchical processes of the applied criteria are: economic, social and ecological (Table 5); the general weights of these criteria are shown in Table 6.

The eingenvector (last column of the matrices) was obtained as follows: example for the first matrix of Table 5.

5)

The partial sum of every addend is then divided by 3.46 to obtain the last vector of the matrices. Likewise, the eingen vector was worked out for the matrix in Table 6, only changing the exponent in equation 5 as: Σi, j=m,n [wi, j

1/4]. In this case, only the weight of each partial criterion was pondered, by the global criterion, [eg. (0.169∗0.6= 0.101, 0.169∗0.2= 0.034, …)].

i, j= m, n

Σ i, j= 1

[wi, j]1n= (1*3*3) + (0.33*1*1) + (0.33*1*1)

13

13

13

= 2.08 + 0.69 + 0.69= 3.46

i, j= m, n

Σ i, j= 1

[wi, j]1n= (1*3*3) + (0.33*1*1) + (0.33*1*1)

13

13

13

= 2.08 + 0.69 + 0.69= 3.46

Características Organización Servicios ambientales

Capacitación Cultura Ordenamiento racional

Cumplimiento de la ley

Económico Generación empleo 0.75 0.9 0.75 0.8 0.6 0.7Productividad 0.7 0.8 0.75 0.8 0.8 0.8Costo -0.5 -0.7 -0.6 0.2 0.8 0.8Técnico Factibilidad 0.7 0.8 0.7 0.9 0.8 0.85 Social Equidad 0.85 0.7 0.6 0.9 0.85 0.8Unidad 0.9 0.7 0.7 0.8 0.85 0.7Bienestar 0.65 0.8 0.8 0.8 0.9 0.85 Ecológico Sustentable 0.7 0.86 0.7 0.9 0.9 0.95Biodiversidad -0.75 -0.7 -0.6 0.8 0.8 0.9Protección de áreas naturales -0.65 -0.6 -0.6 0.9 0.9 0.95

Cuadro 4. Matriz de decisión que muestra las alternativas (columnas) y los criterios para su evaluación (renglones).Table 4. Decision matrix showing the alternatives (columns) and the criteria for their evaluation (rows).

i, j=1

Cuadro 5. Matrices resultantes de la comparación por pares.Table 5. Matrices obtained from the comparison of pairs.

Comparación por pares respecto al criterio económicoGeneración empleo Productividad Costo Eingenvector

Generación de empleo 1 3 3 0.6Productividad 0.33 1 1 0.2Costo 0.33 1 1 0.2


Applying equation 4 for the inconsistency ratio to each matrix of Table 5 and for the calculation of λmax the procedure is as follows:

6)

Where: wi= is the value of the eingen vector. For example, for the first row of the first matrix of Table 5, the procedure is as follows:

λmax= (1*0.6) + (3*0.2) + (3*0.2)= 1.8

Comparación por pares respecto al criterio social

Equidad Unidad Bienestar EingenvectorEquidad 1 3 1 0.48Unidad 0.33 1 1 0.221Bienestar 1 1 1 0.319

Comparación por pares respecto al criterio ecológicoSustentabilidad Biodiversidad Protección áreas naturales Eingenvector

Sustentabilidad 1 3 1 0.429Biodiversidad 0.33 1 0.33 0.143Protección de áreas naturales 1 3 1 0.429

Cuadro 5. Matrices resultantes de la comparación por pares. (Continuación).Table 5. Matrices obtained from the comparison of pairs. (Continuation).

Cuadro 6. Peso ponderado al considerar los pesos relativos de los subcriterios y el peso del criterio central.Table 6. Weight pondered when considering the relative weights of the subcriteria and the weight of the central criterion.

Características c/b Unidades Método de estandarización

Rango mínimo

Rango máximo

Peso global del criterio

Peso del subcriterio

Peso ponderado

Económico 0.169Generación de empleo b Directo Intervalo 0.6 0.9 0.6 0.101Productividad b Directo Intervalo 0.7 0.8 0.2 0.034Costo b Directo Intervalo -0.7 0.8 0.2 0.034 Técnico 0.096Factibilidad b Directo Intervalo 0.7 0.9 1 0.096 Social 0.368Equidad b Directo Intervalo 0.6 0.9 0.46 0.169Unidad b Directo Intervalo 0.7 0.9 0.221 0.081Bienestar b Directo Intervalo 0.65 0.9 0.319 0.117 Ecológico 0.368Sustentabilidad b Directo Intervalo 0.7 0.95 0.429 0.158Biodiversidad b Directo Intervalo -0.75 0.9 0.143 0.053Protección b Directo Intervalo -0.65 0.95 0.429 0.158

c/b= se refiere si el criterio es un costo (c) o un beneficio (b).

Aw= λmax= Σ [Aij wi]= (A1, 1w1) + (A1, 2w2) + (A1, 3w3) n

i, j

Posteriormente, se divide la sumatoria parcial de cada sumando entre 3.46, para obtener el último vector de las matrices. De igual manera se procedió para el vector eingen de la matriz en el Cuadro 6, sólo cambiando el exponente de la ecuación 5 como: Σi, j=m,n [wi, j

1/4]. En este último caso se ponderó solamente el peso de cada criterio parcial por el global, [eg. (0.169∗0.6= 0.101, 0.169∗0.2= 0.034, …)].

Aplicando la ecuación 4 para el índice de inconsistencia a cada matriz del Cuadro 5 y para el cálculo de λmax se procede como:

i, j=1


6)

Donde: wi= es el valor del vector eingen. Por ejemplo para el primer renglón de la primera matriz del Cuadro 5 se procede como:

λmax= (1*0.6) + (3*0.2) + (3*0.2)= 1.8

Así los valores resultantes de λmax para la primera matriz

fueron: 1.8, 0.598 y 0.598. Al dividir estos resultados entre el respectivo valor eingen, su promedio resulta en 2.99. Aplicando la ecuación 4 se obtiene que IC= |0.0033|. Dado que n= 3 del Cuadro 2 se obtiene un valor de 0.58, de esta manera el cociente de inconsistencia es = 0.005 < 0.1; por lo tanto, los juicios emitidos son válidos. De esta forma se procedió para cada matriz observándose el mismo resultado.

En el “ordenamiento” de las alternativas acorde a los criterios aplicados, se observó que “cultura” fue la mejor seguida de “ordenamiento racional” y “cumplimiento de la ley” (Figura 4). Los diferentes colores en la barras significan la contribución parcial de cada criterio en el puntaje final; así, para la alternativa “cultura” el criterio ecológico fue el que más contribuyó para que esa alternativa quedara en la primera posición. Más de la tercera parte del puntaje final de la alternativa “cultura” se originó de la contribución del criterio “ecológico”. Los colores de la barra muestran que la influencia de los criterios “técnico” y “económico” es limitada, debido a los bajos pesos asignados a estos criterios.

Las puntuaciones totales, si variara sistemáticamente el peso de los criterios, se manifiesta como la Figura 5. La primera quinta parte de la gráfica muestra el resultado global obtenido. La segunda, resulta al asignar un peso de 0.5 al criterio económico y el otro 0.5 se divide de manera equitativa en los otros criterios. La tercera, se obtiene al considerar el valor de 0.5 al criterio técnico y el restante 0.5 se divide de manera equitativa en los otros criterios; de esta manera se obtienen las porciones restantes.

Las alternativas capacitación y organización aparecen al final en todos los ordenamientos. Su valor se mejora sensiblemente en los criterios social y económico pero aún así son dominadas por las otras alternativas. En este procedimiento y bajo el criterio ecológico, la alternativa “cumplimiento de la ley” adquiere relevancia ocupando el primer lugar; de igual manera, la alternativa “cultura” adquiere relevancia bajo el criterio técnico.

Aw= λmax= Σ [Aij wi]= (A1, 1w1) + (A1, 2w2) + (A1, 3w3) n

i, j

0.0033 0.58

Therefore, the values for λmax for the first matrix were: 1.8, 0.598 and 0.598. When dividing these results by the respective eingen value, the average is 2.99. Applying equation 4 we get that IC= |0.0033|. Given that n= 3, from Table 2 it is obtained a value of 0.58, therefore the quotient of inconsistency is = 0.005 < 0.1, and the judgments are valid. This was the procedure for each matrix, and the same result was obtained.

In the “arrangement” of the alternatives according to the criteria applied, “culture” was the best, followed by “rational arrangement” and “abiding the law” (Figure 4). The different colors in the bars stand for the partial contribution of each criterion in the final score; in this way, for the alternative of “culture” the ecological criterion contributed the most for this alternative to be in first place. Over a third of the final score of the alternative of “culture” came from the contribution of the “ecological criterion”. The colors of the bar show that the influence of the “technical” and “economic” criteria is limited, due to the low weights assigned to these criteria.

The total scores, should the weight of the criteria vary systematically, are displayed as in Figure 5. The first fifth of the graph shows the global result. The second fifth derives from assigning a weight of 0.5 to the economic criterion and the remaining 0.5 is split equitably between the other criteria. The third fifth is obtained

0.0033 0.58

Figura 4. Ordenamiento de alternativas acorde a la jerarquía impuesta.Figure 4. Arrangement of alternatives according to the hierarchy imposed.

Cul

tura

Ord

enam

ient

o ra

cion

al

Cum

plim

ient

o de

la le

y

Serv

icio

s am

bien

tale

s

Org

aniz

ació

n

Cap

acita

ción

Res

ulta

do

1

0

0.83 0.76 0.75

0.42

0.28

0.15

EconómicoTécnicoSocialEcológico


CONCLUSIONES

No obstante, los diferentes intereses y objetivos de los participantes, para el caso de la Sierra de Lobos, la matriz de decisión obtuvo un consenso aceptable.

Las soluciones propuestas van más allá del aspecto técnico. Las alternativas “cultura”, “ordenamiento racional” y “cumplimiento de la ley” son de aplicación inmediata e involucran procesos de concientización y participación ciudadana, así como los tres órdenes de gobierno.

El componente cultural es importante para la sustentabilidad de los recursos naturales; sin embargo, no se considera de aplicación inmediata por lo que es pertinente considerar la alternativa “capacitación”, la cual podría tener efecto sobre las alternativas “cultura” y “cumplimiento de la ley”.

Las organizaciones de usuarios de los recursos naturales (comités hidráulicos y consejos de cuenca) presentes en la Sierra de Lobos, deben ser promotores de la observancia de la ley. La participación comunal incrementa la eficiencia en los procesos de manejo y conservación de los recursos naturales.

when considering the value of 0.5 to the technical criterion and rest 0.5 is divided of equitable way in the other criteria; this is how the remaining portions are obtained.

The alternatives of training and organization appear at the end in all the arrangements. Their value improves considerably in the social and economic criteria, but is still dominated by the other alternatives. In this procedure, and under the ecologic criterion, the alternative of “abiding by the law” becomes relevant, taking the first place; likewise, the alternative of “culture” acquires relevance under the technical criterion.

CONCLUSIONS

Despite the different interests and aims of the participants, for the case of Sierra de Lobos, the decision matrix obtained an acceptable consensus matrix.

The suggested solutions go beyond the technical aspect.The alternatives of “culture”, “rational arrangement” and “abiding by the law” are immediately applicable and involve processes for raising awareness and the participation of citizen, as well as the three orders of government.

The cultural component is important for the sustainability of natural resources; however, it is not considered immediately applicable, and therefore it is recommended to consider the alternative of “training”, which could have an effect on the alternatives “culture” and “abiding by the law”.

The organizations of users of natural resources (water committees and basin councils) wich exist in Sierra de Lobos, must be promoters of the law. Common participation can increase efficiency of the natural resource management and conservations programs.

LITERATURA CITADA

American Water Resources Association (AWRA). 2001. Proc. Conf. Decision Support Systems for Water Resources Management. Snowbird, Utah. AWRA, Middleburg, VA. 38 p.

Figura 5. Cambios en la jerarquía de alternativas al variar sistemáticamente el peso de los criterios. Figure 5. Changes in the hierarchy of alternatives when systematically changing the weight of the criteria.

Resultado

Económico

Técnico

Social

Ecológico

EconómicoTécnicoSocialEcológico

Pesos

0.83 0.76 0.75 0.42

0.28

0.15

0.72 0.4 0.6 0.8 0.33

0.41

1 0.5 0.75 0.5

0 0 0.76 0.87 0.5 0.34

0.6 0.19

0.89 0.89 1 0.29

0 0.03

Cul

tura

Ord

enam

ient

o ra

cion

al

Cum

plim

ient

o de

la le

y

Serv

icio

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IMPACTO ECONÓMICO DE LA LEY FEDERAL DE SANIDAD VEGETAL EN EL MERCADO MEXICANO DE LIMÓN PERSA*

ECONOMIC IMPACT OF THE FEDERAL PLANT HEALTH LAW ON THE MEXICAN MARKET FOR PERSIAN LEMON

Marlene Herbert Ruíz1, José Saturnino Mora Flores2§, Miguel Ángel Martínez Damián3 y Roberto García Mata4

1Posgrado en Economía. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. ([email protected]). 2Posgrado en Economía. Colegio de Postgraduados. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1802. 3Posgrado en Economía. Colegio de Postgraduados. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1841. ([email protected]). 4Posgrado en Economía. Colegio de Postgraduados. Tel. 01 595 9520200. Ext. 1831. ([email protected]). §Autor para correspondencia: ([email protected]).

RESUMEN

La globalización comercial exige que los mercados mundiales de productos agroalimentarios, realicen prácticas de inocuidad en sus productos libres de contaminantes químicos, biológicos y físicos. En este contexto, México modificó el 26 de julio de 2007 la Ley Federal de Sanidad Vegetal, la cual ahora tiene como objetivo la aplicación, verificación y certificación de los sistemas de reducción de riesgos de contaminación en la producción y empaque de vegetales. El objetivo de este trabajo fue analizar el impacto económico, que tiene la aplicación inmediata de esta ley en la oferta de limón persa mexicano y en consecuencia, el ingreso de los productores de este cítrico en 2007. Para ello se realizó un estudio de campo (encuestas) en el municipio de Martínez de la Torre, Veracruz; principal zona productora de limón persa a nivel nacional. Además, se construyó un modelo probit que estableció los principales factores determinantes en la adopción de buenas prácticas agrícolas; siendo el rendimiento que presentó mayor efecto marginal (2.08%). Se planteó un escenario donde ante un incremento del rendimiento promedio 10% (ceteris paribus), se obtuvo un cambio de 342 personas en la población dispuestas a adoptar las buenas prácticas agrícolas; y en consecuencia, la oferta de limón persa se incrementaría 3.98%. Lo anterior manifiesta que si se acompaña la producción de limón persa

ABSTRACT

Commercial globalization demands that the world markets of food and agriculture products carry out innocuity practices in their products free of chemical, biological and physical pollutants. In this context, on July 26th., 2007, Mexico modified its Federal Plant Health Law, which now aims the aplication, verification and certification of the pollution risk reduction systems in the production and packaging of vegetables. The aim of this investigation was to analyze the economic impact that the immediate application of this law has on the supply of Mexican Persian lemons, and consequently, on the income of the farmers of the fruit in 2007. For this purpose, a field study (surveys) was carried out in the municipality of Martínez de la Torre, Veracruz, the most important nationwide area nationwide in terms of lemon production. Likewise, a probit model was created to establish the main factors that determine the adoption of good agricultural practices, with yield as the one with the greatest side effect (2.08%). A scenario was set up in which, faced with a 10% average yield increase (ceteris paribus), a change was obtained of 342 people willing to adopt the good agricultural practices; consequently, the supply of Persian lemon would increase by 3.98%. This shows that if the production of Persian lemon comes with policies that increase the productivity, good agricultural practices, and hence the export of the product will increase.

* Recibido: octubre de 2009

Aceptado: agosto de 2010

Merlene Herbert Ruíz et al.322 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

con políticas que eleven el rendimiento, las buenas prácticas agrícolas aumentarán y por ende, la exportación de dicho producto.

Palabras clave: Citrus latifolia, buenas prácticas agrícolas, inocuidad alimentaria, mercado.

INTRODUCCIÓN

La globalización comercial ha originado tendencias positivas en el consumo mundial de alimentos; ahora el consumidor demanda productos que cumplan con normas de sanidad, inocuidad y calidad, ofreciendo así una garantía en bienestar. Dichas tendencias se originan por un entorno comercial cada vez más exigente y competitivo, derivado de la interdependencia internacional de los mercados (Vásquez y Cabral, 2001).

Actualmente, la mayoría de los países que realizanactividades de exportación de productos agropecuarios para consumo humano, requieren de una certificación sanitaria para mantener la competitividad de sus productos, asegurando su participación y permanencia en el mercado; por tanto, se requiere que cada eslabón de la cadena agroalimentaria, establezca controles y actividades que permitan evitar los riesgos de contaminación; lo cual se logrará a través de la aplicación de sistemas de reducción de riesgos, como son las buenas prácticas agrícolas (BPA), buenas prácticas de manejo o manufactura (BPM), análisis de riesgo y procedimientos operacionales de sanitización estándar (POES), y análisis de riesgo y puntos críticos de control (HACCP, por sus siglas en inglés) (SENASICA, 2007a).

Las buenas prácticas agrícolas (BPA) son un conjunto de medidas higiénico-sanitarias mínimas que se realizan en el sitio de producción primaria de vegetales, para asegurar que se minimiza la posibilidad de contaminación física, química y microbiológica de un vegetal o producto fresco (LFSV, 2007).

En 2005, el gobierno mexicano reconoció 109 unidades de producción o empaque en la aplicación de buenas prácticas de producción y manufactura en los productos de cebollín verde (Allium cepa), frutas y hortalizas, uva de mesa (Vitis vinifera), aguacate (Persea americana), pepino (Cucumis sativus), tomate (Lycopersicum esculentum), chile jalapeño (Capsicum annuum), melón (Cucumis melo), limón persa (Citrus latifolia), durazno (Prunus persica), mango (Mangifera indica), berenjena (Solanum melongena),

Key words: Citrus latifolia, food innocuity, good agricultural practices, market.

INTRODUCTION

Commercial globalization has brought about positive tendencies in world food consumption; nowadays, the consumer demands products that comply with health, inocuity and quality regulations, offering a guarantee of well-being. These tendencies originate in a commercial environment, more and more demanding and competitive, produced by the international market interdependence (Vásquez and Cabral, 2001).

Nowadays, most countries that export agricultural and cattle products for human consumption require a health certification, to maintain the competitiveness of their products, ensuring their participation and permanence in the markets. Therefore, each link in the agricultural food chain is required to establish controls and activities that help avoid pollution risks. This will be obtained by applying systems of risk reduction, such as Good Agricultural Practices (GAP), Good Manufacturing Practice (GMP), risk analysis and Sanitization Standard Operating Procedures (SSOP), and Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP) (SENASICA, 2007a).

GAPs are a set of minimum hygienic-sanitary measures that are carried out in the primary plant production site to assure that the possibility of physical, chemical and microbiological contamination of a fresh product is minimized (LFSV, 2007).

In 2005, the Mexican Government found 109 production or packaging units in the application of GMPs in green chives (Allium cepa), fruits and vegetables, table grapes (Vitis vinifera), avocadoes (Persea americana), cucumbers (Cucumis sativus), tomatoes (Lycopersicum esculentum), jalapeño chilies (Capsicum annuum), cantaloupes (Cucumis melo), Persian lemons (Citrus latifolia), peaches (Prunus persica), mangoes (Mangifera indica), eggplants (Solanum melongena), squash (Cucurbita pepo), green beans (Phaseolus vulgaris) asparagus (Asparagus officinalis) and spices in thestates of Baja California, Sonora, Sinaloa, Puebla, Michoacán, Hidalgo, Guanajuato and Veracruz (SENASICA, 2007b).

Impacto económico de la ley federal de sanidad vegetal en el mercado mexicano de limón persa 323

calabacita (Cucurbita pepo), ejote (Phaseolus vulgaris), espárrago (Asparagus officinalis) y especias; en los estados de Baja California, Sonora, Sinaloa, Puebla, Michoacán, Hidalgo, Guanajuato y Veracruz (SENASICA, 2007b).

El decreto de reforma a la Ley Federal de Sanidad Vegetal (LFSV) en materia de inocuidad alimentaria, contempla la modificación de una serie de artículos modificados: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 14, 20, 21, 27, 29, 49, 50, 51, 53, 54, 55, 57, 63, 64, 66, 67 y 68, y de manera particular la adición del artículo 7-A, los dos últimos párrafos del 19, y el Título Segundo Bis, el cual a la letra dice: "de los sistemas de reducción de riesgos y de contaminación en la producción primaria de vegetales" (LFSV, 2007). Muchas son las unidades de producción que a corto plazo se verán afectadas por la modificación de ésta en materia de inocuidad.

El cultivo de limón persa (Citrus latifolia Tanaka) en México, se inició en la década de los setentas; sin embargo, su importancia económica se remonta a los años ochentas, cuando su producción empezó a incursionar en forma relevante en el mercado estadounidense. Este hecho se originó debido que Estados Unidos de América cerró la frontera a las importaciones de limón mexicano (Citrus aurantifolia Christ Swingle) procedentes de Colima y Michoacán, debido a la “bacteriosis de los cítricos”, enfermedad que afectó a los cultivos mexicanos; años más tarde el ingreso del limón persa mexicano al mercado estadounidense, se consolidó cuando la producción de ese país ubicada casi exclusivamente en Florida, fue afectada y casi destruida por la helada de finales de 1989 y por el huracán Andrew en agosto de 1992 (Schwentesius y Gómez, 2005).

La superficie cultivada de limón persa en México en 2006 fue de casi 48 000 ha, con una producción de 524 000 t aproximadamente y un valor de producción de 1 043 millones de pesos (SIACON, 2006). El cultivo se desarrolla principalmente en la costa del Golfo de México, que comprende los estados de Veracruz, Tabasco, Campeche y Yucatán; región que contribuyó con 74% del total nacional en ese año. Tanto el volumen como el valor de producción han crecido significativamente desde 1996 hasta 2006, registrándose tasas de crecimiento para esos años de 11.76% y 12.61%, respectivamente.

Existen diversas razones por las cuales el limón persa resulta ser una alternativa real para productores y comerciantes, tales como el crecimiento que presentan los mercados externo y doméstico; el desplazamiento en el consumo del limón

The Plant Health Federal Law (LFSV) reform decree for food inocuity considers the modification of a series of modified articles: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 14, 20, 21, 27, 29, 49, 50, 51, 53, 54,55, 57, 63, 64, 66, 67 and 68, and particularly, the addition of article 7-A, the two last paragraphs of article 19, and the Title Second Bis, which states: "out of the pollution risk reduction systems in the primary production of vegetables" (LFSV, 2007). There are many production units that will be affected in the short term by this modification.

The cultivation of Persian lemons (Citrus latifolia Tanaka) in Mexico began in the 1970s; however, its economic importance began in the 1980s, when its production started to become relevant in the American market. This was due to the US closing the border to Mexican lemon imports (Citrus aurantifolia Christ Swingle) from Colima and Michoacán, due to the a la “citrus bacteriosis”, a disease that affected Mexican crops. Years later, the entry of the Persian lemon from Mexico into the US was consolidated when the US’s production, located almost exclusively in Florida, was practically destroyed by frost in late 1989 and by hurricane Andrew in August of 1992 (Schwentesius and Gómez, 2005).

The planted surface of Persian lemon in Mexico in 2006 was almost 48 000 ha, and estimated production was 524 000 t, worth 1 043 million pesos (SIACON, 2006). The crop is grown mostly in the coast of the Gulf of Mexico, in the states of Veracruz, Tabasco, Campeche and Yucatán. This area contributed 74% of the national total in that year. Both the volume and the cost of the production have grown significantly between 1996 and 2006, with growth rates for those years of 11.76% and 12.61%, respectively.

There are several reasons for Persian lemon to be considered a true alternative for farmers and salespeople, such as the growth that the internal and external markets represent, as well as the displacement in the consumption of yellow lemons in the US, and the proximity with this country, which helps reduce transportation costs. Likewise, the agricultural and weather conditions of the Persian lemon-producing areas and the permanent income for the farmers (Gómez et al., 1994). Another important aspect in the cultivation of Persian lemons is the creation of jobs and income. In 2007, over 32 000 direct jobs were created along with 92 000 indirect jobs, and the value of the exports was 172.9 million dollars (INEGI, 2008).


amarillo en Estados Unidos de América y la cercanía a este país, situación que permite reducir costos de transporte; las condiciones agroclimáticas de la zona productora de limón persa, y el ingreso permanente para el productor (Gómez et al., 1994). Otro aspecto importante del cultivo del limón persa es la generación de empleos y de divisas. Así en 2007 se derivaron más de 32 000 empleos directos y 92 000 indirectos, y el valor de las exportaciones fue de 172.9 millones de dólares (INEGI, 2008).

En este trabajo no se encontraron estudios relacionados con el impacto económico de las medidas de inocuidad y de las BPA, en la producción de limón persa; sin embargo, un estudio relacionado con el tema es el de Guajardo y Villezca (2004), quienes construyeron un modelo espacial para estudiar la apertura del mercado del limón. Los autores encontraron que con la eliminación de barreras al comercio del limón habrá un impacto positivo en los flujos comerciales, los precios y un mayor bienestar para los productores.

Ramírez y González (2008), realizaron una investigación de la rentabilidad del limón mexicano (Citrus aurantifolia S.) en los estados de Oaxaca y Guerrero, en el cual calcularon los niveles de rentabilidad privado de los sistemas de producción e identificaron cuatro niveles tecnológicos de producción (micro aspersión, riego por bombeo, riego por gravedad y temporal); los autores encontraron efectos importantes en el ingreso de los productores de estas regiones.

El objetivo de esta investigación fue cuantificar el impacto económico que tendrá la aplicación de la nueva LFSV, en materia de inocuidad alimentaria en el mercado mexicano de limón persa; además de la identificación de factores que permitan incrementar la cantidad ofertada del producto, cumpliendo a la vez con la ley mencionada.

Como hipótesis se plantea que la reforma de la LFSV, en materia de inocuidad afectará en el corto plazo de manera negativa la oferta de limón persa; sin embargo, los BPA en el largo plazo moverán variables tecnológicos que incrementaran la producción de mejor calidad, que redundará en un mayor ingreso de los productores.


Para cumplir con los objetivos de la investigación, se generó un modelo probit, el cual permite modelar la probabilidad

In this investigation, no studies were found related to the economic impact of the inocuity measures and GAPs on Persian lemon production; however, there is a study related to this topic by Guajardo and Villezca (2004), who built a special model to study the opening of the lemon market. The authors found that eliminating the barriers to the trade of lemon, would have a positive impact on trade streams, as well as on prices, and a greater well-being for farmers.

Ramírez and González (2008), carried out an investigation on the profitability of Mexican lemon (Citrus aurantifolia S.) in the states of Oaxaca and Guerrero, in which they calculated the levels of private profitability of the production systems, and they identified four technological levels of production (micro-sprinkling, irrigation by pumps, irrigation by gravity and seasonal). The authors found important effects on the incomes of the farmers of these regions.

The aim of this investigation was to quantify the economic impact that the new LFSV will have, in terms of food inocuity, on the Mexican Persian lemon market, as well as to identify factors that help increase the supply of the product, while complying with the stated law.

Our hypothesis is that the reform of the LFSV, in terms of inocuity, will affect the supply of Persian lemons in a negative way, in the short term. However, the GAPs will, in the longer term, handle technological variables that will increase the quality of the production, which will benefit the farmers’ incomes.


In order to achieve the goals of this research, a probit model was created to help model the probability of an event occurring. These models are generally displayed in the following way: probability of event occurring j= prob (Y= j)= F (relevant effects: parameters); j= 0, 1; 0= event j did not occur; 1= event j did occur.

There is a particular regression model with a binary variable; Y= F(X, β)+u; where, Y= binary dependant variable; F(X, β)= expected probability, measured under a distribution supposal. If it is normal, it brings about the probit model, if it is logistical, it brings about the logit model; X= a matrix n∗k; n= number of observations; k= number of explanatory variables; u= is a random error.


que un acontecimiento suceda, estos modelos generalmente se representan de la siguiente forma: probabilidad que ocurra el suceso j= prob(Y= j)= F(efectos relevantes: parámetros); j= 0, 1; 0= no ocurrió el suceso j; 1= si ocurrió el suceso j.

En forma particular se tiene un modelo de regresión con variable binaria; Y= F (X, β)+u; donde, Y= variable dependiente binaria; F(X, β)= probabilidad esperada medida bajo un supuesto de distribución, si es normal da origen al modelo probit, si es logística da origen al modelo logit; X= una matriz n∗k; n= número de observaciones; k= número de variables explicativas; u= es un error aleatorio.

Es importante señalar que existe una diferencia fundamental entre un modelo de regresión, donde la variable regresada “y” es cuantitativa (continua), y un modelo en que ésta es cualitativa (discreta). Ahora bien, en un modelo en la cual “y” es cuantitativa; el objetivo consiste en estimar su valor esperado o media esperada, dados los valores de las variables regresoras. Mientras que los modelos en donde “y” es cualitativa; el objetivo es encontrar la probabilidad que un acontecimiento suceda; por lo tanto, este tipo de modelos a menudo se conocen como modelos probabilísticos (Gujarati, 2003).

El modelo generado en esta investigación, establece una relación probabilística para que el productor siga los procedimientos establecidos en la LFSV, para producir y vender sus productos; también incluye las diferentes variables que intervienen en la decisión de cumplir o no dicha ley. El modelo utilizado es:

1)

Donde; y= 1, si el productor sigue los procedimientos establecidos en la LFSV; y= 0, si no sigue dichos procedimientos; β= vector de parámetros; x= vector de factores que explican la probabilidad de y; (β′x)= distribución normal estándar, por tanto se tiene un modelo probit.

Es importante destacar que los parámetros del modelo, como los de cualquier modelo de regresión no lineal, no son necesariamente los efectos marginales que se obtienen en un modelo de regresión lineal, en este caso el efecto marginal es:

2)

It is worth pointing out that there is a crucial difference between a regression model in which the regressed variable “y” is quantitative (continuous), and a model in which it is qualitative (discreet). In a model in which “y” is quantitative, the aim is to estimate its expected value or average, given the values of the regression values. In the models in which “y” is qualitative, the aim is to find the probability of an event occurring. Therefore, this type of models is commonly known as probabilistic models (Gujarati, 2003).

The model generated in this investigation establishes a probabilistic relationship so the farmer follows the procedures established in the LFSV, to produce and sell his/her products. It also includes the different variables that intervene in the decision of complying or not with this law. The model used is:

1)

Where y= 1, if the farmer follows the procedures established in the LFSV; y= 0, if the procedures are not followed; β= vector of parameters; x= vector of factors that explain the probability of y; (β′x)= standard normal distribution. We therefore have a probit model.

It is important to point out that the parameters of the model, as with any non-linear regression model, are not necessarily the marginal effects obtained in a linear regression model. In this case, the marginal effect is:

2)

Where F( )= distribution function; f( )= function of density according to the distribution function F( ).

When using the standard normal distribution, the previous equation becomes:

3)

Where: φ( )= function of standard normal density.

The sample size was calculated as follows:∂E y

= dF (β′x)

β= f(β′x)β ∂x d(β′x)x

∂E y =

β ∂x φ(β′x)x

∂E y =

dF (β′x) β= f(β′x)β ∂x d(β′x)

x β′x

- ∞Prob(y= 1)= φ(t)dt= φ(β′x)

β′x

- ∞Prob(y= 1)= φ(t)dt= φ(β′x)


Donde; F( )= función de distribución; f( )= función de densidad asociada a la función de distribución F( ).

Al utilizar la distribución normal estándar la ecuación anterior se transforma en:

3)

Donde: φ( )= función de densidad normal estándar.

El tamaño de muestra se calculó de la forma siguiente:

Donde; n= tamaño de muestra; n0= aproximación al tamaño de muestra; N= población.

El cálculo de n0:

Donde; Z2= valor de la normal estándar; p= probabilidad de éxito; q= probabilidad de fracaso (1-p); d2= error estándar.

Para obtener las variables del modelo planteado, se aplicaron encuestas a productores de limón persa en el municipio de Martínez de la Torre, Veracruz. Los productores a encuestar se obtuvo mediante el método de muestreo aleatorio simple; el cual permite la selección de “n” unidades en un conjunto “N” de tal modo que cada una de las “NCn” muestras distintas, tengan la misma oportunidad de ser elegidas (Cochran, 1980).

La población total de productores de limón persa, se tomó del Consejo Estatal Citrícola A. C. en septiembre de 2007, la cual constó de 2 072 productores, distribuidos en 75 localidades del municipio (CONCITVER, 2007). Con una confiabilidad de 90%, y un margen de error de 10%; se consideró estos niveles de confiabilidad porque la información se recopiló a través de entrevistas directas con productores.

El tamaño de muestra calculado fue de 95 productores a entrevistar; sin embargo, debido a problemas con la localización de entrevistados y pérdida de información por respuestas no acordes al cuestionario, sólo se tuvieron 80 entrevistas, que representan 3.86% del total.

Where n= sample size; n0= approximation to the sample size; N= population.

Calculation of n0:

Where Z2= values of the normal standard; p= probability of success; q= probability of failure (1-p); d2= standard error.

To obtain the variables of the presented model, farmers of Persian lemon were surveyed in the municipality of Martínez de la Torre, Veracruz. The farmers to be surveyed were chosen using a simple random sampling method, which helps select the “n” units in a set “N” in such a way that each different “NCn” samples have the same opportunity of being selected (Cochran, 1980).

The total population of Persian lemon farmers was taken from the State Citrus Council in September of 2007, which was composed of 2 072 farmers, distributed in 75 locations of the municipality (CONCITVER, 2007). With a reliability of 90% and a margin of error of 10%, these levels of reliability were considered because the information was compiled using interviews to farmers.

The sample size calculated was 95 farmers to interview, although due to problems with the location of the interviewees and information loss due to answers not in accordance with the questionnaire, we only obtained 80 interviews, which account for 3.86% of the total.

The questionnaire was made up of 3 sections: production, food innocuity and commercialization. The innocuity section in general was composed of binary questions, with yes (1) or no (0) answers.

To interpret the estimated model, the marginal effects on the averages of the regression models were calculated. Marginal effects are understood as the contribution of the j-the explanatory variable in the probability of obtaining a success. It is necessary to point out that once “x” is established, the scale factor that relates the coefficient of the model with the slope is equal for all the components of vector β, of equation 2.

n= n0

1 + (n0 + 1)

N

∂E y =

β ∂x φ(β′x)x

n= n0

1 + (n0 + 1)

N

n0= Z2 pq

d2

n0= Z2 pq

d2


El cuestionario aplicado estuvo formado por tres secciones: producción, inocuidad alimentaria y comercialización. La sección de inocuidad en general, estuvo compuesta de preguntas binarias, cuyas respuestas eran si (1) y no (0).

Para interpretar el modelo estimado se calcularon los efectos marginales en las medias de las variables regresoras; se entiende un efecto marginal como la contribución de la j-ésima variable explicativa en la probabilidad de observar un éxito. Es necesario señalar que una vez fijado “x”, el factor de escala que relaciona al coeficiente del modelo con la pendiente es el mismo para todas las componentes del vector β, de la ecuación 2.

La bondad de ajuste del modelo se midió con el índice del cociente de verosimilitud (ICV), cuyo valor se encuentra entre 0 y 1 (Greene, 2001); este se estima mediante la siguiente ecuación.

4)

Donde: L= verosimilitud de la muestra cuando en β′x de la ecuación 1, β′ es diferente de cero (βi≠ 0) con i= 0,1…k+1; L0= es la verosimilitud restringida de la muestra cuando en β′x de la ecuación 1, β′ es igual a cero (βi= 0) con i= 0,1…k+1; es decir, sólo considera la ordenada al origen.

El ICV es un valor análogo al coeficiente de determinación R2 de un modelo de regresión lineal. Lo anterior se debe al tipo de datos que se utilizan en la estimación, debido que al utilizar series de tiempo el ajuste del modelo será mayor que utilizar datos de corte transversal (Veall y Zimmermann, 1996).


Los resultados de la muestra indican que la mayoría de los productores de limón persa (82%), no hacen uso de las buenas prácticas agrícolas (BPA) y de la superficie sembrada de limón, únicamente 30.83% cumple con las características de inocuidad. El volumen de la producción en la muestra fue de 712 000 t, de las cuales sólo 35% es considerado un producto inocuo, por tanto el resto del producto representa una disminución en la cantidad ofertada bajo el nuevo esquema de la LFSV.

Es importante mencionar que la producción de alimentos inocuos y de buena calidad, es un requisito previo para el éxito del comercio nacional e internacional de productos

The kindness of adjustment of the model was measured with the index of the verisimilitude quotient (ICV), with the value between 0 and 1 (Greene, 2001); this is calculated with the following equation.

4)

Where: L= verisimilitude of the sample when β′x of the equation 1, β′ is different to zero (βi≠ 0) with i= 0,1…k+1; L0= is the restricted verisimilitude of the sample when in β′x of equation 1, β′ is equal to zero (βi= 0) with i= 0,1… k+1. That is, it only considers the one ordered to the origin.

The ICV is an analogical value to the determination coefficient R2 of a linear regression model. This is due to the type of data used in the estimation, due to the fact that, when using series of time, the adjustment of the model will be greater than in the use of a cross section (Veall and Zimmermann, 1996).


The results of the sample show that most farmers of Persian lemon (82%) do not use GAPs, and out of the surface planted with lemon, only 30.83% complies with the innocuity characteristics. Production volumes in the sample was of 712 000 t, out of which only 35% is considered innocuous product, hence their rest of the product is a drop in the amount supplied under the new LFSV scheme.

It is worth mentioning that the production of quality, innocuous food is a previous requirement for the success of the national and international trade of food products, and a basic element for the sustainable development of national agricultural resources (FAO, 2008).

The application of GAPs is reflected in the yield of 16.26 t ha-1 obtained by farmers. The average rural price corresponding to innocuous production was 3 190 pesos per ton, which is lower than the price of the production of farmers that do not apply GAPs (3 310 pesos per ton). In this study, the sales point is an important factor for fixing the price. The producers that follow the GAPs reported a net income of 5 662.77 pesos ha-1, which is obtained

ICV= 1 - 1n L 1n L0

ICV= 1 - 1n L 1n L0


alimenticios, y un elemento fundamental para el desarrollo sostenible de los recursos agropecuarios nacionales (FAO, 2008).

La aplicación de las BPA se ve reflejado en el rendimiento obtenido por los productores de 16.26 t ha-1. El precio medio rural correspondiente a la producción inocua fue de 3.19 mil pesos por tonelada, resultando inferior al precio obtenido por los productores que no aplican las BPA (3.31 mil pesos por tonelada); en este estudio, el punto de venta es un factor importante para la formación del precio. Los productores que siguen las BPA reportaron un ingreso neto de $ 5 662.77 ha-1, la cual se obtiene de restar del valor bruto de los correspondientes costos de producción bajo esta modalidad; por otra parte, los productores que no siguen las BPA obtuvieron un ingreso neto de $ 11 077.06 ha-1 (Cuadro1).

from subtracting the gross value from the corresponding production costs under this method. On the other hand, farmers that do not follow the GAPs had an average income of 11 077.06 pesos ha-1 (Table 1).

However, it is important to point out that despite the farmers’ gross incomes are lower using the innocuous production method (due to the greater costs implied in a pollution-free production), yield in this method is an important factor.

The participation of each variables in the sample (planted surface, volume and production value, yield, production costs and farmer’s net income), was used to determine their behavior in the pattern, and finally, in the country (Table 1).

Variables Muestra Padrón MéxicoProductores 80 2 072 11 841 ┼ Con inocuidad 14 363 2 072 Sin inocuidad 66 1 709 9 769Superficie sembrada (ha) 499.5 8 381.86 47 902.09 Con inocuidad 154 2 584.2 14 768.61 Sin inocuidad 345.5 5 797.66 33 133.48Volumen de la producción (t) 7 125.12 119 563.04 683 299.38 Con inocuidad 2 504.7 42 030.12 240 200.93 Sin inocuidad 4 620.42 77 532.93 443 098.45Rendimiento promedio (t ha-1) Con inocuidad 16.26 16.26 16.26 Sin inocuidad 13.37 13.37 13.37Precio medio rural en miles ($ t-1) Con inocuidad 3.19 3.19 3.19 Sin inocuidad 3.31 3.31 3.31Valor de la producción (miles de pesos) 23 267.9 390 447.08 2 231 393.87 Con inocuidad 7 986.34 134 014.7 765 890.2 Sin inocuidad 15 281.57 256 432.37 1 465 503.67Costos de producción (miles de pesos) 6 528.08 109 544.42 626 043.24 Con inocuidad 2 323.57 38 990.6 222 830.15 Sin inocuidad 4 204.51 70 553.82 403 213.09Ingreso neto del productor (miles de pesos) 16 739.83 280 902.65 1 605 350.63 Con inocuidad 5 662.77 95 024.11 543 060.05 Sin inocuidad 11 077.06 185 878.55 1 062 290.58

Cuadro 1. Determinación del ingreso neto del productor en muestra, padrón y país.Table 1. Determining the gross income of a farmer in sample, pattern and country.

┼= cantidad extrapolada del Consejo Estatal Citrícola A. C.


Sin embargo, es importante recalcar que a pesar que el ingreso neto del productor es menor bajo la modalidad de la producción inocua (por los mayores costos que implica generar una producción libre de contaminantes), el rendimiento en esta modalidad es un factor importante.

La participación de cada una de las variables dentro de la muestra (superficie sembrada, volumen y valor de la producción, rendimiento, costos de producción y el ingreso neto del productor), se utilizó para determinar el comportamiento de las mismas en el padrón y finalmente en el país (Cuadro 1).

En el Cuadro 2 se determinó la ganancia del productor, la cual se obtuvo de restar al ingreso marginal el costo marginal, esta ganancia tuvo un monto de 1.79 mil pesos ha-1; que significa una ganancia no maximizada y el nivel de producción puede incrementarse en beneficio al productor. La teoría económica establece que en competencia perfecta la maximización de la ganancia, se encuentra cuando el ingreso marginal es igual al costo marginal, alcanzando el nivel óptimo de producción (Mansfield, 1999).

La estimación del modelo probit se hizo bajo la sintaxis PROCPROBIT, del paquete estadístico SAS (SAS, 1999); y la selección de las variables explicativas se hizo a partir de la prueba Ji-cuadrada. De las 15 variables analizadas: edad del productor, años de escolaridad, hectáreas cultivadas, hectáreas en producción, rendimiento, cantidad total producida, precio medio rural, costo de mano de obra, costos de fertilizantes, costos de agroquímicos, costos de asesoría técnica, cantidad producida para mercado nacional, cantidad producida para exportación, precio medio nacional, precio medio de exportación; sólo cinco (x1= edad del productor, x2= hectáreas cultivadas, x3= rendimiento, x4= cantidad total producida y x5= cantidad producida para exportación), resultaron estadísticamente significativas al 17% (Cuadro 3).

Table 2 determines the profits of the farmers, which was calculated by subtracting the marginal income to the marginal cost. This profit was of 1 790.00 pesos ha-1, which means a non-maximized profit, and the production level can increase in the benefit of the farmer. The economic theory states that in a perfect competition, the maximization of profit is reached when the marginal income is equal to the marginal cost, reaching the optimum production level (Mansfield, 1999).

The probit model was estimated under the syntax PROCPROBIT, of the statistical package SAS (SAS, 1999). The selection of the explanatory variables was carried out using the chi squared test. Out of the 15 variables analyzed (farmer’s age, years of schooling, hectares planted, hectares in production, yield, total amount produced, average rural price, cost of workforce, cost of fertilizers, costs of agrochemicals, cost of technical advice, amount

Tipo de productor Miles de pesos

Ingreso neto del productor Con inocuidad 36.77 Sin inocuidad 32.06Ingreso marginal del productor 4.71Costo total de producción Con inocuidad 15.09 Sin inocuidad 12.17Costo marginal del productor 2.92Ganancia del productor 1.79

Cuadro 2. Determinación de la ganancia máxima por hectárea del productor de limón persa.Table 2. Determination of the farmer’s maximum profit per hectare of Persian lemon.

Variables Coeficiente estimado Error estándar Valor de probabilidadOrdenada 4.20625 1.27207 0.0009Edad del productor 0.02334 0.01687 0.1669Hectáreas cultivadas 0.06405 0.03625 0.0772Rendimiento 0.11088 0.04363 0.0111Cantidad total producida 0.01994 0.00952 0.0364Cantidad producida para exportación -0.03682 0.0138 0.0076

Cuadro 3. Parámetros del modelo.Table 3. Parameters of the model.


Los parámetros estimados del modelo para cada una de las variables se presentan en el Cuadro 3. El valor obtenido para el índice de cociente de verosimilitudes (ICV) fue de 0.26386; simulaciones hechas por Domencich y Mc Fadden (1975), demuestran que valores del ICV en el intervalo 0.2-0.4 equivale a una R2 entre 0.7-0.9 de un modelo lineal. Lo que ratifica el ajuste de la modelación con las variables utilizadas.

Los efectos marginales que se obtuvieron para cada una de las variables se presentan en el Cuadro 4. Como se observa, el mayor efecto marginal corresponde a la variable rendimiento (x3), con un valor de 2.08%; esto significa que con incremento del rendimiento de la producción (t ha-1), la probabilidad de utilizar los procedimientos establecidos en la LFSV, en materia de inocuidad aumenta 2.08%.

El efecto marginal estimado para la edad del productor (x1), el número de hectáreas cultivadas (x2), y para la cantidad total producida (x4), se interpreta en el mismo sentido de rendimiento x3, pero con una probabilidad que se cumplan los procedimientos señalados en la LFSV de 0.43%, 1.2% y 0.37%, respectivamente.

La cantidad producida para exportación (x5), presenta un efecto marginal de -0.69, y se lee de la siguiente forma: ante un cambio en dicha variable, la probabilidad que se sigan los procedimientos establecidos disminuye 0.69%, que implica una menor observación de inocuidad en el producto.

Una vez conocido el efecto marginal de cada una de las variables, se simuló el impacto económico que tendría un apoyo otorgado por la SAGARPA, en el mercado de limón persa, bajo el escenario de un incremento de 10% en el rendimiento de la producción (13.88 t ha-1), permaneciendo el resto constantes, el cambio en la variable dependiente

produced for national market, amount produced for export, average national price, average export price) only five (x1= farmer’s age, x2= hectares planted, x3= yield, x4= total amount produced and x5= amount produced for export) were statistically different at 17% (Table 3).

The parameters of the model calculated for each of the variables are shown in Table 3. The value obtained for the index of the verisimilitude quotient (ICV) was 0.26386; simulations by Domencich and Mc Fadden (1975), show that the values of ICV in the 0.2-0.4 interval is equal to an R2 between 0.7-0.9 of a linear model. This ratifies the adjustment of the model with the variables used.

The marginal effects obtained for each of the variables are shown in Table 4. As we can see, the greatest marginal effect belongs to the variable of yield (x3), with a value of 2.08%. This means that with an increase in the production yield (t ha-1), the probability of using the procedures established in the LFSV in terms of innocuity, increases 2.08%.

The estimated marginal effect for the farmer’s age (x1), the number of hectares planted (x2) and for the total amount produced (x4) is interpreted in the same way as yield x3, with a probability of compliance with the procedures mentioned in the LFSV of 0.43%, 1.2% and 0.37%, respectively.

The amount produced for export (x5) shows a marginal effect of -0.69, and is read as follows: in the face of a change in this variable, the probability of compliance with the procedures mentioned falls 0.69%, implying less innocuity in the product.

Once the marginal effect of each of the variables was known, the economic impact a support program by SAGARPA would have on the Persian lemon market was simulated, in the scenario of an increase of 10% in the yield (13.88 t ha-1), the rest of which remains constant. The change in the dependant variable “Y” was 2.89% (Table 5), which equals a total increase of 342 farmers that comply with the GAPs. That is, with the support program, the number of farmers that apply GAPs would rise from 2 072 to 2 414 nationwide (Table 6).

The values for Mexico in Table 6 were extrapolated using data from the survey; the expansion factors took into consideration each of the totals considered (farmers,

Variables Efecto marginal (%)

Edad del productor 0.43849Hectáreas cultivadas 1.2033Rendimiento 2.08309Cantidad total producida 0.37461Cantidad producida para exportación -0.69173

Cuadro 4. Efecto marginal para cada variable explicativa.Table 4. Marginal effect for each explanatory variable.


‘Y’ fue 2.89% (Cuadro 5), que equivale a un incremento total en los productores que cumplen con las BPA de 342 personas; es decir, con el programa de apoyo el número de productores que aplican BPA pasaría de 2 072 a 2 414 personas a nivel nacional, (Cuadro 6).

surface planted and production volume). In this way, we determined the volume and makeup of the Persian lemon production, corresponding to the sample, pattern and country, applying the 2.89% change factor to both groups of farmers.

As we can see in Table 6, the volume of national production increased by only 4 780 tons, or 0.74%. However, it is important to point out that the amount of Persian lemon produced with GAPs would improve by 16.51%; in other words, national production would increase by 269 000 tons.

Variables Muestra Padrón MéxicoProductores 80 2 072 11 841 Con inocuidad 14 363 2 072 Sin inocuidad 66 1 709 9 769Superficie cosechada (ha) 385.5 7 237.74 45 760.47 Con inocuidad 84.5 1 586.48 10 030.51 Sin inocuidad 301 5 651.25 35 729.96Volumen de la producción sin apoyo (t) 5 399.65 101 377.98 640 960.62 Con inocuidad 1 374.33 25 802.99 163 139 Sin inocuidad 4 025.31 75 574.98 477 821.62Rendimiento promedio (t ha-1) Con inocuidad 16.26 16.26 16.26 Sin inocuidad 13.37 13.37 13.37Productores 80 2 072 11 841 Con inocuidad 16 422 2 414 Sin inocuidad 64 1 650 9 427Superficie cosechada (ha) 385.5 7 237.74 45 760.47 Con inocuidad 98.45 1 848.48 11 686.97 Sin inocuidad 287.05 5 389.26 34 073.5Volumen de la producción con apoyo (t) 5 439.99 102 135.45 645 749.72 Con inocuidad 1 601.29 30 064.17 190 080.24 Sin inocuidad 3 838.7 72 071.27 455 669.47

Cuadro 6. Comparativo del volumen de la producción de limón persa con y sin apoyo.Table 6. Comparison in production volume of Persian lemon, with and without support.

Los valores para México del Cuadro 6, fueron extrapolados a partir de datos de la encuesta, los factores de expansión tomaron en cuenta cada uno de los totales considerados superficie cosechada y volumen de producción). Así, se determinó el volumen y composición de la producción de

Cuadro 5. Cambio en la variable dependiente ‘Y’, ante un incremento de 10% en ‘x’.Table 5. Change in the dependant variable ‘Y’, with an increase of 10% in ‘x’.

Variables Efecto marginal X ∆╫ en % ∆╫ en Y ∆╫ en la

muestraNuevo valor

de ‘Y’Edad del productor 0.0044 51 10 0.022 1.789 15.789Hectáreas cultivadas 0.012 6.24 10 0.007 0.601 14.601Rendimiento 0.0208 13.88 10 0.028 2.313 16.313Cantidad total producida 0.0037 73.67 10 0.027 2.207 16.207Cantidad producida para exportación -0.0069 45.02 10 -0.031 -2.491 11.508

∆╫= significa cambio.


limón persa, correspondiente a la muestra, al padrón y al país, aplicando el factor de cambio 2.89%, a los dos grupos de productores.

Como se observa en el Cuadro 6, el volumen de la producción nacional se incrementó, únicamente en 4.78 mil toneladas, dicho aumento representa 0.74%. Sin embargo, es importante señalar que la cantidad producida de limón persa bajo la aplicación de buenas prácticas agrícolas mejoraría en 16.51%; es decir, se incrementaría en 269 000 toneladas la producción nacional del cítrico.

Teóricamente el impacto de la LFSV en la oferta de limón persa, se observaría como un incremento de la función de oferta por un desplazamiento de esta misma función. Tomek y Robinson (1991), mencionan que los desplazamientos estructurales de la oferta pueden ser ocasionados (permaneciendo el resto constante), por la variación de alguno de los factores de cambio (tecnología, programas gubernamentales, tamaño de la empresa, etc), haciendo que cambie su pendiente con o sin la modificación de su intercepto.

CONCLUSIONES

La aplicación de la Ley Federal de Sanidad Vegetal, en materia de inocuidad, afectará de manera negativa la oferta nacional de limón persa y por tanto, el ingreso del productor, ya que sólo 17.5% de los productores encuestados dicen seguir los requisitos establecidos en dicha ley para producir y vender sus productos. Así, la cantidad nacional ofertada de limón persa sería únicamente, de 240.2 mil toneladas.

Los factores que más influencia en la decisión del productor para adoptar buenas prácticas agrícolas son el rendimiento, número de hectáreas cultivadas, edad del productor, cantidad producida para exportación y cantidad total producida; específicamente se encontró que si el productor logra incrementar su productividad, su disposición para la adopción de buenas prácticas agrícolas sería favorable; y por tanto, la Ley Federal de Sanidad Vegetal no se contrapondría con los intereses de los productores de limón persa.

Es necesario implementar programas de inocuidad agrícola dirigidos a productores, para incrementar la oferta nacional de dicho producto, con mayores características de inocuidad y por tanto, favorecer la comercialización del producto en los mercados internacionales.

In theory, the impact of the LFSV in the supply of Persian lemon can be seen as an increase in the supply due to a displacement in this function. Tomek and Robinson (1991) state that the structural displacements in the supply can be caused (should the rest remain constant) by the variation of any of the factors of change (technology, government programs, size of the company, etc), causing a change in the slope with or without the modification of its intercept.

CONCLUSIONS

The application of the Federal Plant Health Law, in terms of innocuity, will affect Mexico’s Persian lemon supply in a negative way, along with the farmers’ incomes, since only 17.5% of the farmers surveyed claim they comply with the requirements established in this law for the production and sale of their products. In this way, the national supply of Persian lemon would be only 240 200 tons.

The factors that influence the farmers’ decisions the most in terms of adopting good agricultural practices are yield, number of hectares planted, farmer’s age, amount produced for export and total amount produced. Specifically, it was found that if the farmers manage to increase their productivity, their disposition to adopt GAPs would be favorable. Therefore, the Federal Plant Health Law would not oppose the interests of the Persian lemon farmers.

It is necessary to implement agricultural programs for farmers, in order to increase the national supply of the product, with greater characteristics of innocuity, and therefore, to favor the commercialization of the product in international markets.

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DISTINCIÓN, HOMOGENEIDAD Y ESTABILIDAD MEDIANTE CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA EN VARIEDADES DE AMARANTO*

DISTINCTNESS, UNIFORMITY AND STABILITY BY MORPHOLOGICALCHARACTERIZATION IN AMARANTH VARIETIES

Ma. Elena Ramírez1§, Aquiles Carballo Carballo1, Amalio Santacruz Varela1, Víctor Conde Martínez1, Eduardo Espitia Rangel2 y Félix González Cossío1

1Programa en Producción de Semillas. Instituto de Recursos Genéticos y Productividad. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 36.5. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. Tel. y Fax. 01 595 952 02 62. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). 2Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. ([email protected]). §Autora para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

Con el objetivo de valorar procedimientos para la evaluación de distinción, homogeneidad y estabilidad en variedades vegetales con fines de protección a derechos del obtentor, el presente estudio se realizó en los ciclos agrícolas primavera-verano 2006 y 2007, en lotes experimentales del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas; se utilizaron 10 variedades de amaranto, cinco provenientes de Hungría y tres de México, todas con protección a derechos de obtentor, una variedad de Brasil y otra de México para evaluar la distinción, consideradas como candidatas. La caracterización morfológica se realizó de acuerdo a la guía TG/247/1 para la descripción varietal en amaranto, que consta de 40 caracteres. Para el examen de distinción, homogeneidad y estabilidad, se utilizó el sistema de agrupamiento del Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas. En el agrupamiento de variedades, resultó que ocho de diez variedades cumplen con la distinción, pero dos (Roza y BRS-Alegría) no cumplen porque resultan morfológicamente parecidas. Las variedades Maros y Eniko resultaron iguales; no obstante, ambas muestran rasgos que las distinguen, la variedad Maros expresa pigmentación en el utrículo en la fase de llenado de grano; además 10% de las inflorescencias muestran manchas irregulares de color rojo conocida como variegación. Por otra parte, del 25 al 40% de las plantas presentan

ABSTRACT

This study was carried out in order to value procedures for the evaluation of the distinctness, uniformity and stability in plant varieties, so as to protect the obtainer’s rights, and it was carried out in two spring-summer agricultural cycles in 2006 and 2007 in experimental fields at Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas. Ten amaranth varieties were used, five from Hungary and one from Mexico, all with the protection of the obtainer’s rights, one variety from Brazil and another one from Mexico, to evaluate the distinction, considered as candidates. Morphological characterization was carried out according to the guide TG/247/1 for the varietal description in amaranth, composed of 40 characters, and of which Mexico is a member since 1997.The system of the National Inspection and Certification Seeds Service was used for the distinctness, uniformity and stability test; in this way eigth out of ten varieties complied with the distinction, although two (Roza and BRS-Alegría) do not, since they are morphologically similar. The varieties Maros and Eniko resulted the same, yet they show traits that distinguish them, the Maros variety shows pigmentation in the utricle in the grain-filling phase; also, 10% of infloresences show irregular red stains, known as variegation. On the other hand, 25 to 40% of plants show pigmentation on the base of the stem; as for

* Recibido: diciembre de 2009


Ma. Elena Ramírez et al.336 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

pigmentación en la base del tallo; con respecto a la homogeneidad, las variedades expresaron en cada ambiente los caracteres que las definen; sin embargo, aquellos que son cuantitativos con tipo de observación de medición de varias plantas o partes de plantas individuales, no cumplen con la estabilidad. Se evaluaron seis caracteres a través del análisis combinado interanual de distinción, destacando que la calificación que se otorga a los caracteres tomados en campo, no corresponden a la diferenciación de una variedad.

Palabras clave: amaranto, protección de variedades, pruebas de distinción, uniformidad y estabilidad.

INTRODUCCIÓN

El género Amaranthus se ha cultivado desde hace 7 000 a 5 000 años A. de C. En África, América Central, Asia, México y Sudamérica; se han reemplazado los materiales criollos por selecciones cuyas características son prometedoras para obtener cultivos más homogéneos y de mayor producción (Paredes, 1994). En la actualidad su importancia radica en su alto contenido proteínico y por la cantidad de aminoácidos esenciales para el hombre; en este sentido las especies más importantes en la producción de grano son: Amaranthus hypochondriacus, Amaranthus cruentus y Amaranthus caudatus (Coimbra y Saleman, 1994). El cultivo del amaranto presenta en común diversos rasgos con múltiples caracteres, que se pueden usar para definir razas dentro de las especies a partir del origen geográfico y de la morfología.

La Research Center fue la primera en agrupar accesiones basadas en caracteres morfológicos en común (Kauffman y Reider, 1983). La diversidad genética del amaranto está relacionada en gran parte por datos arqueológicos, históricos y morfológicos; desde el punto de vista agronómico y comercial la caracterización del germoplasma se basa en caracteres de alta y baja heredabilidad, siendo la principal limitante la influencia ambiental. Su clasificación taxonómica es difícil, porque consideran características como la pigmentación que presenta amplia segregación y el tamaño de la planta que depende de la duración de la luz solar y otras variables ambientales; además, la planta de amaranto presenta mucha plasticidad (Espitia, 1986).

Las pruebas de distinción, homogeneidad y estabilidad (DHE), son un requerimiento a cumplir para obtener el título de obtentor, y con ello la protección legal a este derecho; siendo hasta ahora los caracteres morfológicos la

uniformity, the varieties expressed the characteristics that define them in each environment. However, those that are quantitative, with an observation of the measurement of several plants or parts of individual plants, do not comply with the stability. Six characteristics were evaluated using a distinction interannual combined analysis, with the particularity that the grade given to the characteristics taken on the field does not correspond to the differentiation of a variety.

Key words: amaranth, distinction test, protection of varieties, uniformity and stability.

INTRODUCTION

The genus Amaranthus has been planted since 7 000 to 5 000 BC. In Africa, Central America, Asia, Mexico and South America, creole materials have been replaced by selections with promising characteristics for more homogenous harvests with greater yields (Paredes, 1994). Its current importance lies in its high protein contents and in the amount of amino acids, which are vital for humans. In this sense, the most important species for the production of this grain are Amaranthus hypochondriacus, Amaranthus cruentus and Amaranthus caudatus (Coimbra and Saleman, 1994). Amaranth plantation displays several traits with multiple characteristics which can be used to define breeds within the species with the geographic origin and morphology.

The Rodale Research Center was the first to group accessions based on common morphological characteristics (Kauffman and Reider, 1983). The genetic diversity of amaranth is widely related by archaeological, historical and morphological data; from the agricultural and commercial point of view, the characterization of germoplasm is based on high and low hereditability characteristics, with environmental influence as the main obstacle. It is difficult to taxonomically classify, since it would consider characteristics such as pigmentation that presents wide segregation, and the size of the plant, that depends on the hours of sunlight and other environmental variables. Finally, the amaranth plant has high plasticity (Espitia, 1986).

The distinction, uniformity and stability (DUS) tests are a requirement to become an obtainer and therefore the legal protection of this right. The bases for the DUS tests are the morphological characteristics, and the tests must

Distinción, homogeneidad y estabilidad mediante caracterización morfológica en variedades de amaranto 337

base para el examen DHE, con el cual debe probarse que una variedad cumple con los tres criterios siguientes: a) distinta, al considerar que sea claramente diferente de toda la colección de variedades de referencia; b) uniforme, si las plantas fuera de tipo no excede el mínimo permitido y si los caracteres se mantienen a través de los diversos ambientes y del tiempo; y c) estable, siempre y cuando se mantengan todos los caracteres a través de su reproducción.

Los procedimientos a seguir son determinados por la Unión Internacional para la Protección de Obtenciones Vegetales (UPOV), de la cual México es miembro desde 1997. Independientemente si se busca o no la protección legal, para que una nueva variedad pueda ser registrada debe cumplir con este procedimiento, para lo cual el obtentor debe caracterizar la nueva variedad, tal como indica la UPOV en el acta de 1991, en el sentido que una variedad se define por sus caracteres. Para aceptar a una variedad como distinta, la UPOV indica que basta la diferencia en un solo carácter al compararla con otras variedades; no obstante, en México el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) considera que este criterio es insuficiente, y aplica como distancia mínima la suma de diferencias mayor a 10 entre los niveles de expresión de los caracteres; así, cuando ocurre que esta suma es menor o igual a 10, se analizan los tipos de caracteres que presentan estas diferencias, y en caso de que sean cuantitativos e influenciados por el ambiente, se solicita al obtentor que proporcione caracteres adicionales para diferenciar mejor la variedad.

Dada la necesidad de probar la efectividad de la evaluación basada en caracteres morfológicos, con fines de identidad y distinción; en el presente trabajo se plantearon los siguientes objetivos: evaluar el comportamiento de caracteres descriptivos, en pruebas de distinción, homogeneidad y estabilidad (DHE) y, probar si la estabilidad en el comportamiento de un carácter es sinónimo de homogeneidad.


La caracterización se realizó en la localidad de Montecillo, Texcoco, Estado de México; en el ciclo primavera-verano de 2006 y 2007. El material vegetal utilizado estuvo constituido por ocho variedades protegidas en cuanto a derechos de obtentor; de México: Rojita, Nutrisol y Revancha de la especie A. hypochondriacus; de Hungría: Roza, Reka, Edit, Maros y Eniko de la especie A. mantegazzianus; más dos

prove that a variety complies with the following criteria: a) it must be clearly different to all the collection of reference varieties; b) it must be even, if the out-of-type plants do not exceed the minimum permitted and the characteristics are maintained through the different environments and time; and c) they must be stable, so long as all the characteristics are maintained thoughout its reproduction.

Procedures are determined by the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV), of which Mexico has been a member since1997. Regardless of the search for legal protection, for a new variety can be registered, it must comply with this procedure, and the obtainer must charaterize the new variety, as stated by the UPOV 1991 act, in the sense that a variety is defined by its characteristics. To accepta variety as new, the UPOV stated that one character must be different to other varieties. However, in Mexico, the National Seeds Inspection and Cerification Service (SNICS) considers this criterion insufficient, and applies as the minimum distance the sum of differences greater than 10 between levels of expression of the characteristics. So when this sum is less than or equal to 10, the types of characteristics with these differencesare analyzed, and if they are quantitative and influenced by the environment, the obtainer is requested toprovide additional characteristics to differentiate the variety better.

Given the need to prove the effectiveness of the evaluation based on morphological characteristics for identity and distinction, the aim of this investigation was to evaluate the the behavior of descriptive characteristics in distinction, uniformity and stability (DUS) tests and test if stability in the behavior of a characteristic necessarily means uniformity.


The characterization was carried out in Montecillo, Texcoco, State of Mexico; during the 2006 and 2007 spring-summer cycles. The plant material used was made up of eight Mexican varieties, protected in terms of obtainer rights: Rojita, Nutrisol and Revancha, of the species A. hypochondriacus; from Hungary: Roza, Reka, Edit, Maros and Eniko of the species A. mantegazzianus; along with two candidate varieties: BRS-Alegría and Mariel, from Brazil and Mexico, respectively. These


variedades candidatas: BRS-Alegría y Mariel, provenientes de Brasil y México respectivamente. Las variedades antes mencionadas con excepción de Mariel, fueron otorgadas a México como país miembro de la UPOV, para su evaluación y en apoyo a la elaboración de la guía para la descripción varietal de amaranto. Mariel es una variedad nueva producto del mejoramiento genético que se conduce en el Colegio de Postgraduados de Ciencias Agrícolas (CP).

Las siembras se realizaron en parcelas de cinco surcos, durante dos ciclos agrícolas: primavera-verano 2006 (lote C-6) y primavera-verano 2007 (lotes predio nuevo y C-6), en tres fechas de siembra que fueron las mismas en ambos lotes; la siembra se realizó en forma manual depositando 1 ml de semilla por cada cinco metros en forma de banda en el lomo del surco; posterior a la emergencia se realizó un aclareo dejando una planta cada 40 cm.

Evaluación de la DHE. La evaluación morfológica de las variedades de amaranto, se realizó de acuerdo a procedimientos aprobados por la Unión Internacional para la Protección de Obtenciones Vegetales (UPOV, 2002), utilizando la Guía TG/247/1 para la descripción varietal de amaranto (UPOV, 2008), la cual está compuesta de 40 caracteres. Para mayor comprensión en los criterios y procedimientos adoptados para la evaluación, se utilizó material vegetal representativo, el cual visiblemente mostró excelente estado vigoroso y no afectado por plagas o enfermedades.

Análisis de la distinción. La examinación de la distinción se realizó en relación con todas las variedades notoriamente conocidas.

Análisis de la homogeneidad. La homogeneidad se evaluó mediante la presencia o no de plantas fuera de tipo, así como en la uniformidad en sus caracteres pertinentes. Para la evaluación de la estabilidad, se consideró el criterio que se maneja en la UPOV, en el sentido que cuando una variedad haya demostrado ser homogénea, también puede considerarse estable. Análisis estadístico. Se utilizó el sistema SNICS de agrupación de variedades (SISNAVA), el cual se basa en la suma de diferencias entre los valores que presentan los niveles de expresión de los caracteres descriptivos. Este sistema comparó cada una de las variedades contra el resto de los materiales evaluados y con los datos obtenidos se elaboró una matriz de doble entrada, la cual facilitó observar las diferencias en valores absolutos que indican la distinción (Figura 1).

varieties, with the exception of Mariel, were given to Mexico, as a member of UPOV, for evaluation and in support in the creation of the guide for the varietal description of amaranth. Mariel is a new variety, produced by genetic improvement conducted in the Colegio de Postgraduados (CP).

Seeds were sown in five-furrow fields during two agricultural cycles: spring-summer 2006 (plot C-6) and spring-summer 2007 (new field plots and C-6), in three planting dates, which were the same for both plots. Planting was done by hand, placing 1 ml of seeds for every 5 m in a strip on the back bone of the furrow, and after emergence, a thinning process was performed, leaving one plant every 40 cm.

Evaluation of the DUS. The morphologic evaluation of the amaranth varieties was performed according to the procedures approved by the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV, 2002), using Guide TG/247/1 for the varietal description of amaranth (UPOV, 2008), which is composed of 40 characteristics. For a better understanding of the criteria and the procedures used for the evaluation, representative plant material was used, which noticeably showed an excellent vigor and was not affected by plagues or diseases.

Distinction analysis. Distinction was examined in relation to all the notoriously known varieties.

Uniformity analysis. Uniformity was evaluated using the presence or absence of out-of-type plants, as well as the uniformity of the pertinent characteristics.For the evaluation of stability, the criterion used by UPOV was considered, in the sense that when a variety proved to be homogenous, it was also considered stable.

Statistical analysis. The SNICS system for the grouping of varieties (SISNAVA) was used, which is based on the sum of differences between varieties of the descriptive values. This system compared each of the varieties with the rest of the materials evaluated, and with the data obtained, a double entry matrix was created, which helped observe the difference in absolute values that point out the distinction between the varieties (Figure 1).

For this analysis, only five environments were considered, due to problems that forced us to suspend the pickup of data during the phase of maturing of the third planting


date. The grade a characteristic, the mode was considered and the analysis combined over years distinctness (COYD), which considers the variation in years of the quantitative characteristics. This analysis is based on the variance analysis for the minimum significant difference with a tp of Student t tables at a probability of p= 0.01, which was proposed by the Technical Working Party on Automation and Computer Programs of the UPOV (TWC).


Morphological characterization

Figure 1 shows the results in double entry obtained with SISNAVA, which shows the differences obtained in the 10 varieties evaluated in five environments, in which the distinction between them is clearly visible; most

Figura 1. Análisis del SISNAVA mediante comportamiento entre y dentro de diez variedades de amaranto en cinco ambientes, a partir de las sumas de diferencias de 40 caracteres evaluados.Figure 1. Analysis of the SISNAVA using the behavior between and within 10 amaranth varieties in five environments, from the sums of differences of 40 characteristics evaluated.

Para hacer este análisis, se consideraron sólo cinco ambientes, por problemas que impidieron la finalización en la toma de datos en la etapa de maduración de la tercera fecha de siembra. Para otorgar la calificación de un carácter se consideró la moda. También se empleó el análisis combinado interanual de distinción (COYD), en el que se considera la variación entre años de los caracteres cuantitativos. Este análisis se basa en el análisis de varianza para obtener la diferencia mínima significativa con una tp de tablas t de Student a una probabilidad de p= 0.01, el cual fue propuesto por el grupo de trabajo en cómputo y sistemas de la UPOV (TWC).


Caracterización morfológica

En la Figura 1 se observan los resultados en doble entrada obtenidos con el SISNAVA, que muestra las diferencias


en las 10 variedades evaluadas en cinco ambientes; en la que se aprecia la distinción entre éstas, destacando que la mayor distancia morfológica la presenta la variedad Mariel en el ambiente C6-SF-07 y Nutrisol cuando se estableció en C6-PF-07 con 77 unidades y la distinción más baja se encuentra en las variedades Maros y Eniko, con una unidad en los ambientes C6-PF-07 y C6-SF-07, así como en PN-PF-07 y C6-SF-07; BRS-Alegría y Roza con cero unidades en los ambientes PN-SF-07 y PN-SF-07.

En cuanto a las distancias mínimas entre variedades, aun no se ha establecido un límite; sin embargo, mientras más sea la distancia, hay más elementos para proteger los derechos de obtentor y para sustentar la propiedad en caso de plagio de las mismas. No obstante, para garantizar la protección de cada variedad se exigen distancias demasiado grandes, que propiciaria a un menor estímulo y oportunidad para el desarrollo de los cultivos y puede conducir a un monopolio, inhibiendo la liberación de otras variedades de la misma especie.

Las variedades BRS-Alegría y Roza, provenientes de Brasil y Hungría respectivamente, muestran similitud en sus caracteres a través de los ambientes de evaluación; señalando además que las diferencias que se dan dentro y entre variedades, se deben a los caracteres cuantitativos con tipo de observación de medición de varias plantas o partes de plantas individuales (MS), los cuales son muy similares entre sí, pues las sumas de sus diferencias van de 0 a 10 en los cinco ambientes de evaluación.

Cabe mencionar que la variedad Roza se encuentra en la base de datos de variedades registradas en la UPOV, mientras que la variedad BRS-Alegría no lo está; planteando la posibilidad que sean una misma variedad, al no haber antecedentes de esta última; por lo anterior, es importante realizar la caracterización de las variedades de interés y registrarlas ante las autoridades correspondientes de cada país; asimismo, habrá que realizar evaluaciones en diversos ambientes, para tener conocimiento de posibles cambios que se puedan manifestar en los caracteres que se identifican y distinguen, considerando que muchos caracteres se expresan de acuerdo a las condiciones ambientales que prevalecen en un lugar determinado.

Por otra parte, es recomendable contar con la caracterización de las variedades en su respectivo país de origen y compararla con caracterizaciones que se realizan en otros; pues acorde a lo que se observa en la Figura 1, las variedades BRS-Alegría y Roza son morfológicamente iguales a pesar de provenir de lugares diferentes.

noticeable is the morphological distance displayed by the variety Mariel in environment C6-SF-07 and Nutrisol when it was established in C6-PF-07 with 77 units, and the lowest distinction was found in the varieties Maros and Eniko, with one unit in the environments C6-PF-07 and C6-SF-07, as well as in PN-PF-07 and C6-SF-07; BRS-Alegría and Roza with zero units in the environments PN-SF-07 and PN-SF-07.

There has not yet been a range established for the differentiation between variables; however, as the distance between varieties increases, there are more elements to protect the obtainer rights and support the property should it be plagiarized. Nevertheless, in order to guarantee the protection of each variety, there is a demand for distances that are too big, which would lead to a lower stimulus and opportunity for crop development, and may lead to a monopoly, inhibiting the release of other varieties of the same species.

The varieties BRS-Alegría and Roza, Brazilian and Hungarian respectively, show similar characteristics through the evaluation environments; the difference between and within varieties are due to the quantitative characterist ics with an observation type of the measurement of several plants or parts of individual plants (MS), which are very similar, since the sum of their differences range from 0 to 10 in the five evaluation environments.

It is worth mentioning that the variety Roza is found in the database of varieties registered in UPOV, whereas variety BRS-Alegría is not; this presents the possibility that they are the same variety, since there are no antecedents of the latter; it is important to characterize the varieties of interest and register them with the authorities of each country, as well as to evaluate in different environments to know possible changes that could take place in the characteristics identified and distinguished, considering that many of them are expressed according to environmental conditions that prevail in a determined place.

On the other hand, it is worth while to have the characterization of the varieties in their country of origin and compare it to characterizations performed else where, since as we can see from Figure 1, varieties BRS-Alegría and Roza are morphologically alike, despite their different places of origin.


Caso contrario ocurre con las variedades Maros y Eniko, de cuya comparación se infiere que son muy similares; sin embargo, la variedad Maros, al inicio del llenado de grano presenta pigmentación en el opérculo, que es la capa dehiscente que cubre a la semilla, dando esta coloración un aspecto pardo a la inflorescencia en la etapa de madurez, además que aproximadamente 10% de las inflorescencias presentan pigmentación roja de forma heterogénea; llamándose este aspecto de manera común “Payasito” (Figura 2); por lo tanto, para evitar posibles sesgos en la toma de decisiones es necesario complementar la información en el cuestionario técnico que describa totalmente a esa variedad, en caso que existan dudas en la diferenciación y no se reporten todas las variantes que expresa en los diferentes ambientes, puede ocurrir que otra persona la registre con otra denominación como suya.

The opposite occurs with varieties Maros and Eniko, the comparison of which showed that they are very similar; however, the variety Maros, at the beginning of the grain-filling phase, has pigmentation in the operculum, which is the dehiscent layer that covers the seed, and its color gives a darker look to the inflorescence in the stage of maturity; plus, approximately 10% of the inflorescences have a red pigmentation, heterogeneously, commonly called “Payasito” (clown) (Figure 2). Therefore, in order to avoid possible biases in decision-making, it is necessary to complement the information in the technical questionnaire, so it describes the variety completely, in case there are doubts in the differentiation, and not all the variants expressed in the different environments are reported; someone else may register it their own, under another name.

Another distinctive characteristic of Maros it has an anthocyanin pigment in the base of the stem (25 to 40%). As shown in Figure 2, these varieties are very similar, and possibly come from a common source; on this matter, Van Eeuwijk and Law (2004) mention that during the process of the formation of another variety, the number of characteristics may be altered, and may pass a distinction test as a new variety, even when there is no major alteration of the genetic structure, and in these cases, the new variety is known as “essentially derived”, which can be proven using sophisticated techniques such as molecular markers.

A) B)

Figura 2. Diferencias en la inflorescencia entre la variedad Maros (A) y Eniko (B).Figure 2. Differences in the inflorescences of varieties Maros (A) and Eniko (B).

Otra característica distintiva de Maros, es que presenta pigmentación antociánica en la base del tallo (25 al 40%). Tal como se muestra en la Figura 2, estas variedades son muy similares entre sí y posiblemente fueron derivadas de una fuente común; al respecto Van Eeuwijk y Law (2004), mencionan que durante el proceso de formación de una nueva variedad, puede suceder que se altere el número de caracteres y por lo tanto, pasa una prueba de distinción como nueva variedad, aun cuando no se altera mayormente la estructura genética y entonces a la nueva variedad se le denomina “esencialmente derivada”, lo cual puede probarse utilizando técnicas más finas tales como marcadores moleculares.


Esta situación puede presentarse a partir de una alta heterogeneidad que incremente sustancialmente las diferencias entre las accesiones de la misma línea (Romero-Severson et al., 2001; Gethi et al., 2002), proporcionando con ello la posibilidad de declarar a un variedad esencialmente derivada independientemente de la variedad inicial (Heckeberger et al., 2002).

Por otra parte, las variedades Nutrisol, Reka y Eniko muestran sumas de diferencias mayores a 10, que de acuerdo a los lineamientos ya mencionados, pueden considerarse como variedades distintas. Estas diferencias son dadas por caracteres cuantitativos con tipo de observación MS y medición única de un grupo de plantas o partes de plantas (MG), los cuales son influenciados por el ambiente, que trae como consecuencia que la misma variedad pueda tener un comportamiento distinto; estas diferencias pueden explicarse en base a la plasticidad morfológica que presenta el amaranto (Hauptli, 1977; Putman, 1990).

En el Cuadro 1 se presentan las calificaciones y sumas de diferencias entre ambientes para Nutrisol, Reka y Eniko, considerando 10 caracteres cuantitativos y cuyas diferencias son mayores a 10; para evitar posibles errores es conveniente analizar en qué caracteres se manifiestan las diferencias antes de considerar a una variedad como diferente y estable.

This situation could be due to a high heterogeneity that increases the different accession of the same line substantially (Romero-Severson et al., 2001; Gethi et al., 2002). This helps declare a variety as essentially derived, regardless of the initial variety (Heckeberger et al., 2002).

On the other hand, Nutrisol, Reka and Eniko varieties show difference sums of over 10, which, according to the mentioned guidelines, could be considered different varieties. These differences are given by quantitative characteristics, with an observation type of MS and a single measurement of a group of plants or parts of plants (MG), which are influenced by the environment, which leads to the same variety having a different behavior. These differences could be explained by the morphological plasticity of amaranth (Hauptli, 1977; Putman, 1990).

Table 1 shows the marks and sums of differencesbetween environments for Nutrisol, Reka and Eniko, considering 10 quantitative characteristics, with differences greater than 10; to avoid possible errors, it is worth analyzing in which characteristics the differences are displayed, before considering a variety as stable and different.

Caracteres por ambientes Nutrisol Reka Eniko1 3 2 3 3 4 1 3 1 5 1 3

4 . Hoja joven: longitud 7 3 7 3 3 75. Hoja joven: anchura 5 3 7 3 3 7 3 5 3 5 7 56. Hoja joven: proporción largo-anchura 7 3 7 3 3 5 5 3 5 3 3 513. Planta: época de aparición de la inflorescencia 7 5 5 714. Planta: época de floración 5 328. Inflorescencia: número de flores femeninas por

glomérulo 7 5 7 5 7 332. Inflorescencia: longitud 5 3 5 3 3 533. Planta: época de madurez 5 7 3 5 3 5 3 534. Planta: longitud 5 340. Peso de 1 000 semillas 5 3 5 3 3 5 5 3 5 3

Suma de diferencias 16 18 14 12 12 12

Cuadro 1. Diferencias en 10 caracteres cuantitativos para tres variedades evaluadas en cinco ambientes: 1 (C6-06), 2 (C6-PF-07), 3 (C6-SF-07), 4 (PN-PF-07) y 5 (PN-SF-07).Table 1. Difrerences in 10 quantitative characteristics cuantitativos for 3 varieties evaluated in five environments: 1 (C6-06), 2 (C6-PF-07), 3 (C6-SF-07), 4 (PN-PF-07) and 5 (PN-SF-07).


El Cuadro 1 fortalece la necesidad de caracterizar las variedades en dos ciclos de crecimiento similares. En la variedad Nutrisol hay una diferencia de 18, 16 y 14 unidades entre ambientes y años de evaluación, debido que en C6-06 hubo mayor desarrollo en los caracteres; hoja joven: longitud (HJL), hoja joven: anchura (HJA), hoja joven: proporción largo-anchura (HJPLA), inflorescencia: longitud (IL), planta: época de madurez (PEM) y peso de mil semillas (PMS), con respecto a los ambientes C6-SF-07; un comportamiento similar ocurrió con respecto a los ambientes C6-PF-07 y C6-SF-07 adicionando diferencias en los caracteres de planta: época de floración (PEF) e IL para un total de 16; esta variedad mostró también la suma de diferencias de 14 en los ambientes C6-SF-07 y PN-PF-07; siendo notables las diferencias en comportamiento con respecto a ambientes y fechas de siembra, mostrando menor desarrollo en las siembras realizadas en el mes de julio.

En la variedad Reka se obtuvo una población menor a 20 plantas por parcela; posiblemente por ser de doble propósito, y que como tal requiere de un manejo ornamental como el sombreado y una desinfectación del terreno a la siembra; esto se refleja mejor en siembras tardías de junio y julio que en mayo para algunos caracteres como: HJA, IL y planta: longitud (PL); los caracteres: HJPLA, INFFG y PMS. No obstante, Reka conservó los caracteres y se diferenció perfectamente de las demás variedades; además, en las siembras realizadas en 2008 en los lotes C6 y PN, se obtuvo una población mayor a 20 plantas con buen aspecto en sanidad y muy vigorosas, que llegaron a la madurez fisiológica.

Eniko presentó menor desarrollo para el carácter HJPLA y menor tiempo en PEM; para este carácter en particular, favorecó el ciclo a madurez fisiológica en cuanto las siembras se realizan en mayo; caso contrario presentó Nutrisol, ya que su madurez fue precoz al sembrar en junio con 146 días; mientras que al sembrar en mayo, su ciclo es tardío con 165 días; al respecto, la NRC (1984) menciona que muchos amarantos son sensibles a la duración de la luz solar, de tal forma que A. hypochondriacus requiere de días con fotoperiodo corto para poder alcanzar la madurez, en tanto A. cruentus, que proviene de Nigeria, las semillas se forma rápidamente cuando se siembra en condiciones de días con fotoperiodo largo; siendo este el caso de Reka y Eniko que se comportaron como de esta especie, pero están clasificados como A. caudatus; siendo que ésta es reconocida como de días con fotoperiodo corto, ya que usualmente florece y forma semillas únicamente cuando la duración de la luz solar es menor a ocho horas.

Table 1 reinforces the need to characterize the varieties in two similar growth cycles. In the variety Nutrisol there is a difference of 18, 16 and 14 units between environments and years of evaluation, since in C6-06 there was a greater development of the characteristics of: young leaf: length (HJL), young leaf: width (HJA), young leaf: length-width proportion (HJPLA), inflorescence: length (IL), plant: season of maturity (PEM) and weight of one thousand seeds (PMS), in regard to the environments C6-SF-07. A similar behavior was observed in the environments C6-PF-07 and C6-SF-07, adding differences in the plant characteristics: flowering period (PEF) and IL for a total of 16; this variety also showed a sum of differences of 14 in environments C6-SF-07 and PN-PF-07, and the differences in behavior were prominent for environments and planting dates, with plantations carried out in July presenting a lower development.

The variety Reka displayed a population of less than 20 plants per field, possibly because it had a dual purpose, and as such, requires an ornamental treatment, such as shade and a disinfestation of the terrain when planting. This reflects better in late plantations in June and July than in May for characteristics such as: HJA, IL and plant: length (PL); and characteristics: HJPLA, inflorescence: number of flowers by glomerule (INFFG) and PMS. However, Reka kept the characteristics and was perfectly distinguished from the other varieties. Also, in the plantations carried out in 2008 in plots C6 and PN, population surpassed 20 plants, with an adequate aspect and very vigorous, which reached physiological maturity.

Eniko presented less development for the characteristic of HJPLA and less time in PEM; for this particular characteristic, the cycle favored the physiological maturity since the plantations were carried out in May; the opposite occurred for Nutrisol, which showed precocious maturity (146 days); after being sowed in June, whereas after sowing in May its cycle is 165 days long; in regard to this, the NRC (1984) mentions that many amaranths are sensitive to the duration of sunlight, so A. hypochondriacus requires short light periods to reach maturity, whereas for A. cruentus, which comes from Nigeria, seeds form quicker when planted in days with more hours of sunlight. This is the case of Reka and Eniko, that showed the behavior of this species, yet are classified as A. caudatus, since this is known to have less hours of sunlight, due to its flowering and forming seeds only when sunlight lasts less than eight hours.


Finalmente en los caracteres HJA, PEF e INFFG, se presentó una mayor proporción en la siembra realizada en C6-06. Con base a lo anterior y para el caso amaranto, es necesario ampliar el número de unidades que diferencian a una variedad, ya que con los datos obtenidos se comete el error en la decisión que una misma variedad es diferente de acuerdo al SISNAVA; de esta forma considerando que se encontraron sumas de hasta 18 unidades de diferencias entre las caracterizaciones de una misma variedad; se propone ampliar a 20 el límite que obligue a evaluaciones adicionales para decidir que una variedad candidata es distinta de las ya registradas.

Este comportamiento se presenta por efectos ambientales que afectan tanto a caracteres cuantitativos como caracteres cualitativos. En el caso de estos últimos, deben considerarse aquellos factores que puedan modificar tanto la expresión presencia versus ausencia, como la gama de variación en los niveles de expresión cuando están presentes; tal es el caso de las antocianinas que son afectadas en la intensidad de su color por temperaturas altas y son favorecidas por la luminosidad (Kliewer and Torres, 1972).

Por lo tanto surge la gama de expresión de caracteres y se asignen notas: 3, 5 y 7, que expresen el color y su grado de variación, ya que debe haber una distribución equilibrada en la expresión del carácter; además es más fácil identificar los niveles de acuerdo a la gama estándar (3, 5, 7 y 9) que la versión 1 a 9 (UPOV, 2008); además de considerar que la calificación del carácter también depende en gran medida de la parte de la planta en que se realice dicha calificación, siendo que la mayor concentración de antocianinas se encuentra en las hojas apicales en comparación con las hojas medias y basales, debiendo considerarse, adicionalmente que las concentraciones se incrementan en la madurez (Khandaker et al., 2009).

El análisis de varianza del Cuadro 2, muestra diferencias altamente significativas en los caracteres cuantitativos, lo cual es reflejo de la inestabilidad en la expresión de estos caracteres en las diez variedades e indica que son influenciados por el ambiente, de tal forma que una misma variedad muestra diferencias significativas a través de éstos. Las variedades Rojita, Revancha, Roza, Edit, Maros y Eniko presentaron un coeficiente de variación menor o igual a 15% en los caracteres HJL, HJA y HJPLA, que se interpreta en el sentido que estas variables presentan mayor uniformidad en la etapa joven de las plantas; las variedades Nutrisol, Reka, BRS-Alegría y Mariel, muestran un coeficiente adecuado de 16 a 18%, en algunos de los caracteres antes mencionados.

Finally, for characteristics HJA, PEF and INFFG, there was a higher proportion for plants on C6-06. Based on this, and for the case of amaranth, it is necessary to broaden the number of units that differentiate a variety, since according to the data obtained; a mistake is made in the decision of a same variety being different according to SISNAVA. In this way, considering that sums were found of up to 18 units of difference between the characterizations of a same variety, the proposal is to move up to 20 the limit that forces additional evaluations to decide that a candidate variety is different to those already registered.

This behavior is due to environmental effects that affect quantitative and qualitative characteristics. In the case of the latter, factors that can affect the expression of presence versus absence must be considered as the range in variation of the expression levels when they are present; such is the case of the anthocyanins, which are affected in the intensity of their color by high temperatures and favored by luminosity (Kliewer and Torres, 1972).

The range of the expression of characteristics arises, and marks are assigned: 3, 5 and 7, to express the color and the degree of variation, since there must be a balanced distribution in the expression of the characteristics; it is also easier to identify levels according to the standard range (3, 5, 7 and 9) than the 1 to 9 version (UPOV, 2008); the marks of the characteristics also depends to a large extent on the part of the plant marked, since the largest concentration of anthocyanins is found in the apex leaves, unlike the middle and base leaves; also, the fact that the concentrations increase with maturity must also be taken into account (Khandaker et al., 2009).

The variance analysis in Table 2 shows highly significant differences in all the variables evaluated, which is a sign of the instability in the expression of these characteristics in the 10 varieties, and shows that they are influenced by the environment, which is why a single variety shows significant differences through them. Varieties Rojita, Revancha, Roza, Edit, Maros and Eniko presented a variation coefficient lower or equal to 15% for characteristics HJL, HJA and HJPLA, which can be interpreted as these variables showing greater uniformity in the younger stage of the plants; varieties Nutrisol, Reka, BRS-Alegría and Mariel show an adequate coefficient of 16 to 18% for some of the characteristics mentioned above.


Varia

bles

Roj

itaN

utris

olR

evan

cha

Roz

aR

eka

CM

EC

V (%

)C

ME

CV (%

)C

ME

CV

(%)

CM

EC

V (%

)C

ME

CV

(%)

HJL

1.1

(<.0

001)

7.7

13.6

1.83

(<.0

001)

914

.91.

48(<

.000

1)8.

713

.91.

135

(<.0

001)

8.6

12.3

1.67

5(<

.000

1)7.

616

.87

HJA

0.39

(<.0

001)

4.4

14.1

0.83

3(<

.000

1)5

17.9

0.49

(<.0

001)

5.4

12.9

0.42

8(<

.000

1)5.

312

.30.

592

(<.0

001)

4.3

17.8

6

HJP

LA0.

033

(0.0

004)

1.7

10.3

0.09

(0.0

241)

1.8

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Con respecto al número de flores femeninas por glomérulo, que muestra un coeficiente de variación (CV) de 26 al 77%, no podría considerarse como carácter confiable para diferenciar variedades; por lo anterior, es recomendable tomar la calificación en la fase de llenado de grano, ya que todas las florecillas están bien desarrolladas y diferenciadas; además, se deben tomar de la parte inferior de la inflorescencia, toda vez que se cuantifique en la parte media o en la apical, la calificación resulta errónea al reportar menos flores de las que realmente tiene un glomérulo.

La IL muestra un CV del 18.3 a 26.2%, mientras que Reka y Mariel tienen 42.6 y 26.6%, siendo este en mayor proporción en la variedad Reka. La PL presenta un CV de 10.2 a 30.3%, lo cual indica distinción entre variedades. Las variables planta: época de aparición de la inflorescencia (PEAI), PEF, PEM y PMS tienen un CV de 0%, debido a que hay homogeneidad y estabilidad en estos caracteres. Con respecto al análisis COYD, éste muestra que una misma variedad se comporta diferente en sus caracteres cuantitativos si se evalúa en diversos ambientes; por lo tanto, es de gran importancia que el obtentor conozca las variedades a registrar y que esos caracteres que se están evaluando sean claros y consistentes (UPOV, 2002).

Los caracteres que muestran distinción en una misma variedad, son los de tipo de observación MS; por ejemplo, la variedad Rojita para el carácter HJL mostró ser distinta según la diferencia mínima significativa (DMS) de 1.44, en los ambientes C6-TF-07 (6.1 cm) y PN-TF-07 (3.9 cm) con relación a los demás, siendo el máximo valor 8.9 cm en C6-06. Este comportamiento fue similar para el carácter HJA y también para las variedades Nutrisol y Revancha; además de las variedades Edit y Maros, mientras que Roza sólo mostró distinción con respecto a C6-06 y C6-TF-07; Eniko en C6-PF-07 y C6-TF-07.

Con respecto al carácter HJPLA, no mostraron distinción las variedades Nutrisol, Roza, Brs-Alegría y Mariel; Rojita, Edit, Maros y Eniko, si la mostraron en dos ambientes. En cuanto al INFFG, la variedades que no mostraron distinción entre ambientes fueron Revancha con un rango de 111.6-64.5 flores por glomérulo y una DMS de 47.46, y Roza con una amplitud de 136.95-90.6 y una DMS de 51.45, la variedad que mostró mayor homogeneidad en cuanto al número de flores fue Mariel con un rango de 59.75-46.55 y una DMS de 24.19. Con respecto al carácter de tipo de observación MS, los resultados dependen mucho de la época en que se realice el conteo y la parte de la inflorescencia de donde se tomen los glomérulos para su cuantificación.

The number of female flowers per glomerule, which shows a coefficient of variation (CV) from 26 to 77%, could not be considered a reliable characteristic to differentiate varieties. This is why it is recommended to take marks in the grain-filling phase, since all the flowers are well formed and differentiated; in addition, they are taken from the inferior section of the inflorescence, since it is quantified in the medium section or the apical one, otherwise the qualification is erroneous when reporting less flowers of those than really a glomerule has. IL shows a CV of 18.3 to 26.2%, while Reka and Mariel’s is 42.6 and 26.6%, which is higher in proportion to the variety Reka. PL has a CV of 10.2 to 30.3%, indicating distinction between varieties. Variables plant: period of appearance of the inflorescence (PEAI), PEF, PEM and PSM have a CV of 0%, due to the uniformity and stability in these characteristics. The COYD analysis shows that a same variety behaves differently in quantitative characteristics than if evaluated in diverse environments. It is therefore crucial for the obtainer to know the varieties evaluated, and that the characteristics be clear and consistent (UPOV, 2002).

The characters that show distinction in a same variety, are those of type of observation MS; for example, the Rojita variety for character HJL showed to be different according to significant the minimum difference (DMS) from 1.44, in environments C6-TF-07 (6.1 cm) and PN-TF-07 (3.9 cm) in relation to other environments of evaluation, being the maximum value 8.9 cm in C6-06. This behavior was similar for character HJA and also for the varieties Nutrisol and Revancha; besides the varieties Edit and Maros, whereas Rosa only showed distinction with respect to C6-06 and C6-TF-07; Eniko in C6-PF-07 and C6-TF-07.

For HJPLA, there was no distinction in varieties Nutrisol, Roza, Brs-Alegría and Mariel, although Rojita, Edit, Maros and Eniko did show distinction in two environments. As for INFFG, the varieties that showed no distinction between environments were Revancha, with a range of 111.6-64.5 flowers per glomerule and a DMS of 47.46, and Roza with amplitude of 136.95-90.6 and a DMS of 51.45. The variety that showed the greatest uniformity in this character for the number of flowers was Mariel, with a range of 59.75- 46.55 and a DMS of 24.19. Regarding the characteristic of type of MS observation, results depend heavily on the season in which the counting takes place, and the part of the flower the glomerules are taken from to be quantified.


En la variable IL, las variedades Rojita, Nutrisol, Revancha, Eniko y BRS-Alegría, no mostraron distinción a través de los ambientes de evaluación; mientras que en PL, Roza y Mariel fueron distintas. Al comparar el análisis COYD y el SISNAVA utilizado en nuestro país, cabe destacar que aunque COYD muestre distinción en una misma variedad, y se conoce además que los caracteres cuantitativos utilizados en éste son influenciados por el ambiente; proporcionan no obstante, información sobre los rangos máximos y mínimos en que estos caracteres pueden variar, así como los límites en tiempo para el establecimiento de siembras con fines de caracterización.

Por otra parte el SISNAVA es aceptable, dado que en este se incluyen todos los caracteres a los cuales se otorga una nota, por lo cual detecta poca variación para un mismo carácter cuantitativo; sin embargo, como se observa en la Figura 1, las diferencias encontradas dentro de la misma variedad en cada uno de los ambientes es posible que se deba a este tipo de caracteres.

Típicamente para las pruebas DHE, las características tomadas en campo se basan en observaciones morfológicas, tales como el color de la hoja, el tipo de margen, y el color de la inflorescencia; que son caracteres típicos y son además un conjunto de descriptores que se expresan de forma continua o discontinua y que aún con análisis estadístico, el obtentor debe tomar la decisión en cuanto si son o no distintos de una misma variedad.

La evaluación de la homogeneidad dentro de los exámenes DHE se califica con base a las plantas fuera de tipo, por tratarse de variedades registradas y definidas por sus caracteres, se han mantenido en aislamiento en tiempo y espacio para evitar contaminación de las mismas; por lo tanto, a través de los años y ambientes de evaluación, las variedades han sido homogéneas. Con respecto a la evaluación de la estabilidad, las variedades no cumplen con este examen en los caracteres cuantitativos con tipo de observación MS, debido que estos son influenciados por el ambiente y por tratarse de amaranto, podría suponerse que la estabilidad no es sinónimo de homogeneidad.

CONCLUSIONES

1) ocho de diez variedades evaluadas mostraron ser distintas; demostrando que es posible observar rasgos a simple vista que las diferencian; 2) se logró identificar en

In variable IL, the varieties Rojita, Nutrisol, Revancha, Eniko and BRS-Alegría, they did not show distinction through evaluation environments; whereas in PL, Roza and Mariel they were different. When comparing the COYD analysis and the SISNAVA used in Mexico, we can see the virtues and acceptance of each one; although COYD shows distinction in a single variety, the quantitative characteristics are known to be influenced by the environment, but provide information on the highest and lowest ranges in which they can vary, as well as on the time limits for the seed establishment with characterization purposes.

On the other hand, SISNAVA is acceptable, since it includes all the characteristics marked, which is why it displays little variation for a quantitative characteristic; however, as Figure 1 shows, the differences found within the variety in each one of the environments may be due to this type of characteristics.

For DHE tests, the characteristics taken on the field are typically based on morphologic observations of the phenotype, such as leaf color, type of edge and flower color, which are typical characteristics and a set of descriptions expressed continuously and discontinuously, and even with a statistical analysis, the obtainer must decide if they are different in a variety or not.

The evaluation of uniformity in the DUS tests is marked based on the out-of-type plants. Since they are registered varieties defined by their characteristics, they have been kept in isolation in space and time to avoid their pollution; therefore, throughout the years and evaluation environments, varieties have been homogenous. Varieties do not comply with the stability evaluation in the quantitative characteristics with observation type MS, since they are influenced by the weather, and because it is amaranth, we could assume that stability and uniformity are not synonymous.

CONCLUSIONS

1) Eight out of ten varieties evaluated proved to be different, showing it is possible to see traits with the naked eye to differentiate them; 2) we identified which of the characteristics are different and which are the same in 10 varieties evaluated; 3) especially varieties Roza and BRS-Alegría (Hungarian and Brazilian, respectively), are very


qué caracteres son diferentes y en cuales son iguales las 10 variedades evaluadas; 3) en particular las variedades Roza y BRS-Alegría (Hungría y Brasil, respectivamente), son muy similares entre sí, ya que al realizar los análisis de suma de diferencias se obtienen niveles de 1 a 10; claro ejemplo de posibles problemas legales para otorgar los derechos del obtentor; 4) las variedades Maros y Eniko arrojan sumas de 1 a 11 niveles; sin embargo, es posible diferenciarlas en la época del llenado de grano al presentar pigmentación en la inflorescencia, en el utrículo y en la base del tallo; por lo cual se propone complementar la guía con este tipo de caracteres. Inflorescencia, pigmentación del utrículo: ausente (1), presente (9) e inflorescencia, variegado: ausente (1), presente (9); 5) es necesario complementar la información que se pide en la guía en el apartado de caracteres adicionales del cuestionario técnico; 6) para el análisis COYD; en el cual se observa la calificación que se otorga a los caracteres tomados en campo, no corresponden a la diferenciación de una variedad de acuerdo a la DMS y 7) la homogeneidad no resultó sinónimo de estabilidad, como indica el documento TG/1/3 para los caracteres de tipo cuantitativo con tipo de observación MS; ya que estos responden de acuerdo a las condiciones ambientales.

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similar, since when performing the sum of difference tests, levels of 1 to 10 are obtained, which is a clear example of possible legal problems for granting obtainer rights; 4) varieties Maros and Eniko give sums of 1 to 11 levels, although they can be differentiated in the grain-filling estage, when their flowers are pigmented, as well as their utricle and the base of the stem, which is why we propose complementing the guide with this type of characteristics. Inflorescence, utricle pigmentation: absent (1), present (9) and inflorenscence, variegated: absent (1), present (9); 5) the information requested in the guide, in the section of additional characteristics of the technical questionnaire, must be complemented; 6) the marks given in the COYD analysis to the characteristics taken on the field, do not correspond to the differentiation of a variety according to the DMS; and 7) uniformity is not synonymous with stability, as indicated by the document TG/1/3 for the quantitative characteristics with an MS type of observation, since these respond according to the weather conditions.

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RELACIÓN DE ALTURA Y COMPETENCIA DE PLANTAS CON INCIDENCIA Y DISPERSIÓN DE Septoria tritici EN TRIGO DE TEMPORAL*

RELATION OF PLANT HEIGHT AND COMPETENCE WITH INCIDENCE AND DISPERSION OF Septoria tritici ON RAINFED WHEAT

María Elsa Rodríguez Contreras1, Santos Gerardo Leyva Mir2§, Héctor Eduardo Villaseñor Mir3, Julio Huerta Espino3, José Sergio Sandoval Islas1 y Héctor Manuel de los Santos Posadas1

1Posgrado en Fitosanidad. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km 35.5. Montecillo, Estado de México. Tel. 01 595 9520229. Fax. 01 595 9520230. C. P. 56230. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). 2Departamento de Parasitología Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Chapingo, Estado de México. Tel. 01 595 9521500. Ext. 6179. C. P. 56230. 3Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. A. P. 10. C. P. 56230. Tel. 01 595 9542277, 9542877. Ext. 127. ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

La septoriosis es una enfermedad del trigo que se presenta en regiones altas con temporal lluvioso del Altiplano mexicano. Con el objetivo de analizar la relación de la altura y densidad de plantas sobre la incidencia y severidad de esta enfermedad, se evaluaron seis líneas de porte alto y seis de porte bajo de trigo temporalero en parcelas con competencia (surcos separados a 30 cm) y sin competencia (surcos separados a 70 cm), durante los ciclos primavera-verano 2005 y 2006, en Juchitepec, Estado de México y Nanacamilpa, Tlaxcala. Las líneas de porte alto fue de ciclo tardío, con altura de planta casi el doble (124 cm vs 65 cm), con mayor rendimiento y peso de grano y mayor resistencia al tizón foliar. Esto demuestra que el efecto de Septoria tritici fue diferente entre las líneas de ambos portes. Las líneas de porte alto en el tratamiento con competencia maduraron a 136 días y el tratamiento sin competencia a 138 días. En ambos tratamientos la altura de la planta, rendimiento de grano de 25 tallos y peso de mil granos fueron estadísticamente iguales. Las variables infección máxima y el área bajo la curva del progreso Septoria tritici, resultaron mayores en los tratamientos con competencia. Las líneas de porte bajo, el tratamiento con competencia maduró a132 días y sin competencia a 135 días. Los análisis demostraron que las variables altura de planta y peso de mil



ABSTRACT

Septoriosis is a wheat disease that exist in high areas with rainy seasons in the Mexican Highlands. With the aim of analyzing the relation of plant height and density on the incidence and severity of this disease, six lines of seasonal tall wheat and short wheat with competition (furrows 30 cm apart) and without competition (furrows 70 cm apart), were evaluated in the spring-summer cycles of 2005 and 2006, in Juchitepec, State of Mexico and Nanacamilpa, Tlaxcala. The tall lines were of a late cycle, with plants almost double in height (124 cm vs 65 cm), with greater yield and grain weight, and greater resistance to leaf rust. This proves that the effect of Septoria tritici was different in both lines. The tall lines in the treatment with competition matured in 136 days and the treatment without competition, in 138 days. In both treatments, plant height, yields of grains from 25 stems and the weight of 1 000 grains were statistically equal. The variables of maximum infection and the area under the progress curve of Septoria tritici, were greater in the treatments with competition. In the short lines, the treatment with competition matured in 132 days, and without competition at 135 days. The analysis showed that the plant height and weight of 1 000 grains

María Elsa Rodríguez Contreras et al.352 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

granos fueron estadísticamente iguales; por el contrario, el rendimiento de grano de 25 tallos, fue menor en el tratamiento con competencia (16.9 g) que sin competencia (20.6 g). En el caso de la infección máxima, en los tratamientos sin competencia fue menor (59%) que con competencia (85%). La variable área bajo la curva del progreso de Septoria tritici fue mayor cuando la competencia estuvo presente (1 748).

Palabras clave: Septoria tritici, líneas de porte alto, líneas de porte bajo, tizón foliar, trigo de temporal.

INTRODUCCIÓN

Mycosphaerella graminicola (anamorfo Septoria tritici) es el agente causal de la enfermedad conocida como tizón foliar del trigo. El hongo se presenta particularmente en regiones altas y lluviosas con temperaturas de 12 a 25 °C (Eyal, 1981; Cowger et al. 2000), es capaz de reducir el rendimiento de 30 a 60% (Eyal, 1981; King et al., 1983). Leyva et al. (2006), reportaron la presencia del hongo en áreas lluviosas de temporal del Altiplano mexicano (Estado de México, Jalisco y Michoacán), en zonas con condiciones de clima y suelo propicias para la producción de trigo y donde el monocultivo ha incrementado la presencia de la enfermedad. Eyal (1981) indicó que la dispersión de la enfermedad se debe en gran parte a la siembra de variedades de alto rendimiento, porte bajo y madurez temprana que son susceptibles al tizón foliar, además de los cambios en las prácticas culturales.

Eyal (1981) reportó asociación genética positiva entre precocidad y susceptibilidad, mientras que Camacho et al. (1995), mencionaron que en algunos casos se ha encontrado una asociación entre resistencia, mayor altura de planta y madurez tardía, lo cual podría sugerir un mecanismo de escape en lugar de una resistencia genética verdadera. Por otro lado, Simón et al. (2004) demostraron que trigos moderadamente bajos no son susceptibles al tizón que los altos y no existe asociación genética entre altura de planta y la enfermedad; es decir, que el porte de la planta no tiene efecto con la enfermedad (Wainshilbaum y Lipps, 1991; Arama et al., 1999).

Baltazar et al. (1990); Arraiano et al. (2006), reportaron que en cultivares de porte alto y tardíos es menor el daño de S. tritici; mientras que Shaw et al. (1993), mencionaron que las siembras tempranas tienen mayor riesgo porque las plantas maduran más lentamente, permitiendo mayor multiplicación de la enfermedad y mejor transferencia entre las capas de hojas. En diversos estudios se ha mencionado que el porte

variable were statistically equal; on the other hand,the yield of grains from 25 stems was lower in thetreatment with competition (16.9 g) than without competition (20.6 g). Maximum infection was lower in the treatment without competition (59%) than with competition (85%). The aerial variable under the progress curve for Septoria tritici was greater when there was competition (1 748).

Key words: Septoria tritici, leaf rust, seasonal wheat, short lines, tall lines.

INTRODUCTION

Mycosphaerella graminicola (anamorpho Septoria tritici) is the agent that causes the disease known as wheat leaf rust. The fungus appears particularly in high and rainy areas with temperatures between 12 and 25 °C (Eyal, 1981; Cowger et al. 2000), and it can reduce yields between 30 and 60% (Eyal, 1981; King et al., 1983). Leyva et al. (2006), reported the presence of this fungus in seasonally rainy areas of the Mexican Highlands (States of Mexico, Jalisco and Michoacán), in areas with appropriate weather and soil conditions for wheat production, and where monoculture has increased the incidence of this disease. Eyal (1981) pointed out that the dispersal of the disease is due mostly to the planting of high yield short, early-maturing varieties, which are susceptible to leaf rust, as well as the changes in cultural habits.

Eyal (1981) reported a positive genetic association between precociousness and susceptibility, while Camacho et al. (1995), mentioned that in some cases, a relationship between resistance, greater plant height and late maturity has been found, which could suggest an escape mechanism instead of a true genetic resistance. Likewise, Simón et al. (2004) showed that moderately short wheat plants are less susceptible to rust than tall plants, and there is no genetic association between plant height and the disease; that is, that plant height has no effect on the disease (Wainshilbaum and Lipps, 1991; Arama et al., 1999).

Baltazar et al. (1990); Arraiano et al. (2006), reported that in tall and late cultivars S. tritici damage is less; Shaw et al. (1993), mentioned that the early plantations are at greater risk, since plants mature slower, allowing a greater spread of the disease, and a better movement between leaf

Relación de altura y competencia de plantas con incidencia y dispersión de Septoria tritici en trigo de temporal 353

layers. Several studies have mentioned that lower height is related to the increase of the damage, due to the shorter distances between leaves, which helps the inoculant to spread easily, so the upward movement of the inoculant can occur in the absence of rain, depending on the position of the growing leaves in relation to the infected leaves (Eyal, 1981; Lovell et al., 1997; Lovell et al., 2004; Simón et al., 2004). Likewise, Arama et al. (1999) concluded that the interference between fields is not an important factor in Septoria tritici resistance tests.

The aims of this study were to determine the importance of plant height on the incidence and severity of the disease on the field, and the effect that separation between plants and fields has for its development.


Four experiments were performed during the 2005 and 2006 spring-summer cycles (P-V), two in Juchitepec (Juchi1 “P-V, 2005” and Juchi2 “P-V, 2006” at 2 590 masl, 19o 05´ latitude north and 98o 52´ longitude west, with a yearly rainfall of 853 mm), and two in Nanacamilpa (Nana1 “P-V, 2005” and Nana2 “P-V, 2006” at 2 720 masl, 19o 29´ latitude north and 98o 32´ longitude west, with an annual rainfall of 841 mm). Six tall F6 lines “130-140 cm” (A5, A6, A7, A8, A9 and A10) and six short ones “60-70 cm” (B15, B16, B17, B18, B19 and B20), were planted, obtained from the cross between the varieties Rebeca F2000 (resistant to S. tritici, 97 cm tall) and Salamanca S75 (susceptible to S. tritici, 87 cm tall).

Plantation was carried out in furrows with competition (CC) (continuous furrows, 0.3 m apart, and 1 m long) and without competition (SC) (continuous furrows, 0.7 m apart, and 1 m long). In order to measure the effect of the separation in the fields (contact between plants) on the severity of the disease, an experimental design of complete clusters at random was used, with three repetitions, in an arrangement of divided field treatments, in which the large field contained treatments with and without competition, and the small field contained the genotypes.

In each field, an epiphyte was artificially induced during stage 45, when the cram is presented (Zadoks et al., 1974); for this, the plants were sprayed with an ultralow volume of approximately 107 pycnidiospores ml-1

bajo está asociado con el incremento del daño, debido a las distancias cortas que hay entre las hojas, que provoca que el inoculo se disemine fácilmente; de manera que el movimiento del inoculo hacia arriba puede ocurrir en ausencia de lluvia, dependiendo de la posición de las hojas en desarrollo con relación a las hojas infectadas (Eyal, 1981; Lovell et al., 1997, 2004; Simón et al., 2004). Por su parte, Arama et al. (1999) concluyeron que la interferencia entre parcelas no es un factor importante en pruebas para resistencia a Septoria tritici.

Los objetivos del presente trabajo fueron determinar la importancia de la altura de planta sobre la incidencia y severidad de la enfermedad en campo y el efecto que tiene la separación entre plantas y parcelas para favorecer el desarrollo de la misma.


Cuatro experimentos se establecieron durante los ciclos primavera-verano (P-V) 2005 y 2006, dos en Juchitepec (Juchi1 “P-V, 2005” y Juchi2 “P-V, 2006” a 2 590 msnm, 19° 05´ latitud norte y 98° 52´ longitud oeste con precipitación anual de 853 mm), y dos en Nanacamilpa (Nana1 “P-V, 2005” y Nana2 “P-V, 2006” a 2 720 msnm, 19° 29´ latitud norte y 98° 32´ longitud oeste con precipitación anual de 841 mm). Se sembraron seis líneas F6 altas “130-140 cm” (A5, A6, A7, A8, A9 y A10) y seis bajas “60 a 70 cm” (B15, B16, B17, B18, B19 y B20), obtenidas de la cruza entre las variedades Rebeca F2000 (resistente a S. tritici, de 97 cm de altura) y Salamanca S75 (susceptible a S. tritici, de 87 cm de altura).

La siembra se realizó en parcelas con competencia (surcos continuos separados a 0.3 m y de 1 m de largo “CC= con competencia”) y sin competencia (surcos continuos separados a 0.7 m y de 1 m de largo “SC= sin competencia”). Con la finalidad de medir el efecto que tiene la separación entre parcelas (contacto entre plantas) en la severidad de la enfermedad; se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones en arreglo de tratamientos de parcelas divididas, en donde la parcela grande correspondió a siembra con y sin competencia y la parcela chica a los genotipos.

En cada parcela se indujo artificialmente una epífita durante el estadío 45, cuando se presenta el embuche (Zadoks et al., 1974); para lo cual las plantas se inocularon mediante una aspersión de ultrabajo volumen con una suspensión


water, and Tween 20® was then added as a surfactant (Wainshilbaum and Lipps, 1991). The formula 80-40-00 was used to fertilize before tillering, and weeds were controlled by hand, to avoid the effects of herbicides.

The parameters analyzed in each of the experiments were days to maturity (DM), plant height (AP), maximum infection or percentage of necrotic area due to the presence of pycnidia (IMAX) (Brown et al., 2001); the area under progress curve of Septoria tritici (ABCPST) was also obtained, with the evaluation of the damage in the foliar area. Random samples were taken from 25 stems cut at ground level, which were used to obtain the weight for 1 000 grains (PMG) and the grain yield from 25 stems (RE25T) in grams (Villaseñor, 1996).

The data intake to determine the ABCPST began approximately 80 days after planting and 40 days after inoculation. Foliar damage was evaluated weekly (King et al., 1983). The last read was performed in the dough-stage grain, when the maximum level of disease was observed in the more susceptible lines, considered as a maximum infection or the highest level of infection in the foliar area (King et al., 1983).

The information of the four experiments was combined and analyzed using SAS to identify the effects between locations, treatments (with and without competition) and their interactions SAS (1999). The differences between height and treatments were determined using the minimum significant difference (DMS). The area under the progress curve of Septoria tritici was calculated using the equation proposed by Roelfs et al. (1992).


There were highly significant differences (p≤ 0.01) between locations for all the variables, except for RE25T in which the difference was significant (p> 0.05) (Table 1). Highly significant differences (p≤ 0.01) were found between treatments in DM, IMAX and ABCPST, and significant differences (p> 0.05) in RE25T.

Differences between lines and height were highly significant (p≤ 0.01) for all variables, as well as in the tall lines, while between short lines, only in AP was the difference highly significant (p≤ 0.01), and in IMAX it

aproximada de107 picnidiosporas ml-1 de agua, después se agregó Tween 20® como surfactante (Wainshilbaum y Lipps, 1991). Se utilizó la fórmula 80-40-00 para fertilizar antes del amacollamiento y el control de maleza se realizó de forma manual, para evitar los efectos por uso de herbicidas.

Los parámetros evaluados en cada uno de los experimentos fueron días a madurez (DM), altura de planta (AP), infección máxima o porciento de área necrótica por la presencia de picnidios (IMAX) (Brown et al., 2001); se obtuvo además el área bajo la curva del progreso de Septoria tritici (ABCPST), mediante la evaluación del daño en el área foliar. Se realizó un muestreo al azar de 25 tallos cortados al nivel del suelo, con lo cual se obtuvieron datos de peso de mil granos (PMG) y rendimiento de grano de 25 tallos (RE25T) en gramos (Villaseñor, 1996).

La toma de datos para determinar el ABCPST se inició aproximadamente 80 días después de la siembra y 40 días después de la inoculación. El daño del área foliar se evaluó semanalmente (King et al., 1983). La última lectura se realizó en la etapa de grano masoso, cuando se observó el máximo nivel de la enfermedad en las líneas más susceptibles, misma que se consideró como infección máxima o nivel máximo de infección en el área foliar (King et al., 1983).

La información de los cuatro experimentos se combinó y se analizó en SAS para identificar los efectos entre sitios, tratamientos (con y sin competencia) y sus interacciones SAS (1999). Las diferencias entre altura y tratamientos, se determinaron utilizando la diferencia mínima significativa (DMS). El área bajo la curva del progreso de Septoria tritici se calculó con la ecuación propuesta por Roelfs et al. (1992).


Existió diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) entre sitios para todas las variables, excepto en RE25T donde la diferencia fue significativa (p> 0.05) (Cuadro 1). Diferencias altamente significativas (p≤ 0.01) se encontraron entre tratamientos en DM, IMAX y ABCPST, y significativas (p> 0.05) en RE25T.

Las diferencias entre las líneas y altura fueron altamente significativas (p≤ 0.01) para todas las variables, así como en las líneas de porte alto, mientras que entre líneas de porte bajo sólo en AP la diferencia fue altamente significativa (p≤ 0.01)


was significant (p≤ 0.05). In the interactions of site by treatment, there was a significant difference (p> 0.05) found in PMG, RE25T, IMAX and ABCPST.

In the interaction of treatment by line, highly significant differences were observed in IMAX and ABCPST. In the interaction of treatment by tall lines, there was a significant difference (p≤ 0.05) in PMG. In treatments by short lines, there was only a significant difference (p≤ 0.05) for ABCPST and in treatment by height; there were highly significant differences (p≤ 0.05) in IMAX and ABCPST. This information indicates that the tall or short lines will have the same behavior, regardless of the separation between fields and plants; however, when compared as groups (Treat∗Height) there were different responses to the incidence of S. tritici.

Different investigations report variables related to the attack of S. tritici in wheat, for example: DM and AP (Arraiano et al., 2006), PMG (Simón et al., 2002; Leyva et al., 2006), ABCPST (Simón et al., 2005; Leyva et al., 2006). In this study, these variables were also related with

y en IMAX fue significativa (p≤ 0.05). En las interacciones sitio por tratamiento se observó diferencia significativa (p> 0.05) en PMG, RE25T, IMAX y ABCPST.

Cuadro 1. Cuadrados medios del analisis de varianza en seis líneas de trigo de porte bajo y seis de porte alto, en la incidencia de Septoria tritici, durante el ciclo primavera-verano 2005 y 2006.Table 1. Average squares for the variance analysis in six short wheat lines and six tall lines, on the incidence of Septoria tritici, during the 2005 and 2006 spring-summer cycles.

FV GL DM AP PMG RE25T IMAX ABCPSTSitio 3 709∗∗ 4 233.8∗∗ 1 223.6∗∗ 416.6∗ 9 305.1∗∗ 10 612 996.5∗∗

Rep 8 16.9 86.4 17.6 28.7 229.6 115 714.7Trat 1 524.9∗∗ 148.9 NS 11.4 NS 552.12∗ 25 925.1∗∗ 8 764 666.27∗

Sitio∗Trat 3 8.2 NS 150.3 NS 181.9∗∗ 427.5∗ 643.1∗ 598 838∗

Rep∗Trat 8 2.9 38.2 17 51.5 107 96 118Líneas 11 105.4∗∗ 23 174.6∗∗ 876.5∗∗ 1 775.7∗∗ 5 649.4∗∗ 1 566 424.7∗∗

Altas 5 54.3∗∗ 460.9∗∗ 171.3∗∗ 396.8∗∗ 1 519.4∗∗ 604 046.2∗∗

Bajas 5 5.7 NS 367.3∗∗ 49 NS 50.8 NS 393.2∗ 132 621 NSAltura 1 856.3∗∗ 250 130.7∗∗ 8 541.6∗∗ 17 362.8∗∗ 52 548∗∗ 13 549 395.5∗∗

Trat∗Líneas 11 5.5 NS 22.3 NS 29.8 NS 38.5 NS 353.9∗ 193 925.8∗

Trat∗Altas 5 5.2 NS 12.9 NS 39.1∗ 45 NS 108.3 NS 17 641 NSTrat∗Bajas 5 3.5 NS 24.1 NS 14.4 NS 26.7 NS 65.4 NS 125 660.8∗

Trat∗Altura 1 16.7 NS 50.1 NS 63.5 NS 63.5 NS 3041.9∗∗ 1 425 958.7∗∗

Error 256 6.8 64.11 23.18 65.51 163.8 67 498X 135 95.38 30.78 26.55 58.36 1 279.25

CV (%) 1.94 8.39 15.64 30.48 21.9 20.3Total 287

Trat= tratamiento; NS= no significativo; ∗= significativo (p≤ 0.05); ∗∗= altamente significativo (p≤ 0.01); FV= fuente de variación; Rep= repetición; GL= grados de libertad; DM= días a madurez; AP= altura de planta (cm); PMG= peso de mil granos (g); RE25T= rendimiento económico de 25 tallos (g); IMAX= infección máxima (%); ABCPST= área bajo la curva del progreso de Septoria tritici.

En la interacción tratamiento por línea se observaron diferencias significativas en IMAX y ABCPST. En las interacciones tratamiento por líneas altas hubo diferencia significativa (p≤ 0.05) en PMG. En tratamiento por líneas bajas sólo presentó diferencia significativa (p≤ 0.05) para ABCPST y en tratamiento por altura se expresó diferencia altamente significativa (p≤ 0.05) en IMAX y ABCPST. Esta información indica que las líneas altas o bajas tendrán el mismo comportamiento independientemente del nivel de separación entre parcelas y plantas; sin embargo, al compararse como grupos (Trat*Altura) hubo diferente respuesta a la incidencia de S. tritici.

En diferentes investigaciones se reportan variables asociadas con el ataque de S. tritici en trigo, por ejemplo: DM y AP (Arraiano et al., 2006), PMG (Simón et al., 2002; Leyva et al., 2006), ABCPST (Simón et al., 2005; Leyva et al., 2006). En el presente trabajo estas variables también se


asociaron con mayor resistencia a la enfermedad, aunque de acuerdo con Brown et al. (2001), el porcentaje de infección en campo (IMAX) se puede considerar como buen criterio para evaluación de resistencia.

En el Cuadro 2 se muestra la comparación de medias entre líneas de porte alto y porte bajo, encontrándose diferencias estadísticas (p≤ 0.05). El grupo de líneas altas fue de ciclo tardío, altura de planta casi doble (124 cm vs 65 cm), mayor rendimiento, menor infección, menor área bajo la curva y por lo tanto mayor resistencia al tizón foliar; esto coincide con Simón et al. (2004), quienes mencionaron que las líneas de porte bajo, está asociada al incremento del daño por el hongo, porque hay distancias cortas entre las capas de hojas que hace posible el avance del inoculo.

a greater resistance to the disease, although according to Brown et al. (2001), the percentage of infection on the field (IMAX) can be considered a good criterion for evaluating resistance.

Table 2 shows the comparison of averages between the tall and short lines, where statistical differences were found (p≤ 0.05). The group of tall lines belonged to a late cycle, plant height was almost double (124 cm vs 65 cm), greater yield, less infection, lower area under the curve, and therefore, greater resistance to leaf rust; this coincides with Simón et al. (2004), who mentioned that the short lines are related to the increase in the damage by the fungus, since there are shorter distances between leaf layers that makes the progress of the inoculants easier.

The tall lines in the treatment with competition matured statistically in 136 days, and the treatment without competition in 138 days. In both treatments, AP, RE25T and PMG were statistically equal. The ABCPST and maximum infection in the treatment with competition were statistically higher than without competition. The short lines of the treatment with competition matured in 132 days and without competition in 135 days, the analysis demostrated that variables AP and PMG were equal; on the other hand, for the variable RE25T under competition, it was lower (16.9 g) than without competition (20.6 g). In the case of IMAX, it was 59% without competition and 85% with competition; likewise, ABCPST with competition made the progress of the disease greater (1 748), and less without competition (1 251) (Table 3).

Cuadro 2. Comparación de medias en seis líneas de trigo de porte alto y porte bajo, en la incidencia de Septoria tritici, primavera-verano 2005 y 2006.Table 2. Comparison of averages in six tall and short wheat lines, of the incidence of Septoria tritici, 2005 and 2006 spring-summer.

Porte de planta DM AP RE25T PMG IMAX ABCPSTAlta 137 a 124.9 a 34.3 a 36.2 a 44.86 b 1 061.75 b

Baja 133 b 65.7 b 18.8 b 25.32 b 71.95 a 1 498.27 a

DMS 0.94 2.51 2.06 1.42 4.52 109.65DMS= diferencia mínima significativa (p≤ 0.05); DM= días a madurez; AP= altura de planta (cm); RE25T= rendimiento económico de 25 tallos (g); PMG= peso de mil granos (g); IMAX= infección máxima (%); ABCPST= área bajo la curva del progreso de Septoria tritici.

Las líneas altas en el tratamiento con competencia estadísticamente maduraron a 136 días y el tratamiento sin competencia en 138 días. En ambos tratamientos la AP, RE25T y PMG fueron estadísticamente iguales. El ABCPST y la infección máxima en el tratamiento con competencia fueron estadísticamente mayores que sin competencia. Las líneas bajas del tratamiento con competencia maduraron a 132 días y sin competencia en 135 días, los análisis demostraron que las variables AP y PMG fueron iguales; en cambio, para la variable RE25T bajo competencia fue menor (16.9 g) que sin competencia (20.6 g). En el caso de IMAX fue 59% sin competencia y 85% con competencia; del mismo modo, ABCPST con competencia hizo que el progreso de la enfermedad fuera mayor (1 748) que sin competencia resultara menor (1 251) (Cuadro 3).


The analysis of the tall and short line groups with competition (furrows 30 cm apart) reduced the maturity cycle and increased infection of the disease and the area under the curve in regard to the treatment without competition (furrows 70 cm apart). The greater contact between plants was noticed to increase the incidence of leaf rust, which coincides with Shaw et al. (1993), since it mentions that the infections tend to be severe, since the leaves serve as a source of inoculants, and also due to their proximity with each other.

There was no statistical difference between the weight of 1 000 grains (PMG), for tall and short lines (Table 3). On this, Leyva et al. (2006) mentioned that a low grain weight (small size) can be compensated by greater grain production (grains per cob); therefore, the impact of the disease on the grain can not necessarily translate into an important reduction in yield.

The analysis of variables PMG, IMAX and ABCPST in tall and short lines, with and without competition (CC and SC) is shown in Tables 4 and 5. There was no difference observed between the treatment averages for PMG in tall lines (36 CC vs 35 SC), or in short lines (24 CC vs 25 SC); however, within the group of tall lines, lines A6 and A10 showed a higher weight of 1 000 grains than A5 and A8 (Table 4), while the six short lines were statistically equal (Table 5).

The average PMG with competition in tall lines (36.4 g) was greater than the low lines (24.6 g), which indicates its yield potential. For ABCPST and maximum infection in both the

LíneasDM AP RE25T PMG IMAX ABCPSTCC SC CC SC CC SC CC SC CC SC CC SC

Altas 136 b 138 a 126 a 123.8 a 33.4 a 35.2 a 36.5 a 35.9 a 51 a 39 b 1 166 a 957 b

DMS 1.39 4.09 2.99 1.86 5.63 131.77

Bajas 132 b 135 a 66 a 65.4 a 16.9 b 20.6 a 24.7 a 26 a 85 a 59 b 1 748 a 1 251 b

DMS 1.12 2.97 2.81 2.19 5.37 154.16

Cuadro 3. Comparación de medias en seis líneas de trigo de porte alto y porte bajo en la incidencia de Septoria tritici, primavera-verano 2005 y 2006.Table 3. Comparison of averages in six tall and short wheat lines in the incidence of Septoria tritici, spring-summer 2005 and 2006.

DMS= diferencia mínima significativa (p≤ 0.05); CC= con competencia; SC= sin competencia; DM= días a madurez; AP= altura de planta (cm); PMG= peso de mil granos (g); RE25T= rendimiento económico de 25 tallos (g); IMAX= infección máxima (%); ABCPST= área bajo la curva del progreso de Septoria tritici.

El análisis de los grupos de líneas altas y bajas con competencia (surcos separados a 30 cm) redujo el ciclo de madurez del cultivo e incrementó la infección de la enfermedad y el área bajo la curva con respecto al tratamiento sin competencia (surcos separados a 70 cm). Se observó que el mayor contacto entre plantas incrementó la incidencia del tizón foliar que coincide con Shaw et al. (1993), ya que menciona que las infecciones tienden a ser severas porque las hojas funcionan como fuente de inoculo y se encuentran cercanas unas con otras.

No hubo diferencia estadística en el peso de 1 000 granos (PMG), entre líneas altas y bajas (Cuadro 3). Al respecto Leyva et al. (2006), mencionaron que el peso bajo de grano (tamaño pequeño) puede ser compensado por una mayor producción de grano (granos por espigas); por lo tanto, el impacto de la enfermedad sobre el peso del grano no necesariamente puede traducirse en una importante reducción de rendimiento.

El análisis de las variables PMG, IMAX y ABCPST de líneas altas y bajas, con y sin competencia (CC y SC) se presenta en los Cuadros 4 y 5. No se observó diferencia entre las medias promedio de tratamientos, para PMG tanto en las líneas altas (36 CC vs 35 SC), como en las bajas (24 CC vs 25 SC); sin embargo, dentro del grupo de líneas altas las líneas A6 y A10 fueron superiores en peso de 1 000 granos a las A5 y A8 (Cuadro 4), mientras que las seis líneas bajas fueron estadísticamente iguales (Cuadro 5).


tall line and short line groups, the average values between averages for treatments CC and SC were statistically different (Tables 4 and 5); as a result, both heights, when in competition, increased the presence of the disease.

The comparison of averages for the variable IMAX of the tall line group, indicated statistical differences (p= 0.05) in the CC treatment; line A9 showed the greatest infection, while A6 showed the lowest levels. The SC treatment also showed statistical differences, and A9 had greater levels of infection while A5 was the least affected. Lines A5 and A6 showed an apparent potential genetic resistance, since IMAX with competition was lower than in the rest of the lines, indicating that some lines have a greater level of resistance (Table 4).

Línea PMG IMAX ABCPSTCC SC CC SC CC SC

A5 34 c 32.91 b 42.5 c 32.5 c 963.1 c 785.6 bA6 39.16 a 38 a 39.16 c 33.33 bc 1 012.3 bc 849 abA7 37 ab 40.41 a 52.5 abc 38.33 abc 1 201.3 abc 1 026.7 abA8 32.25 c 33.75 b 58.33 ab 44.16 ab 1 279.6 ab 1 054.4 abA9 36.33 abc 33.83 b 65.83 a 47.5 a 1450 a 1 140.4 aA10 40.83 a 36.66 ab 48.33 bc 35.83 bc 1 090 bc 888.8 abDMS 4.43 3.96 14.48 11.31 312.87 319.41

X 36.47 A 35.93 A 51.11 A 38.61 B 1 166.04 A 957.47 BDMS 1.86 5.63 131.77

Línea PMG IMAX ABCPSTCC SC CC SC CC SC

B15 26.16 a 27.66 a 90 a 65 a 1 908.5 a 1 281.5 aB16 26.33 a 25.58 a 77.5 a 55.83 a 1 629 a 1 282.1 aB17 26.25 a 26.50 a 85.83 a 62.5 a 1 675 a 1 303.5 aB18 21.83 a 24.16 a 83.33 a 59.16 a 1 706.9 a 1 291.3 aB19 23.45 a 26.75 a 89.16 a 58.33 a 1 903.1 a 1 200.6 aB20 24 a 25.08 a 83.63 a 54.16 a 1 663.9 a 1 147.7 a

DMS 5.79 5.26 14.46 12.34 408.69 370.28X 24.69 A 25.95 A 84.93 A 59.16 B 1 748.91 A 1 251.11 B

DMS 2.19 5.37 154.16

Cuadro 4. Comparación de medias en seis líneas de trigo de porte alto, primavera-verano 2005 y 2006.Table 4. Comparison of averages in six tall wheat lines, 2005 and 2006 spring-summer.

DMS= diferencia mínima significativa (p≤ 0.05); PMG= peso de mil granos (g); IMAX= infección máxima (%); ABCPST = área bajo la curva del progreso de Septoria tritici; CC= tratamiento con competencia y SC= tratamiento sin competencia.

Cuadro 5. Comparación de medias en seis líneas de trigo de porte bajo, primavera-verano 2005 y 2006.Table 5. Comparison of averages in six short wheat lines, 2005 and 2006 spring-summer.

DMS= diferencia mínima significativa (p≤ 0.05); PMG= peso de mil granos (g); IMAX= infección máxima (%); ABCPST= área bajo la curva del progreso de Septoria tritici; CC= tratamiento con competencia y SC= tratamiento sin competencia.

El PMG promedio con competencia, en las líneas altas (36.4 g) fue superior a las líneas bajas (24.6 g), que indica su potencial de rendimiento. El ABCPST y la infección máxima, tanto para el grupo de las líneas altas como para las bajas, los valores promedio entre medias de tratamientos CC y SC fueron estadísticamente diferentes (Cuadros 4 y 5); resultando que ambas alturas cuando la planta estuvo bajo competencia se incrementó presencia de la enfermedad.

La comparación de medias de la variable IMAX del grupo de líneas altas, indicaron diferencias estadísticas (p= 0.05) en el tratamiento CC; la línea A9 fue la que presentó mayor infección mientras que A6 tuvo infección fue menor. El tratamiento SC también se observó diferencia estadística, la línea A9 presentó mayor infección mientras que A5


fue menos afectada. Las líneas A5 y A6 mostraron una aparente resistencia genética potencial, ya que el IMAX con competencia, fue menor que el resto de líneas, esto indica que existen líneas con mayor nivel de resistencia (Cuadro 4).

En cambio el grupo de las líneas bajas, todas resultaron estadísticamente iguales en los tratamientos CC y SC (Cuadro 5), y con niveles de infección superiores con relación a las líneas altas, evidenciando que la menor altura favorece la incidencia del tizón foliar y dentro de este grupo no se identificaron líneas con resistencia a S. tritici.

Con respecto a ABCPST, las medias de los valores promedio CC y SC fueron estadísticamente diferentes (p= 0.05), tanto para el grupo de las líneas altas como para bajas, resultando que bajo competencia se alcanzan mayores valores. El ABCPST fue mayor bajo competencia en las líneas altas y bajas. Al analizar las medias de las líneas altas en el tratamiento CC, el ataque de la enfermedad fue diferencial de la misma manera como ocurrió en IMAX, mientras que dentro del grupo de líneas bajas no hubo diferencia estadística entre genotipos, que indica que el grupo de líneas bajas fueron susceptibles al ataque del tizón foliar (Cuadros 4 y 5).

El efecto diferencial entre líneas altas y bajas podría explicarse de acuerdo con Van Beuningen y Kohli (1990), quienes indican que los genotipos altos presentan una barrera física hacia el patógeno, dado que las hojas se encuentran más separadas, que dificulta la dispersión de conidios por salpique. En cambio, Bahat et al. (1980), sugieren que la proximidad de las hojas en los cultivares enanos, permiten que las hojas en emergencia estén más expuestas al salpique de picnidiosporas o al contacto directo con las hojas inferiores infectadas, y que las distancias entre la primera hoja de cultivares enanos y semienanos son similares, pero se incrementan progresivamente entre las hojas superiores. Así, la asociación entre altura y S. tritici podría estar influenciada por factores ambientales y epidemiológicos, más que por la correlación genética entre estas características (Bahat et al., 1980; Wainhilbaum y Lips, 1991; Simón et al., 2004; Arraiano et al., 2006).

CONCLUSIONES

Las líneas bajas fueron más susceptibles que las líneas altas, que determina que el tizón foliar expresa mayor incidencia cuando las hojas de las plantas están más próximas.

On the other hand, the group of short lines all turned out statistically equal in the CC and SC treatments (Table 5), and with higher infection levels than the tall lines, proving that the lower height favors the incidence of leaf rust, and within this group, there were no lines with resistance to S. tritici.

In regard to ABCPST, the medians for the average CC and SC values were statistically different (p= 0.05), for the group of tall lines, as well as for short lines, resulting in the fact that under competition, higher values are reached. ABCPST was higher under competition in the tall and short lines. When analyzing the medians of tall lines in the CC treatment, the attack of the disease turned out to be differential, as in IMAX, whereas inside the group of short lines, there was no statistical difference between genotypes, indicating that the group of short lines was susceptible to leaf rust (Tables 4 and 5).

The differential effect between the tall and short lines could be explained according to Van Beuningen and Kohli (1990), who point out that the tall genotypes are a physical barrier towards the pathogen, since the leaves are more separated, making the dispersal of conidia by spreading more difficult. On the other hand, Bahat et al. (1980), suggest that the proximity of leaves in the short cultivars allow emerging leaves to be more exposed to the spread of pycnidiospores or the direct contact with the lower, infected leaves, and that the distance between the first leaf of dwarf and semi-dwarf, but increase progressively between higher leaves. In this way, the association between height and S. tritici could be influenced by environmental and epidemiological factors, more than by the genetic correlation between these characteristics (Bahat et al., 1980; Wainhilbaum and Lips, 1991; Simón et al., 2004; Arraiano et al., 2006).

CONCLUSIONS

The short lines were more susceptible than the tall lines, and this determines that the leaf rust expresses greater incidence when the leaves are closer to each other.

The leaf rust under competition between plants had favorable conditions for causing damage, although it increased with greater intensity in short lines.


El tizón foliar bajo competencia entre plantas tuvo condiciones favorables para causar mayor daño, aunque éste se incrementó con mayor intensidad en las líneas bajas.

Las 12 líneas hermanas evaluadas, las bajas fueron más susceptibles que las altas, esto determina que la susceptibilidad al ataque del tizón foliar fue influenciada por la altura de la planta.

LITERATURA CITADA

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Of the 12 sister lines evaluated, the short lines were more susceptible than the tall ones, which determines that the susceptibility to leaf rust was influenced by the height of the plant.

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CONSIDERACIONES E IMPORTANCIA SOCIAL EN TORNO AL CULTIVO DEL FRIJOL EN EL CENTRO DE MÉXICO*

CONSIDERATIONS AND SOCIAL IMPORTANCE OF THE BEAN CROP IN CENTRAL MEXICO

Dora Ma. Sangerman-Jarquín1§, Jorge A. Acosta-Gallegos2, Rita Shwenstesius de Rinderman3, Miguel Ángel Damián Huato4 y Bertha Sofía Larqué Saavedra1

1Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. A. P. 10. C. P. 56250. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. Tel. y Fax. 01 595 9212681 y 01 595 9212738. Ext. 145. ([email protected]). 2Campo Experimental Bajío. INIFAP. ([email protected]). Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km 6.5. Colonia Roque, Celaya, Guanajuato. C. P. 38110. 3Universidad Autónoma Chapingo. CIESTAM. Carretera México-Texcoco, km 38.8. Chapingo, Texcoco, Estado de México. Tel. 01 595 9521500. Ext.5372. ([email protected]). 4Departamento de Agroecología y Ambiente. Instituto de Ciencias. BUAP. Av. 14 Sur 6301, Ciudad Universitaria. Puebla, Puebla. C. P. 72570. ([email protected]). §Autora para correspondencia: ([email protected].).

RESUMEN

En México, el grano de frijol por su alto contenido de proteína es básico para la alimentación de su población; ocupa el segundo lugar en importancia nacional después del maíz. La producción de las leguminosas, principalmente el frijol ha disminuido una tasa de 3.2%, con respecto a un crecimiento de población más rápido que la producción. El frijol es una leguminosa que constituye una fuente de proteínas e hidratos de carbono natural; además es abundante en vitamina B como: niacina, ácido fólico y tianina; también proporciona hierro, cobre, zinc, fósforo, potasio, magnesio y calcio, contiene un alto contenido de fibra. Existen múltiples variedades de frijol que se caracterizan por su tamaño, color, forma y tipo de crecimiento. Se considera que en total existen 70 especies; en México estás ascienden a 50, destacan cinco especies que se han domesticado Phaseolus vulgaris L. (frijol común), Phaseolus coccineus L. (frijol ayocote), Phaseolus lunatus L. (frijol comba), Phaseolus dumosus (frijol gordo) y Phaseolus acutifolius Gray (frijol tepari). En México se cultivan cerca de 70 variedades, de acuerdo a la norma son: negros, pintos, bayos, amarillos y rosados. El cultivo del frijol presenta características propias y definidas en el marco de la soberanía alimentaria, en virtud de que representa un alimento principal para la población rural y urbana. El programa de mejoramiento genético de frijol del Instituto Nacional

ABSTRACT

In Mexico, common bean is an essential component in the diet of the population due to its high protein content; it ranks second in national importance after maize. The production of pulses, mainly of dry beans, has dropped to a 3.2% rate, whereas population growth is higher than dry bean production. The dry bean seed is a natural source of protein and carbohydrates, is also rich in vitamin B such as niacin, folic acid and thiamine, provides iron, copper, zinc, phosphorus, potassium, magnesium and calcium, and contains high fiber content. There exist many classes of beans that are characterized by their seed size, color, shape and the type of plant growth. It is considered that in total there are 70 species in the genus, and at least 50 in Mexico; five species have been domesticated Phaseolus vulgaris L. (common bean), Phaseolus coccineus L. (runner bean), Phaseolus lunatus L. (lima bean), Phaseolus dumosus L. (fat kidney bean) and Phaseolus acutifolius Gray (tepari bean). In Mexico, around 70 cultivars are grown, according to the standard seed classification they are: black, pinto, brown, yellow and pink. The bean crop possesses particular characteristics that are important in the context of food sovereignty, considering it as a staple food for rural and urban poor. The bean breeding program of the National Research



Dora Ma. Sangerman-Jarquín et al.364 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) del Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), ha contribuido en gran medida en generar la tecnología necesaria para que el país alcance la autosuficiencia alimentaria sostenida en este cultivo. Esta tecnología incluye la liberación de variedades con mayor capacidad de rendimiento y mejor calidad alimentaria y culinaria.

Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., agricultura, alimentación, población, perspectivas.

INTRODUCCIÓN

El frijol que se produce y consume en México, proviene en gran parte de genotipos nativos o criollos, y en menor nivel de variedades mejoradas, las cuales presentan ventajas agronómicas y también de calidad. En ambos casos, pero particularmente en los genotipos nativos, -cuya siembra tradicionalmente es para autoconsumo-, es común, además de la producción de grano seco, aprovechar el cultivo para obtener vainas tiernas o ejotes.

Los atributos del grano que el consumidor prefiere son los que determinan la calidad comercial del mismo. Tanto el consumo familiar como el industrial demandan granos de colores preferentes, de acuerdo a los hábitos alimenticios de la zona, que además sean de rápida cocción, y con características sensoriales de color, textura y sabor agradables. Para la comercialización de frijol en territorio nacional la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial (SECOFI), definió dos clases en atención al color del grano: negros y claros (SECOFI, 2008). Existe además un tercer grupo denominado "otras clases" en donde se incluyen variedades de grano con diferentes colores, tamaños y formas, en este grupo se consideran los genotipos nativos que reciben nombres locales como acerado, morita, conejo, etc.

La calidad del grano de frijol es determinada por la variedad, manejo agronómico, condiciones del cultivo y posteriormente, de almacenamiento del grano. Los cambios poscosecha más frecuentemente observados, son el oscurecimiento, también llamado "oxidación", de los granos de testa clara, y el endurecimiento, que a la vez provoca el aumento de su tiempo de cocción. Tanto la oxidación como el endurecimiento son ocasionados principalmente por el tiempo prolongado de almacenamiento o por condiciones inadecuadas en el almacén (Liu, 1995); aunque la dureza puede ser también de origen genético. Se conocen dos

Institute, Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP), at the Campo Experimental Valle de Mexico (CEVAMEX), has contributed in the development of the technology required for the country to achieve self-sufficiency in this crop. This technology includes improved varieties with higher yielding ability and better seed nutritive and cooking quality.

Key works: Phaseolus vulgaris L., agriculture, feeding, population, perspectives.

INTRODUCTION

The dry bean produced and consumed in Mexico emerges in their majority from native or creole genotypes, and in less proportion from improved varieties, which have agronomic ADN quality advantages. In both cases, but particularly in the native genotypes -whose sowing is traditionally for self-consumption use-, it is common to take advantage of the cultivation to obtain soft pod of pea or green bean, besides the production of dry grain.

The attributes of the bean that the consumer prefers define its commercial quality. The housewife as good as the industrial consumer demand beans of preferent colors, according to the nutritious habits of the area, and that are also of quick cooking, with pleasant sensorial characteristic of color, texture and flavor. For the bean commercialization in national territory the Secretary of Trade and Industrial Development (SECOFI), defined two classes in reference to the grain color: black and clear (SECOFI, 2008). It also exists a third group denominated "other classes" which includes bean varieties with different colors, sizes and shapes. Within this group are considered the native genotypes that receive local names such as steely, morel, rabbit, etc. The quality of the bean grain is determined by the variety, agronomic handling, and condition of the cultivation, later, of storage of the grain. There are frequently observed post-harvest changes as the darkening, also called "oxidation", on the grains of white test, and the hardening that at the same time causes the increase of its cooking time. The oxidation and the hardening are caused by the long time of storage or for inadequate conditions in the warehouse (Liu, 1995), although the hardness can be of genetic origin. There are known two factors that can cause a slow or deficient cooking; the "hard test", which describes a physical state where the seeds are unable to absorb

Consideraciones e importancia social en torno al cultivo del frijol en el centro de México 365

factores que pueden causar una cocción lenta o deficiente;la "testa dura", que describe un estado físico en el cual las semillas son incapaces de embeber suficiente agua, debido a la impermeabilidad parcial de la testa; y la "dureza a la cocción" que se refiere a la textura del cotiledón, la cual induce mayor tiempo de cocción (Liu, 1995).

Por otra parte la calidad nutrimental se valora principalmente por el contenido de proteína del grano (Jacinto et al., 2002a). El frijol constituye una de las principales fuentes de proteína en la dieta de grandes segmentos de la población, lo cual es relevante porque en México existe un nivel elevado de desnutrición energético proteínica, principalmente en las zonas rurales y urbanas marginales.

En el estado de Hidalgo, donde son originarios algunos genotipos nativos de frijol, se demostró que 21.4% de la población padece desnutrición severa, 13.5% importante y 23.3% moderada (Roldán et al., 2000). Una variedad mejorada de frijol con un contenido de proteína de aproximadamente 26%, que se obtiene en variedades como: Bayo Mecentral, Bayo Azteca, Negro 8025 y Jamapa, puede aportar 46% de la ingestión diaria recomendada de proteína para la alimentación infantil. Aunada a la importancia de la proteína del frijol para la alimentación, el grano contiene otros compuestos benéficos para el organismo humano como son vitaminas, minerales y fibra, aunque también presenta algunos factores que limitan el valor nutrimental (Admassu y Kumar, 2005).

Investigaciones realizadas por Jacinto et al. (2002b) indicaron que en frijol nativo, así como en variedades mejoradas (Jacinto et al., 1993), existe amplia diversidad en las características físicas y químicas del grano, así como también en su tolerancia a envejecerse durante el almacenamiento (Jacinto et al., 2001). Dentro del tipo de frijol pinto, la variedad Pinto Saltillo por su caracteristica de lento oscurecimiento o prolongada vida de anaquel, ha desplazado a todas las variedades nativas y mejoradas de este tipo que se sembraban en los estados de Chihuahua y Durango (Sánchez et al., 2004).

México es un centro de origen del frijol, y cuenta con un vasto acervo de poblaciones silvestres y nativas, éstas últimas también conocidas como criollas; sin embargo, hay escasa información sobre sus características físicas y químicas asociadas con la calidad del grano. Siendo los genotipos nativos parte importante de la riqueza genética de nuestro país, es necesario contar con su caracterización, lo cual permitiría aprovechar este germoplasma en los programas de mejora genética, además de que se podría mejorar el

enough water, due to the partial impermeability of the test; and the "hard cooking" that refers to the texture of the cotyledon, which induces longer time for cooking (Liu, 1995).

On the other hand, the nutrimental quality is valued mainly by the content of protein of the grain (Jacinto et al., 2002a). The bean constitutes one of the main protein sources in the diet of big population segments, which is outstanding because in Mexico exists a high level of malnutrition of protein energy, mainly in the marginal rural and urban areas.

In the State of Hidalgo, where some native genotypes of bean come from, in diverse studies it was demonstrated that 21.4% of population suffers severe malnutrition; 13.5%, important; and 23.3%, moderate (Roldán et al., 2000). An improved variety of bean with a protein content of approximately 26%, that is obtained from varieties as: Bayo Mecentral, Bayo Azteca, Black 8025 and Jamapa, can contribute 46% of the daily recommended ingestion of protein for infantile feeding. Together to the importance of the protein of the bean for feeding, the grain contains other beneficent compounds for the human organism as vitamins, minerals and fiber, although it also presents some factors that limit the nutritive value (Admassu and Kumar, 2005).

Some investigations indicated that in native bean Jacinto et al. (2002b), as well as in improved varieties (Jacinto et al., 1993), wide diversity exists in the physical and chemical characteristics of the grain, as well as in its tolerance to be aged during the storage (Jacinto et al., 2001). Within Pinto bean type, the variety Pinto Saltillo, due to its characteristic of slow darkening or long life in shelf, it has displaced to all the native and improved varieties of this type that were sowed in the states of Chihuahua and Durango (Sánchez et al., 2004). Mexico is an origin center of bean and has a great wealth of wild and native populations, these last also well-known as creoles; however, there is little information on its physical and chemical characteristics associated with the quality of the grain. Because the native genotypes are an important part of the genetic wealth of our country, it is necessary to have their characterization, which would allow taking advantage of this germoplasm in the programs of genetic improvement. It also could improve the contribution of protein to the consumers from these traditional varieties


aporte de proteína de los consumidores de estas variedadestradicionales al ofrecerles variedades con características morfológicas similares dentro de los tipos criollos, pero con mayor contenido de proteína de alta digestibilidad.

ANTECEDENTES

El centro y sur de México forman parte de uno de los megacentros de diversidad genética y domesticación de especies cultivadas. Los hallazgos arqueológicos más antiguos de plantas cultivadas en Mesoamérica datan alrededor de 5 000 a 7 000 años a. C. Evidencias localizadas en Tehuacán, Puebla y Guilá Naquitz, Oaxaca permiten afirmar que en Mesoamérica se inició la práctica de la agricultura (Hernández, 1988). En Teotihuacán los signos, pinturas y códices, son una muestra de cómo en los pueblos Mesoamericanos, se ha dado la práctica de cultivos, que hoy se siguen llevando a cabo, como el frijol.

La difusión de especies cultivadas desde sus regiones de origen a toda el área mesoamericana, especialmente las del complejo agrícola básico formado por maíz, frijol, calabaza y chile, se produjo aproximadamente hacia el año 2000 a. C., “revolucionando la naturaleza del cultivo de un nivel de agricultura incipiente a uno de agricultura de aldea”, es decir que permitió la vida sedentaria y la formación de los primeros pueblos agrícolas (Rojas, 1990).

En el siglo XVI, una alta proporción de especies de consumo básico se producía en todo el territorio agrícola de Mesoamérica y en casi todas las altitudes y condiciones de humedad. Entre las plantas poco especializadas destacan el maíz, frijol, calabaza, chile, amaranto y chías. Otras especies no pudieron ser adaptadas de la misma forma; es decir, fueron más especializadas en su adaptación, de tal manera que sólo se cultivaban en nichos con características especiales; por esa razón, se obtenían a través del intercambio y tributación, como el algodón, cacao, flores, etc. (Rojas, 1990).

Estudios del Códice Mendocino, refieren que dentro de los tributos de productos agrícolas que recibían los aztecas o mexicas de los pueblos sometidos, destacaron el maíz y el frijol. La cantidad que los aztecas recibían anualmente era de 7 000 toneladas de maíz y 5 000 toneladas de frijol (Paterson, 1962).

En México, desde tiempos ancestrales, la dieta de la población ha tenido como base el consumo de leguminosas y cereales, principalmente frijol (Phaseolus vulgaris L.) y

when offering them with morphological characteristic similar among the creole types, but with more content of protein of high digestibility.

ANTECEDENTS

Central and South Mexico are part of one of the big centers of genetic diversity and domestication of cultivated species. The oldest archaeological discoveries in plants cultivated in Mesoamerica date around 5 000 to 7 000 years B. C. Evidences located in Tehuacán, Puebla and Guilá Naquitz, Oaxaca, allows to affirm that the practice of the agriculture began in Mesoamerica (Hernández, 1988). In Teotihuacán the signs, paintings and codices are a sample of how in the Mesoamerican towns has been given the practice of cultivations that still today are carried out, as it is the dry bean.

The diffusion of cultivated species from their origin regions to the whole Mesoamerican area, especially those that belong to the basic agricultural complex conformed by corn, bean, pumpkin and chili, took place approximately to the year 2000 B. C., "revolutionizing the nature of the cultivation from a level of incipient agriculture to one of village agriculture", that is to say that it allowed the sedentary life and the formation of the first agricultural towns (Rojas, 1990).

In the XVI century, a high proportion of species of basic consumption was produce in the whole agricultural territory of Mesoamerica and in almost all the altitudes and humidity conditions. Among the low specialized plants the most important are corn, bean, pumpkin, chili, amaranth and chia. Other species as cotton, cocoa, flowers, etc, could not be adapted in the same way, but they were specialized in their adaptation, in such a way that they were only cultivated in niches with special characteristic; this is the reason they were obtained through exchange and tribute (Rojas, 1990).

Studies of the Mendocino Codex mentions that Aztecas or Mexicas received from their subjected towns diverse tributes of agricultural products, among them were the corn and the bean. The quantity that Aztecas received annually was of 7 000 tons of corn and 5 000 tons of bean (Paterson, 1962).

In Mexico, from ancestral times, the population's diet has had as base the consumption of leguminous and cereals, mainly bean (Phaseolus vulgaris L.) and corn (Zea mays L.)


maíz (Zea mays L.) (Arias et al., 1999). Durante los últimos años el consumo de frijol en México ha disminuido; mientras que en 1994 el consumo per cápita era de 15 kg, durante 2005 fue de 11.8 kg (INEGI, 2006).

La agricultura actual

A principios del año 60, la vía extensiva emprendida por la agricultura mexicana empezaría a poner de manifiesto una incapacidad progresiva, para responder a los requerimientos alimentarios de la población, que para entonces, ya era preponderantemente urbana. Por otra parte, las exportaciones agropecuarias tendían, desde ese tiempo, a enfrentar un dramático proceso recesivo, dado el movimiento de desvalorización de bienes primarios en el mercado mundial.

Desde 1975, cerca de 60% de la población no disponía de una dieta normativa mínima que impidiera su deterioro nutricional, se calculó un déficit de alimento (miles de toneladas): en 1975 de 3 725.4; en 1990 de 6 149; para el 2000 de 8 646; estas cifras indican las condiciones de pobreza de la población (Fritscher, 1990).

Un argumento a favor de los cambios en la estructura de los cultivos, se refería a la amplia disponibilidad de cereales en el mercado internacional, en especial de trigo, que por su bajo costo podía ser importado, en vez de producirse internamente, con ello se abrían espacios para la substitución de alimentos por forrajes. Los productos nativos como el maíz, frijol, yuca, raíces y tubérculos, a su vez, quedarían marginados dentro del nuevo modelo, carentes de crédito y demás apoyos gubernamentales. Estos cultivos tuvieron que emigrar, estableciéndose en regiones de menor fertilidad y ubicación desfavorable. Es por ello que durante los años 70s estos cultivos acusan fuertes regresiones en rendimiento. En el caso del frijol, éste fue empujado hacia la región semiárida y su rendimiento se ha estancado en los últimos 30 años en 560 kg ha-1.

Al manifestarse la crisis agrícola, trajo consigo la aparición de la pérdida de la autosuficiencia alimentaria, la disminución de la inversión y la rentabilidad en general, y la pérdida de posiciones competitivas de los productos agropecuarios en el mercado mundial. A partir de 1980, México intenta por primera vez en muchos años, estimular la producción campesina de granos básicos.

En relación con el uso de semillas mejoradas, en este periodo decae; se observaba la tendencia al desplazamiento de variedades criollas por variedades mejoradas de rápida

(Arias et al., 1999). During the last years the bean consumption in Mexico has decreased; while in 1994 the consumption per capita was of 15 kg, during 2005 it was of 11.8 kg (INEGI, 2006).

The current agriculture

At the beginning of the year 1960s, the extensive use undertaken by the Mexican agriculture would manifest a progressive inability to respond to the population's alimentary requirements that, by then, it was already preponderantly urban. On the other hand, from that time the agricultural exports faced a strong recession process, due to the movement of devaluation of the primary goods in the world market.

From 1975 nearly 60% of population did not have a minimum normative diet that impeded their nutritional deterioration; a food deficit was calculated (thousands of tons): in 1 975 of 3 725.4; in 1 990 of 6 149; for the year 2 000 of 8 646; these quantities indicate the poverty conditions of the population (Fritscher, 1990).

An argue in favor of the changes in the structure of the cultivations, referred to the wide availability of cereals in the international market that by its low cost it could be imported, instead of producing it internally, especially the wheat. Thus, spaces opened up for the substitution of foods by forages. At the same time, the native products as the corn, bean, yucca, roots and tubers would be excluded inside the new model, lacking for credit access and for other government support programs. These cultivations had to emigrate, settling down in regions of smaller fertility and unfavorable location. During the years 1970s these cultivations suffer strong regressions in yield. The bean was pushed toward the semi-arid region and its yield has stagnated in the last 30 years in 560 kg ha-1.

The agricultural crisis boosts and, as consequence, the loss of alimentary self-sufficiency, the decrease of the investment and the profitability in general, and the loss of competitive positions of the agricultural products in the world market. Starting from 1980, the State attempts for the first time in many years to stimulate the rural production of basic grains.

The use of improved seeds decays in this period. It was observed the displacement of creole varieties by improved varieties of quick adaptability. Due to the inability of acquire


adaptabilidad; ante la incapacidad para adquirir la semilla, muchos productores tienden a volver al uso de las semillas criollas tradicionales. El único factor de producción que bajó su costo fue la mano de obra, favoreciendo a aquellos cultivos menos mecanizados y más intensivos en el uso de este recurso. En un contexto de pauperización creciente y de desvalorización salarial, los cultivos que absorben mayores cantidades de trabajo tienden a poseer ventajas en términos de costos con respecto a los más tecnificados. Ello tendría vigencia en el nuevo encuadre productivo del campo mexicano; en contraste, con lo ocurrido en la década anterior, cuando los subsidios a la mecanización harían de la maquinaria un recurso menos costoso que la fuerza de trabajo.

En la pasada década, el uso de semilla de alta calidad de variedades mejoradas recibió un fuerte impulso con el programa federal introducido a través de Alianza para el Campo y Kilo por Kilo. Sin embargo, este programa fue descontinuado con el cambio de gobierno. En la actualidad, los ingresos de los asalariados son insuficientes para cubrir las necesidades esenciales. En alusión al costo de la canasta básica de alimentos, éste se ubicó en 2008 en $ 4 852.00; no obstante, que el salario mínimo tuvo un incremento 4%, un trabajador requería poco más de tres ingresos ($ 320.00) para adquirirla.

En los últimos cuatro años, la canasta básica registró un incremento de 459.5%, pasó de $ 688.50 a $ 3 852.00 entre el 31 de noviembre de 1998 a 1999. La canasta básica es diseñada con base en los mínimos nutricionales recomendados para una familia de cinco miembros. Los diez productos con mayor incremento entre los años 1994 a 1998 fueron: huevo, de $ 3.21 a $ 22.01 (685.7%) el kilogramo de carne de pollo entero, fue de $ 7.21 a $ 32.91 (456.4%); jabón de barra, de $ 1.17 a $ 8.91 (761.5%); frijol, kilogramo en bolsa de $ 2.91 a $ 12.00 (412.4%), entre otros. Estos productos tuvieron el mayor incremento en su costo, para una población que ha vivido con una crisis recurrente, en una desarticulación económica y una enorme regresión social (La Jornada, 2000).

Por lo tanto, las decisiones tomadas por los gobiernos respecto al sector agropecuario, parecen apuntar en la misma dirección que las políticas relativas a la industria, modernización y eficiencia en la producción, competitividad internacional, eliminación de subsidios, gasto social y presencia del Estado en la economía en general.

the seed, many producers spread to use of the traditional creole seeds. The only production factor that lowered its cost was the manpower, favoring to those cultivations less automated and that are more intensive in the use of this resource. In a context of growing pauperization and of salary devaluation, the cultivations that absorb bigger quantities of work spread to possess advantages in terms of costs with regard to the more technicians. This would be valid in the new productive scheme of the Mexican field, in contrast with what happened in the previous decade, when the subsidies to the mechanization would make of the machinery a less expensive resource than the work force.

In the previous decade the use of seed of high quality of improved varieties received a strong impulse with the federal program introduced through Alianza para el Campo and Kilo por Kilo. However, this program was discontinued when the federal government administration changed.

At the present time, the income of the salary earners is insufficient to cover the essential needs. The cost of the basic basket of foods was valued in $ 4 852.00 in 2008 and, nevertheless that the minimum salary rate had a 4% increment, a worker would require more than three salaries ($ 320.00) to acquire it.

In the last four years, the basic basket showed an increase of 459.5%, it passed from $ 688.50 to $ 3 852.00 between November 31 1989 to 1999. The basic basket is designed based in the minimum nutritionals recommended for a five member’s family. The ten products with more increase between the years 1994 and 1998 were: egg, from $ 3.21 to $ 22.01 (685.7%) the kg of meat of whole chicken, from $ 7.21 to $ 32.91 (456.4%); bar soap, from $ 1.17 to $ 8.91 (761.5%); bean, kilogram in bag, from $ 2.91 to $ 12.00 (412.4%), and others. These products had the biggest increment in their cost, for a population that lives in a recurrent crisis, in an economic outbreak and an enormous social regression (La Jornada, 2000).

Therefore, the decisions taken by the Governments regarding the agricultural sector seem to point to the same address as industry politics: modernization and efficiency in production, international competitiveness and elimination of subsidies, social expense and the presence of the State in the economy in general.

This politic has not been able to achieve structural changes, rather it has accentuated such previous tendencies as:


Esta política no ha podido lograr cambios estructurales, más bien ha acentuado tendencias previas tales como: a) brecha tecnológica entre la tecnología disponible y la tradicional; b) pérdida definitiva de la autosuficiencia alimentaría; y c) diferenciación socioeconómica y productiva de los productores.

Ahora bien, para tener una visión más amplia de las modificaciones que han trastocado la vida económica, política y sociocultural de las sociedades urbanas y rurales, se abordarán los siguientes aspectos.

Alimentación

En los últimos años, la demanda de alimentos refleja las mayores necesidades de sustento de una población creciente. La población mundial para el año 2000, alcanzará una cifra superior a los 6 000 millones de habitantes y la producción agrícola deberá registrar un incremento de 50 al 60% respecto a 2008, para satisfacer la nueva demanda de productos alimenticios y agrícolas (CIAT, 2008). En los países en desarrollo, esta demanda se ampliará en un cien por ciento porque en éstos se darán los mayores crecimientos poblacionales.

Es importante resaltar algunas observaciones que demuestran tal situación: a) el potencial de producción de alimentos de las tierras es limitado y varía considerablemente de una región a otra en el país; b) existen muchas “áreas en condiciones críticas” cuyos recursos de tierra o agua no bastan para atender las necesidades alimentarías de la población actual o futura; y c) al final del presente siglo todas las tierras potencialmente cultivables de los países en desarrollo, serán insuficientes para satisfacer las demandas de alimentos.

Población

En cuanto a las características y estructura de la población, el crecimiento de la población urbana ha sido mucho más rápido que el de la población rural, debido a que las migraciones han tenido como destino los municipios conurbanos. Por ejemplo, el porcentaje de la población del Estado de México que habita en localidades rurales (2 500 habitantes), se redujo en los últimos 30 años. Cabe señalar que la población urbana presenta un alto grado de concentración, ya que se estima que 70% de la población del Estado de México se encuentra distribuida en los 27 municipios conurbados al Distrito Federal. La estructura

a) technological breach between the available and the traditional technology; b) efinitive loss of the alimentary self-sufficiency; and c) socioeconomic and productive differentiation of the producers.

The topics that will be approached to obtain a wider vision of the modifications that have transformed the economic life, politics and sociocultural of the urban and rural societies follow.

Feeding

In the last years the demand of foods reflects the biggest needs of support in a growing population. The world population for the year 2000 will be superior to 6 000 million inhabitants and the agricultural production will register an increment from 50 to 60% regarding 2008, to satisfy the new demand of nutritious and agricultural products (CIAT, 2008). In the countries in development, this demand will be enlarged by a hundred percent because in these the biggest population growths will be given.

It is important to stand out some observations that demonstrate such situation: a) the potential of lands for production of foods is limited and it varies considerably from one region to another in the country; b) Exist many "areas under critical conditions" whose soil resources or it dilutes they are not enough to assist the necessities you would feed of the current or future population; and c) at the end of the present century, all the potentially cultivation fields of the developed countries will be insufficient to satisfy the demands of foods.

Population

As for the characteristics and structure of population, the urban population's growth has been much faster than that of the rural population, because the migrations have had as destination the urban municipalities. For example, in the last 30 years the percentage of the population of the State of Mexico that inhabits rural towns (2 500 inhabitants) decreased. It is necessary to point out that the urban population shows a high degree of concentration, since it is considered that the 70% of population of the State of Mexico is distributed in the 27 urban municipalities to the Distrito Federal. The structure of the population of the State of Mexico is similar to that of the rest of the country; little more than 38% it is younger than 15 years (INEGI, 2005).


de la población del Estado de México, es similar al del resto del país; poco más de 38% es menor de 15 años (INEGI, 2005).

Con relación a los ingresos de la población en el estado mencionado, 30% corresponde a la población económicamente activa (PEA) y de ésta, 62% percibió ingresos inferiores a dos salarios mínimos en 2008. En términos globales, esta cifra es menor a la media registrada a escala nacional. Al interior del Estado de México, las condiciones del nivel de vida de la población presentan marcadas diferencias en el ámbito municipal. A manera de ejemplo, la tasa de la PEA que declaró no haber recibido ingresos, alcanza niveles cercanos a 70% de los municipios como Zacazonapan y Sultepec, mientras que otros municipios con características inminentemente urbanas y con un nivel de vida mayor como Coacalco, Atizapán, Ecatepec, Naucalpan reportan cifras menores a 7%. Esta dispersión al interior del estado es similar para los indicadores de salud, vivienda, educación (INEGI, 2005).

Los indicadores sobre educación muestran que el Estado ha logrado avances en algunos municipios, aunque en otros se sigue presentando el grave problema educativo. En relación a salud, la entidad presenta en general, condiciones satisfactorias respecto al resto del país. Sin embargo, la asistencia médica y el personal se encuentra en los municipios más urbanizados e industriales como Atizapán, Ecatepec, Naucalpan, Nezahualcóyotl, Toluca y Chalco; mientras otros como Temamatla y Ayapango, apenas cuentan con una unidad médica rural. En cuanto a nutrición, la población rural apenas logra cubrir 30% sus necesidades en alimentos básicos (INEGI, 2005).

Por otra parte, el ambiente presenta serios problemas de deterioro debido al proceso de desarrollo caracterizado por la concentración industrial y demográfica. En algunos municipios se presenta la tala inmoderada de bosque, la creación de gigantescos tiraderos de basura y la generación de grandes cantidades de desechos tóxicos y aguas residuales no tratadas. Como lo indica el Plan Nacional de Desarrollo del Estado de México (PNDEM) (2000-2009), cada año se pierden 10 mil de las 500 mil hectáreas de bosques. Además la calidad de aire en los municipios de la zona conurbada del Valle de Cuautitlán y Texcoco se ha deteriorado notoriamente. Las condiciones que han provocado la deforestación se agravan gradualmente en la zona conurbana, ya que al disminuir la cobertura vegetal, se limita la infiltración del agua de lluvia se generan fuertes

With regards to the population's income in the State of Mexico, 30% corresponds to the economically active population (PEA) and of this, 62% perceived inferior incomes to two minimum salaries in 2008. In global terms, this quantity is smaller to the average to national scale. To the interior of the State of Mexico, the conditions of the living standard of the population show differences in the municipal environment. As example, the rate of PEA that declared not to have received incomes reaches levels near to 70% of the municipalities as Zacazonapan and Sultepec, while other municipalities with characteristic imminently urban and better living standard as Coacalco, Atizapán, Ecatepec, Naucalpan reports values smaller to 7%. This dispersion to the interior of the State is similar for the indicators of health, housing, education (INEGI, 2005).

The indicators on education show that the State has achieved advances in some municipalities, although in other it still shows the serious educational problem. In relation to health, the State presents in general, satisfactory conditions regarding the rest of the country. However, the medical attendance and the personnel is in the more urbanized and industrial municipalities as Atizapán, Ecatepec, Naucalpan, Nezahualcóyotl, Toluca and Chalco; while others, as Temamatla and Ayapango, hardly have a rural medical unit. As for nutrition, the rural population is hardly able to cover 30% of their need for basic foods (INEGI, 2005).

On the other hand, the atmosphere shows serious problems of deterioration due to the development process characterized by the industrial and demographic concentration. In some municipalities it is not presented the immoderate pruning of forest, the creation of gigantic garbage dump and the generation of big quantities of toxic waste and un-treated dark waters. As it indicates it the Plan Nacional de Desarrollo of Estado de México (PNDEM) (2000-2009). Every year there get lost 10 thousand of the 500 thousand ha of forests. Also, the quality of air in the municipalities of the urban area of the Valle de Cuautitlán and Texcoco has deteriorated flagrantly. The conditions that cause the deforestation are increased gradually in the urban area, since when diminishing the vegetable covering, the infiltration of the rain water is limited, strong erosive processes of the floor are generated, decreases of the biodiversity of the ecosystems, the microclimates are modified, wild flora moves and decrease the levels of oxygen production.


procesos erosivos del suelo, se reduce la biodiversidad de los ecosistemas, se alteran los microclimas, se desplaza la flora silvestre y se reducen los niveles de producción de oxígeno.

Un ejemplo de esta deforestación desmedida en la región oriente de este valle, donde la desecación y deforestación intensa, originada por cambios de uso forestal para fines agropecuarios y la creación de poblados, originan grandes tolvaneras, que deterioran la calidad del aire de la zona metropolitana de la Ciudad de México.

Uso del frijol

La cultura mesoamericana desarrolló sofisticados sistemas de producción, avanzados para su tiempo y contribuyeron con alimentos que se utilizan en todo el mundo (chile, calabaza, cacao, vainilla, jitomate rojo, aguacate, nopal, etc). Para los mexicanos, su alimentación envuelve una gran cultura, un estilo de vida, simboliza una identidad étnica, un compromiso social y una expresión social (Díaz y Rochín, 1993). Tal es el caso del frijol, que podemos encontrar en todas las regiones del país. En el Estado de México, además del estilo cotidiano, se utiliza en los tamales tradicionales, fiestas comunales y comidas de celebraciones (fiestas patronales o cumpleaños).

Los frijoles son un componente indispensable para acompañar los platillos en estas festividades como es el mole rojo, verde, arroz, sopes y los exquisitos tlacoyos, los cuales prioritariamente van rellenos de frijol, aunque también existe la variante de relleno con haba y chícharo o alberjón. El maíz proporciona la energía en forma de carbohidratos, el frijol las proteínas. Existe una organización ancestral familiar dentro del rito de preparar los alimentos, las mujeres saben exactamente la cantidad de ingredientes que debe llevar cada comida de chile, jitomate, agua, cebolla, especias, ajo, sal, etc. Existen recetas que van heredando las mujeres de generación a generación.

En una referencia histórica sobre la Nueva España en el siglo XVI se menciona: “hay quienes fabrican esas tortillas tres o cuatro veces más grandes y también más gruesas, hacen asimismo de la masa bolas semejantes a melones y las echan a cocer en una vasija sobre el fuego mezclándolas con frijoles las comen a placer, pues son sumamente suaves, de fácil digestión y de sabor agradable. Algunas hacen estas tortillas de un palmo de largo y cuatro dedos de grueso mezclados con frijoles y los asan en el comalli” (Díaz y Rochín, 1993).

An example of this limitless deforestation in the west region of this valley, where the drying and intense deforestation, originated by changes of forest used for agriculture and the creation of towns, they originate big dust clouds that deteriorate the quality of the air of the metropolitan area of the Mexico City.

Bean usage

The Mesoamerican culture developed sophisticated production systems, advanced for its time and they contributed with foods that are used in the entire world (chili, pumpkin, cocoa, vanilla, red tomato, avocado, nopal, etc). For the Mexicans, their feeding involves a great culture, a lifestyle; it symbolizes an ethnic identity, a social commitment and a social expression (Díaz and Rochín, 1993). Such is the case of the bean that we can find in all the regions of the country. In the State of Mexico, besides the daily style, it is used in the traditional tamaladas, communal parties and celebrations (birthday or in honor parties to saints).

The beans are an indispensable component to accompany the plates in these festivities like it is the red, green mass, rice, sopes and the exquisite tlacoyos, those which prioritarily bean fillers go. Although the filler variant also exists with bean and pea. The corn provides the energy in form of carbohydrates, the bean the proteins. An ancestral family organization exists inside the rite of preparing the foods, the women know exactly for food the quantity that should take of ingredients: chili, tomato, water, onion, spices, garlic, salt, etc. Exists recipes that they got inheriting from generation to generation.

In a historical reference on the New Spain in the XVI century: "there are who manufacture those tortillas three or four times more big and also thicker, they make also of the mass balls similar to melons and toss them to cook in a vessel on the fire mixing them with beans they eat them to pleasure, because they are extremely soft, of easy digestion and of pleasant flavor. Some make these tortillas of a span long and four fingers of thick blended with beans and they roast them in the comalli" (Díaz and Rochín, 1993).

For centuries, Mexico has offered to the world testimonies of those traditions through the surprising variety of nutritious and delicious foods. An important connection exists among the foods, the culture and formation of the society (Díaz and Rochín, 1993).


Por centurias, México ha ofrecido al mundo testimonios de esas tradiciones a través de la sorprendente variedad de alimentos nutritivos y deliciosos. Una importante conexión existe entre los alimentos la cultura y formación de la sociedad (Díaz y Rochín, 1993).

En México, como en ninguna otra parte, la comida no sólo es una forma de nutrirse; la comida tiene relación con el folklore de cada región, con leyendas y supersticiones. Algunos productos del campo se emplean para intercambiar con otros productos (trueque), pero también se usan como símbolo.

Consideraciones sociales en torno al cultivo del frijol

A pesar de la importancia nutrimental de frijol, la tasa de crecimiento de la producción no ha estado acorde al crecimiento de la población. Por otra parte, existe un desequilibrio entre las zonas productoras con las consumidoras, esta situación propicia grandes movilizaciones de grano de una región a otra, incrementándose los costos del producto de una región a otra, así como un incremento en los costos por concepto de almacenamiento y fletes (Arroyo, 2005).

En México existe un déficit del grano, por lo cual el país ha tenido que importar un promedio de 250 mil toneladas durante la década 1980-1990, pero también existen elementos para que la producción de frijol a nivel nacional sea vulnerable; es decir, las condiciones climatológicas que prevalecen durante el ciclo, debido que aproximadamente 90% de la superficie destinada a este cultivo se ubica en áreas de temporal (Tapia et al., 1991).

El frijol en México se produce en dos épocas: primavera-verano y otoño-invierno. En otoño-invierno se siembra menos superficie, pero se obtiene un mayor rendimiento unitario. El frijol se cultiva principalmente con el fin de cosechar semilla seca y como vaina en fresco se consume en menor proporción. Además de lo anterior, el cultivo de frijol es una fuente importante de mano de obra y de ingreso, así como una garantía de seguridad alimentaría vía autoconsumo (FIRA, 2006).

Desde el punto de vista comercial, y con base en las preferencias en el consumo en las diferentes regiones, se han clasificado las variedades como preferentes y no preferentes, pagándose precios diferentes a cada una de ellas, estudios realizados por Acosta-Gallegos et al. (2010), han demostrado que una de las variedades de mayor consumo

In Mexico, like in any other part, the food is not only a form of being nurtured; the food has relationship with the folklore of each region, with legends and superstitions. Some products of the field are used to exchange with other products, but they are also used as symbol.

Social considerations about the bean crop

In spite of the nutrimental importance of bean, the rate of growth of the production has not been at the same speed of the population's growth. On the other hand, an imbalance exists between the producers and the consumers areas, this situation is favorable for big mobilizations of grain of one region to another, being increased the costs of the product of a region to other, as well as an increment in the costs for storage concept and freights (Arroyo, 2005).

A deficit of the grain exists, for what the country has had to import an average of 250 thousand tons during the decade 1980-1990, but elements also exist so that the bean production at national level is vulnerable; that is to say, the climatologically conditions that prevail during the cycle, because approximately 90% of the surface dedicated to this cultivation is located in storm areas (Tapia et al., 1991).

The bean in Mexico is produced in two stages: spring-summer and autumn-winter. In autumn-winter it is sowed fewer surfaces, but a bigger unitary yield is obtained. The bean is cultivated mainly with the purpose of harvesting dry seed and as sheath in fresh is consumed in smaller proportion. Besides the above mentioned, the bean cultivation is an important source of manpower and of income, as well as a guarantee of security feed through the self-consumption (FIRA, 2006).

From the commercial point of view, for several years and based on consumption preferences in the different regions, the varieties have been classified like preferable and not preferable, being paid different prices to each one of them. Studies carried out by Acosta- Gallegos et al. (2010) have demonstrated that one of the varieties of more consumption is the bean type Flor de Mayo. It is of high demand among the consumers of the center of Mexico, their production is carried out in the regions of the Mesa Central, the Bajio and Semi-arid (Table 1).

Among the foods of vegetable origin, the leguminous ones are important due to the high protein percentage contained in their seeds; in the bean it can vary from 16 to 33%, percentage that overcomes to the cereals (Bressani et al., 1990; Castellanos et al., 1994).


es el frijol tipo Flor de Mayo de alta demanda entre los consumidores del centro de México, su producción se realiza en las regiones de la Mesa Central, El Bajío y Semiárida (Cuadro 1).

Entre los alimentos de origen vegetal, las leguminosas son importantes debido al alto porcentaje de proteína contenido en sus semillas; el frijol puede variar desde 16 hasta 33%, porcentaje que supera a los cereales (Bressani et al., 1990; Castellanos et al., 1994).

Con respecto al contenido nutricional de esta leguminosa, el frijol está supeditado al tiempo de almacenamiento y variedad de que se trate; sin embargo, considerando 100 g de alimento crudo en peso neto es de 5 g de fibra, 21 g de proteína, 200 mg de calcio, 5.5 mg de hierro, 0.6 mg de tiamina, 0.14 mg de riboflavina y 1.5 mg de niacina, no conteniendo colesterol (CIAT, 2008). Podemos mencionar que la ingesta dual de maíz-frijol en la dieta ha constituido una forma de complementar la calidad proteica, ya que mientras que la proteína de maíz es deficiente en lisina y triptofano, el frijol contiene una cantidad de lisina suficiente para compensar la deficiencia de maíz. En contraparte, los niveles de aminoácidos azufrados (mitionina, cistina y cisteína) presentes en el maíz son capaces de compensar los bajos valores existentes en la proteína del frijol (Dessert-Shellie y Bliss, 1991).

Las leguminosas, además de complementar el valor nutricional de los cereales mediante el balance de aminoácidos, elevan la ingesta proteica en la dieta y es una fuente importante de calorías, hierro (una tasa de frijol proporciona cerca de 50 y 25% de las recomendaciones diarias de hierro), fibra, vitaminas del complejo B tiamina, piridoxina, niacina y ácido fólico y minerales, de 2% de lípidos insaturados libres de colesterol (La Bell, 1989).

El frijol representa una fuente importante de proteína vegetal, en aquellos estratos sociales en los que la proteína animal no puede formar parte de la dieta cotidiana; además, se han reportado importantes beneficios en el consumo de esta leguminosa en la dieta, entre los que se incluye la reducción de los niveles de colesterol sanguíneo, auxiliar en el metabolismo de pacientes diabéticos, logrando reducir los incrementos en los niveles de glucosa sanguínea y en la prevención de algunos tipos de cáncer, además de ser una fuente de proteína baja en colesterol y grasa (Pérez, 1999).

With regard to the nutritional content of this leguminous one, the bean is subordinated to the time of storage and variety that it is, however, in general terms, considering 100 g of raw food in net weight is of 5 g of fiber, 21 g of protein, 200 mg of calcium, 5.5 mg iron, 0.60 mg thiamine, 0.14 mg riboflavin and 1.5 mg niacin, not containing cholesterol (CIAT, 2008). It can be mentioned that the dual consumption of corn and bean in the diet has constituted a form of supplementing the protein quality, since while the protein of corn has few lysine and tryptophan, the bean contains a quantity of enough lisine to compensate the deficiency of corn. The levels of sulfur aminoacids (methionine, cystine and cysteine) present in the corn are able to compensate the low values existent in the protein of the bean (Dessert-Shellie and Bliss, 1991).

The leguminous, besides supplementing the nutritional value of the cereals by means of the balance of amino acids, increase the consumption of proteins in the diet and it is an important source of calories, iron (a bean cup provides between 50 and 25% of the daily recommendations of iron), fiber, vitamins of B complex thiamine, pyridoxine, niacin and folic and mineral acid, of 2% of free of cholesterol unsaturated lipids (La Bell, 1989).

The bean, represents an important supply of vegetable protein in those social levels in which the animal protein is part of the daily diet; also, benefits have been reported in the consumption of this leguminous, among them the reduction of the blood level of cholesterol, support in the metabolism of diabetic patients, being able to reduce the increments in the levels of sanguine glucose and in the prevention of some cancer types, besides being a source of protein low in cholesterol and fat (Pérez, 1999).

Cuadro 1. Precio del frijol al consumidor, 2005 y 2008.Table 1. Price for the bean to the consumer, 2005 and 2008.

VariedadesPrecios ($ kg-1)

2005 2008Sep Oct Nov Dic Ene

Bayo 11.14 9.00 10.85 11.50 11.75Pinto 9.97 10.34 10.27 9.00 9.00Canario 14.35 14.30 SD 15.00 14.00Flor de Mayo 12.45 11.60 11.59 11.00 11.75

SD= sin dato; fuente: PROFECO, 2008.


Lo anterior manifiesta la importancia del consumo de frijol, no solamente en los estratos sociales en los que el frijol representa una fuente de proteína vegetal sustituta de la proteína animal, sino prácticamente en todos los estratos sociales, incluyendo aquellos de altos recursos económicos (La Bell, 1989).

La Organización de las Naciones Unidas (ONU); Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL); Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI), refieren que la pobreza rural se encuentra relacionada con el acceso precario de la tierra, la baja capacitación laboral, los trabajadores estacionales, la migración, el carácter étnico y el género de pertenencia; estas condiciones le otorgan una particular intensidad (ONU-CEPAL-INEGI, 2008). El 52% de la población considerada en condiciones de extrema pobreza, se encuentra concentrada en las áreas rurales. Con base en el método tradicional de medición de la pobreza a través del ingreso y con referencia al costo de una dieta equivalente a 2 150 calorías y 65 g de proteínas, 66% de la población en extrema pobreza corresponde a la ubicada en zonas rurales (Levy y Sweder, 2002).

Castellanos et al. (1991), a través de la realización de encuestas, detectó que 57% de los consumidores del país tienen el hábito de comer frijol los siete días de la semana al menos una vez al día, mientras 74% lo consume al menos cinco veces por semana.

Consumo y evolución per cápita del frijol

Espinosa (2007), refiere que en los últimos años se ha registrado una disminución en el consumo per cápita de frijol en todo el mundo. Entre 1995 a 2008 pasó de 2.8 a 2.6 kilogramos por persona. En apariencia es poco, pero 200 g por 5 800 millones de habitantes en el globo terráqueo, significa un millón 160 mil toneladas; es decir, una producción casi tan grande como en México.

En México, el consumo per cápita ha tendido a disminuir más rápido que en el resto del mundo, entre 2000 y 2008 pasó de 18.9 a 10.2 kg anuales por persona; es decir, se redujo un kilogramo anual en siete años (Cuadro 2). Esto significa 95 mil toneladas al año; esta cifra describe que es tanto como quitarlo un mes a la demanda nacional. La pérdida del poder adquisitivo se relaciona íntimamente con lo anterior, dado que de 2000-2008, representó 65% de ésta

This indicates the importance of the bean consumption, not only in the social levels where the bean is supply of vegetable protein substitutes to animal protein, but in all the social levels, even those of high economic resources (The Bell, 1989).

United Nations (ONU); Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL); Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI); states that the rural poverty is related with the precarious access to the soil, the low labor training, the seasonal workers, the migration, the ethnic character and the gender of ownership. These conditions grant a particular intensity. The rural poverty is distinctive for this fact (ONU-CEPAL-INEGI, 2008). The 52% of population is under conditions of extreme poverty, it is concentrated on the rural areas. Based on the traditional method of mensuration of the poverty through the income and with reference at the cost of an equivalent diet to 2 150 calories and 65 g of proteins, the 66% of population in extreme poverty corresponds the one that is located in rural areas (Levy and Sweder, 2002).

Castellanos et al. (1991), through surveys, detected that the 57% of consumers in the country has the habit of consuming been per week and at least once a day, while 74% consumes it at least five times per week.

Consumption and evolution per capita of the bean

Espinosa (2007) states that in the last years at world level has registered a decrease in the bean consumption per capita. From 1995 to 2008 was from 2.8 to 2.6 kg by person. Apparently it is little, but 200 g times 5 800 million inhabitants, it is equal to one million 160 thousand tons; that is to say, a production almost as big as that of Mexico.

In Mexico, the consumption per capita has spread to decrease quicker than in the rest of the world, between 2000 and 2008 it was from 18.9 to 10.2 kg by person per year; that is to say, it decreased a kilogram yearly for seven years (Table 2). This means 95 thousand tons a year. This quantity it is equal to one month of national demand. The loss of the purchasing power is related with the above mentioned, because from 2000 to 2008, it represented 65% of this (La Jornada, 2000). In consequence, the displacement of the demand toward other foods occurs; in spite of the strong tradition of the bean in the Mexican diet (CEPAL, 2008) (Table 2).


(La Jornada, 2000). En consecuencia, se da lugar al desplazamiento de la demanda hacia otros alimentos de sostenimiento; no obstante, el fuerte arraigo del frijol en la dieta mexicana (CEPAL, 2008) (Cuadro 2).

When comparing prices of other two important foods just as the potato and the egg, in 1998 in prices to the wholesale in the Mexico City, the bean was more expensive than the other two (Table 3).

Evolution of the bean production in Mexico

The bean production in Mexico spreads to be stabilized around 1.2 million annual tons, although with strong fluctuations. What does it obey the stagnation? They can be inferred to certain hypotheses:

a) the low yields, due to a slow incorporation of novel technologies that impact in the profitability and sustainability (Rosales et al., 1999). The drought is the factor that more limits the bean production (Phaseolus vulgaris L.) in Mexico. Acosta-Díaz et al., 2009 corroborated physiologic and phenologic characteristic related with the adaptation to the drought in the bean cultivation; b) strong incidence of catastrophes that have to do with the localization of the production of temporal bean; and c) disadvantage of the production in the market, discourage the assignment of more resources-surface in first term (Figure 1).

Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008Consumo per cápita 18.9 16.8 8.7 14.9 16 13.9 16.1 10.9 10.2

Cuadro 2. Consumo anual per cápita de frijol en México.Table 2. Yearly consumption per capita in Mexico for bean.

Fuente: PROFECO, 2008.

Figura 1. Factores que inciden en la siembra del frijol en México.Figure 1. Factors that impact in the cultivation of the bean in Mexico.

Bajos rendimientos

Desventaja de los productores en el mercado nacional e internacional

Baja rentabilidad

Recurrencia y fuerte incidencia de siniestros

Desaliento en la asignación de superficie e inversión

Comparando los precios de otros dos alimentos importantes como son la papa y el huevo, en 1998 en precios al mayoreo en la Ciudad de México, el frijol resultó ser más alto que el de los otros dos (Cuadro 3).

Evolución de la producción de frijol en México

La producción de frijol en México tiende a estancarse alrededor de 1.2 millones de toneladas anuales, aunque con fuertes fluctuaciones. ¿A qué obedece el estancamiento? Podemos inferir a ciertas hipótesis:

a) los bajos rendimientos, por una lenta incorporación de innovaciones tecnológicas que impacten en la rentabilidad y sostenibilidad (Rosales et al., 1999). La sequía es el factor más limitante en la producción de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en México. Acosta-Díaz et al. (2009) corroboró que las características fisiológicas y fenológicas relacionadas con la adaptación a la sequía, afecta el rendimiento en el cultivo de frijol; b) fuerte incidencia de siniestros, que tienen que ver con la localización de la producción de frijol de temporal; y c) desventaja de la producción en el mercado, desalientan la asignación de más recursos-superficie en primer término (Figura 1).

Cuadro 3. Comparación del precio del frijol vs precio de la papa y huevo en 2009.Table 3. Comparison of the price of the bean vs price of the potato and egg in 2009.

Producto Precio ($ kg-1)Precio del frijol (Negro Jamapa) 23.00Precio de la papa (alpha) 15.00Precio del huevo (blanco) 16.00


La Secretaría de Agricultura, Ganadería, Agricultura, Pesca y Alimentación (SAGARPA); los Apoyos y Servicios a la Comercialización Agropecuaria (ASERCA) y el sistema producto-frijol han convocado a los productores organizados de la leguminosa y a los comercializadores -nunca a los consumidores- a fijar el precio del grano para el ciclo agrícola primavera-verano 2010.

El frijol, junto con el maíz, es la base de la agricultura campesina y de la alimentación del pueblo de México. Aunque su consumo está disminuyendo, pues sus virtudes se ocultan y se magnifican sus pocos defectos ante el alud publicitario de la comida chatarra, sigue siendo la base de la dieta de los mexicanos pobres.

Antes del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN), todo el frijol que se producía en México era adquirido por la Compañía Nacional de Subsistencias Populares (CONASUPO) a un precio de garantía previamente fijado. Con ello se aseguraba dar certidumbre y un buen ingreso al productor; suministrar al consumidor un producto a precio accesible y evitar la especulación manteniendo una reserva mínima del alimento.

Todo cambió con el ajuste estructural de la economía y la apertura comercial. Desaparecieron los precios de garantía y la CONASUPO, instrumento de Estado para garantizar el abasto popular. A partir de 2008 se abrió totalmente la frontera al frijol importado de Estados Unidos de América y Canadá, dándole entrada al grano, ya sea porque viene a precio ‘dumping’ o de contrabando; esto derrumba el precio del frijol mexicano. Con todo y que se suponía que el TLCAN, iba a proteger al frijol desde 1994 a 2008, las importaciones y el contrabando todos esos años rondaron las 100 mil toneladas anuales, 172 mil toneladas en 2009.

Sin embargo, el país tiene capacidad de producir un millón cien mil toneladas de las diversas variedades de frijol que consume. Si se importa la leguminosa es por conveniencia de los grandes importadores-comercializadores para lucrar más y por deficiencia de SAGARPA, que no ha promovido la elevación de la productividad mediante el desarrollo y transmisión de tecnología.

En los últimos años, SAGARPA a través de ASERCA, ha intentado regular el mercado para ofrecer un mejor precio a los productores y un precio más accesible a los

The Secretaría de Agricultura, Ganadería, Agricultura, Pesca y Alimentación (SAGARPA) and the Apoyos y Servicios a la Comercialización Agropecuaria (ASERCA) and the system product-bean has summoned to the organized producers of the leguminous and the marketers -never to the consumers- to fix the price of the grain for the agricultural cycle spring-summer 2010.

The bean, together with the corn, is the base of the rural agriculture and of the feeding of Mexico. Although their consumption is diminishing, because its virtues hide and their few defects are magnified on the advertising avalanche of the fast food, it continues being the base of the diet of the poor Mexicans.

Before the North American Free Trade Agreement (NAFTA), the whole bean produced in Mexico was acquired by Compañía Nacional de Subsistencias Populares (CONASUPO) to a previously fixed guarantee price. With this made sure to give certainty and a good income to the producer; to supply the consumer a product to accessible price and to avoid the speculation maintaining a minimum reservation of the grain.

The guarantee prices and the CONASUPO disappeared, institution of State to guarantee the popular supply. Starting from 2008 the border completely opened up to the imported bean from United States of America and Canada, either giving entrance to the grain that knocks down the price of the Mexican bean, because arrived at ‘dumping price', either because comes from smuggling. It was supposed that the NAFTA would protect to the bean from 1994 to 2008, the imports and the smuggling during that period came closer to 100 thousand annual tons, 172 thousand tons in 2009.

However, the country has capacity to produce one million 100 thousand tons of the diverse bean varieties that are consumed. If the leguminous is imported it is for convenience of the big importer-marketers to enrich more and for deficiency of SAGARPA that has not promoted the elevation of the productivity by means of the development and transmission of technology.

In the last years SAGARPA, through ASERCA, has tried to regulate the market to offer a better price to the producers and a more accessible price to the consumers. It


consumidores. Establece un precio de referencia y apoyos a la comercialización; pero la visión de la política agroalimentaria federal es muy restringida, ya que tiene demasiada confianza en los ajustes automáticos del mercado y su óptica es de comercialización, no de seguridad y soberanía alimentarias. Pone énfasis en los comercializadores, sobre todo en los grandes y descuida los dos polos del proceso: los productores campesinos y los consumidores.

La política federal no tiene en cuenta varios factores que constituyen el problema, no fallas sino verdaderos factores perversos del mercado: en primer lugar, la presión de nuestros vecinos del norte que buscan colocarnos su frijol, aun castigando su precio para adueñarse de nuestro mercado. En segundo lugar, porque los apoyos a la comercialización se concentran en las grandes comercializadoras y en los intermediarios que han tenido más capacidad organizativa, experiencia, capital previo, etc, no sólo para tener acceso sino para acaparar dichos apoyos. En tercer lugar, porque el volumen de producción que es apoyado por los subsidios federales no es suficiente como para regular el mercado.

Los especuladores esperan que se acabe de comprar lo apoyado con subsidios y luego entran al mercado comprando más barato y también compran a precios mínimos antes que se den a conocer los programas de apoyo. A pesar de todo esto, el precio del frijol no baja en el supermercado o en la tienda de abarrotes. Los beneficiados por este proceso son quienes están en medio de él: los grandes acopiadores y almacenadores, mayoristas, cadenas comerciales. Tan sólo en los tres primeros años de este gobierno, el precio del frijol aumentó 160%.

Por eso ahora los productores de las organizaciones campesinas vienen más combativos. Demandan un precio de $ 9.50 kg-1 para el productor, también exigen que no se concentren los apoyos en unos cuantos comercializadores y que el volumen subsidiado por ASERCA, sea cuando menos 50% de la cosecha para poder influir en el mercado. Piden que la Secretaria de Hacienda y Economía controlen con rigor las importaciones e impidan el contrabando.

Es un buen inicio; pero es necesario conjugar esfuerzos de Estado y productores para que ellos obtengan un ingreso decente y los consumidores un alimento accesible. Esto implica concebir al frijol no como mercancía sino como pilar de la seguridad y la soberanía alimentarias.

establishes a reference price and support to the commercialization. But the federal agricultural politics’ vision is very restricted: has too much trust in the automatic adjustments of the market and their focus is of commercialization, not of security and alimentary sovereignty. It makes emphasis in the marketers, mainly in the big ones, and neglects the two ends of the process: the rural producers and the consumers.

It doesn't keep in mind the federal politics; also, several factors that constitute not only fails, but true perverse factors of the market: in the first place, the pressure of our northern neighbors that look for a place for their bean, even punishing their price to control our market. In second place, because the supports to the commercialization concentrate on the big companies and in the coyotes (colloquial Mexican-Spanish term for smugglers) that have had more organizational capacity, experience, previous capital, etc., not only for having access but to monopolize this supports. In third place, because the production volume that is supported by the federal subsidies is not big enough as to regulate the market.

The speculators wait up to when the subsided products are all bought and then they enter to the market buying cheaper and they also buy to minimum prices before are given to know the support programs. In spite of everything this, the price of the bean does not lower in the supermarket or in the groceries store. Those more benefited by this whole process are who are amid it: the big monopolizers and warehouse owners, wholesalers, commercial chains. Only in the current federal government's first three years, the price of the bean increased 160%.

For this reason producers of the rural organizations now are more combative. They demand a price of $ 9.50 kg-1 for the producer in the field. They also demand not to concentrate the supports on some marketers and that the volume subsidized by ASERCA is at least 50% of the crop to influence in the market. They request that IRS and Economy Office control with rigor the imports and impede the smuggling.

It is a good beginning. But it is necessary to conjugate efforts of State and producers so that these obtain a decent income and the consumers an accessible food. This implies to conceive to the bean not as merchandise, but as a milestone for the security and the alimentary sovereignty.


PERSPECTIVAS

Es relevante señalar que en repetidas ocasiones se hace mención del trascendente carácter histórico y cultural de la región centro del país, aunque éste no corresponde a las condiciones de bienes y servicios para la población que la habita, en particular la rural.

Con relación al frijol, cada vez se reduce más la ingesta de esta leguminosa en ciertos estratos de la población.

La disponibilidad de frijol en la región se podría incrementar impulsando su cultivo. Esto contribuiría a beneficiar a los consumidores al bajar los precios, ya que no se tendría que pagar su transporte.

Los bajos rendimientos obtenidos con frijol de temporal de la región centro de México, son evidentes al compararse con los niveles de los estados productores de frijol más importantes. Por lo anterior, la región centro es importadora neta de esta leguminosa.

La mayoría de los productores de la región centro son minifundistas, con la necesidad inminente de créditos, lo cual permitiría obtener mayor producción y margen para poner en el mercado su cosecha.

Los agricultores no cuentan con un instrumento específico para financiar sus cosechas; por las deficiencias en la infraestructura de almacenamiento y distribución, y la calidad del producto demerita con el paso del tiempo.

El déficit hace que los consumidores sufran las consecuencias, pagando precios altos.

El incremento del precio del frijol impulsa el aumento de los costos de otros bienes y servicios.

Las grandes mayorías en las áreas urbanas y rurales tienen que disponer de una mayor proporción de su ingreso familiar para alimentación.

CONCLUSIONES

El programa de frijol del INIFAP ha contribuido en la formación de nuevas variedades, con altos rendimientos, tolerancia a enfermedades, grano de aceptación comercial y alta calidad nutritiva.

PERSPECTIVES

In repeated occasions the transcendent historical and cultural character of the central region of Mexico is mentioned, although this is not extrapolated to the conditions of goods and services for the population that inhabits it, especially the rural.

Regarding the bean, every time decreases more the consumption of this leguminous in the population's levels.

The bean availability in the region could be increased impelling their cultivation. This way, the transport would not be paid contributing to lower the prices in benefit of the consumers.

The low yields obtained with bean of temporal of the central region of Mexico, are evident when being compared with the levels of the more important bean producing states. For the above mentioned, the center region is importer of this leguminous.

Most of the producers in the central region are small farmstead, with the imminent necessity of credits, this would allow them to obtain bigger production and margin to place in the market their crop.

The farmers do not have a specific instrument to finance their crops; for the deficiencies in the storage and distribution infrastructure, and the quality of the product decrease with the time.

The deficit makes the consumers to suffer the consequences, paying high prices.

The increment in the prices of the bean impels to the increase of the prices of other goods and services.

The big majorities in the urban and rural areas assign a bigger proportion of their family income for feeding.

CONCLUSIONS

Considering the importance of the bean cultivation, the ban program of the INIFAP contributed to the formation or identification of new varieties, with emphasis in yields, tolerance to illnesses and grain of commercial acceptance and high nutritious quality.


La agricultura y particularmente al cultivo del frijol, debe de dársele una reactivación en virtud de su importancia, antecedentes culturales, necesidades socioeconómicas y alimentarías, para la región y el país.

México necesita un gobierno que apoye a los campesinos(as) a producir alimentos, que ponga a trabajar las reservas internacionales en beneficio de la educación, el empleo y la salud; que renueve y reactive del mercado interno.

LITERATURA CITADA

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To the agriculture and in particular to the cultivation of the bean, a reactivation should be given by virtue of its importance, cultural antecedents, socioeconomic and alimentary needs, for the region and the country.

Mexico needs a government that supports the countrymen to produce foods, that manage the international reserves in benefit of the education, the employment and the health; and that renovates and reactivates the internal market.

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COMPETITIVIDAD Y VENTAJAS COMPARATIVAS DE LA PRODUCCIÓN DE MAÍZ EN MÉXICO*

COMPETITIVENESS AND COMPARATIVE ADVANTAGES IN MAIZE PRODUCTION OF MEXICO

Adrián González Estrada1§ y Mario Alferes Varela2

1Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212657. Ext. 146. ([email protected]). 2División de Ciencias Económico-Administrativas. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, Texcoco, México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9541500. Ext. 5723. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

* Recibido: febrero de 2010


RESUMEN

La depresión económica de 2008 acentúo los cuestionamientos a la liberalización comercial, fortaleciendo con ello la idea que el campo es un desastre y el maíz es el cultivo que exhibe más dificultades y problemas, a consecuencia de la desaparición de los aranceles y cuotas proteccionistas. Por ello se requiere evaluar la producción nacional de maíz, después de 22 años de la liberalización comercial en 1986 con la entrada de México al Acuerdo General de Aranceles y Comercio (GATT), a 15 años de la firma del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN) y después de la eliminación de aranceles y cuotas a las importaciones de ese grano. El objetivo de esta investigación es mostrar de qué manera han evolucionado la competitividad y las ventajas comparativas de la producción de maíz en México. La metodología utilizada se basa en la matriz de análisis de políticas, con algunas modificaciones aplicada a la información estadística de 2007. Se concluyó que 85% de la producción de maíz en México tiene competitividad privada y que tan sólo 43.2% de la producción total tiene ventajas comparativas. Desde 1990, ha crecido tanto la competitividad privada como las ventajas comparativas de México para producir maíz, y que podrían crecer, si se instrumentara una política agrícola integral y eficiente, dirigida a la intensificación sustentable de la agricultura y el crecimiento de la productividad parcial y total de los factores, principalmente a través de actividades de investigación y desarrollo.

ABSTRACT

The economic depression of 2008 highlighted the controversies on commercial liberalization, strengthening the idea that the agricultural sector is disastrous and that maize is the most troublesome crop, due to the removal of protectionist quotas and tariffs. This is why an evaluation of national maize production is required, 22 years after the commercial deregulation in 1986 with the inclusion of Mexico in the General Agreement on Tariffs and Trade (GATT), 15 years after the signing of North American Free Trade Agreement (NAFTA) and after the elimination of quotas and tariffs on the imports of that grain. The aim of this research is to show how competitiveness and the comparative advantages of maize production in Mexico have evolved. The methodology hereby used is based on the policy analysis matrix with a few modifications, applied to the statistical information of 2007. The conclusion is that 85% of maize production in Mexico has private competitiveness and only 43.2% of the total production has comparative advantages. Since 1990 in Mexico, both private competitiveness and comparative advantages for maize production have grown, and they could continue to grow if a comprehensive and efficient agricultural policy were implemented, focused on the sustainable intensification of agriculture and the growth of partial and total factor productivity mostly throughout research and development activities.

Adrián González Estrada y Mario Alferes Varela382 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

Palabras clave: intensificación sustentable, liberalización comercial, productividad, ventajas comparativas.

INTRODUCCIÓN

El cultivo de maíz es sin duda, el más importante del país y resume en buena medida la naturaleza y los problemas de la agricultura mexicana (González-Estrada, 2009). Desde el punto de vista del comercio exterior, el grano de maíz es el rubro más importante de las importaciones de productos agropecuarios del país. Por ello es una de las actividades económicas que más ha sido usada, como ejemplo de los ‘efectos negativos’ de la liberalización comercial de México por parte de los opositores a ese proceso.

Téllez (1991), citado por González-Estrada (1991), concluyó que México no tendría competitividad en la producción de granos básicos en un tratado de libre comercio con EE.UU y Canadá; Calva (1990) afirmó que ‘sería fatal’ para el campo; Correa (1991) afirmó que sería ‘aterrador’; la Secretaría de Recursos Hidráulicos (SARH) (1991), concluyó que tal tratado ‘significaría enviar a los agricultores al suicidio’, y Calva (1991) pronosticó que ‘los efectos sobre el sector agropecuario mexicano serán devastadores’, pues desaparecería prácticamente la producción de granos básicos. Para Warman (1988), el maíz ‘es un bastardo del capitalismo’, un cultivo ‘desclasado’ que está fuera de las normas aceptadas por el capital.

Por el contrario, según González-Estrada (1991), el cultivo de maíz tenía competitividad en varias regiones del país en 1990, porque la participación de México en el TLCAN no implicaría la desaparición de la producción de este grano; y que tan sólo en las provincias agronómicas de riego y temporal con potencial productivo medio, bueno y muy bueno, se podría incrementar la producción de 13.5 a 21.4 millones de toneladas (Turrent, 1989).

Dieciocho años después, en 2007 se produjeron 23.5 millones de toneladas, en 3 150 000 predios dedicados al cultivo de maíz (González-Estrada, 2009; SIACON, 2008). De acuerdo con Turrent (2005), México tiene el potencial para producir 32 millones de toneladas en la misma superficie que se ha sembrado en los últimos años.

Sin embargo, a raíz de la depresión económica de México en 2008; han resurgido los cuestionamientos a la liberalización del comercio exterior y se ha fortalecido la idea que el

Key words: comparative advantages, productivity, sustainable intensification, trade liberalization.

INTRODUCTION

Maize production is undoubtedly one of the most important farming activities in Mexico and it sums up, to an important extent, the nature and the problems of Mexican agriculture (González-Estrada, 2009). From the viewpoint of foreign trade, the imports of that grain are the most important among imports of all agricultural products in the country. Hence it is one of the economic activities that have been most widely used as an example of the ‘negative effects’ of the Mexican economic liberalization by those who oppose the process.

Téllez (1991), referred to by González-Estrada (1991), concluded that Mexico may have no competitiveness in basic grains in a Free Trade Agreement with the USA and Canada; Calva (1990) wrote it would be ‘fatal’ for agriculture; Correa (1991) claimed it would be ‘terrifying’; the Secretary of Agriculture and Water Resources (SARH) (1991), concluded that this type of agreement ‘would mean sending farmers to commit suicide’, and Calva (1991) forecasted that ‘The effects on mexican agriculture will be devastating’, since practically the entire production of basic grains would vanish. For Warman (1988), maize ‘is a bastard of capitalism’, a ‘declassed’ crop that is out of capitalist accepted norms.

On the other hand, according to González-Estrada (1991), this crop was competitive in several regions of the country in 1990, which means that Mexico’s participation in NAFTA would not imply the disappearance of maize production and that only in irrigated and rain fed agronomic provinces with medium, high and very high productive potential, the country may increase the production from 13.5 to 21.4 million tons (Turrent, 1989).

Eighteen years later, in 2007, 23.5 million tons were produced in 3 150 000 fields that grew only maize (González-Estrada, 2009; SIACON, 2008). According to Turrent (2005), Mexico has the potential to produce 32 million tons on the same surface that has been growing maize in recent years.

However, as a result of the economic depression of 2008, the foreign trade liberalization has been questioned and the idea that agriculture is a disaster has been extended; the claim

Competitividad y ventajas comparativas de la producción de maíz en México 383

campo es un desastre, que el maíz es el cultivo que exhibe más dificultades a consecuencia de la desaparición de los aranceles y cuotas proteccionistas. Más aún, varios partidos políticos demandan mayores subsidios y la revisión del artículo agropecuario del TLCAN.

Dado que esas posiciones opuestas implican distintas políticas para el desarrollo de la producción de maíz en la república mexicana, resulta de mayor importancia el estudio de ese problema. Por ello, el objetivo de esta investigación fue mostrar de qué manera han evolucionado la competitividad y las ventajas comparativas de la producción de maíz en México a 22 años del inicio de la liberalización comercial en 1986 con la entrada de México al GATT, y a 15 años de la firma del TLCAN. Se trató de encontrar si la eliminación de las medidas proteccionistas ha afectado negativamente las posibilidades competitivas de la producción de maíz en México, o si por el contrario, el país ha desarrollado sus ventajas competitivas y comparativas en la producción de ese grano.


El método de esta investigación se basa en la matriz de análisis de políticas, elaborada por Monke y Pearson (1989), la cual representa un sistema de contabilidad de doble entrada, cuyas columnas son los ingresos, costos (divididos en insumos comerciales y factores internos) y ganancias de los sistemas de producción regionales, y cuyas hileras expresan las magnitudes anteriores a precios privados y económicos, siendo la última hilera la diferencia de las dos primeras, y representa los efectos de la política agrícola.

La rentabilidad privada

La rentabilidad privada o ganancias del productor (D) es por definición: D= A-(B+C); donde: A= ingresos totales; (B+C)= costos de mercado de los insumos comerciables (B) y de los factores internos (C). Los insumos comerciales son aquellos que pueden ser adquiridos en el mercado internacional y los factores internos son los que no participan en dicho mercado, tales como la mano de obra, tierra, agua, crédito, electricidad y seguro, así como la administración y servicios (Monke y Pearson, 1989). La rentabilidad privada no es un indicador adecuado de la competitividad privada, si bien es una condición necesaria de ella. Los productores que tienen competitividad privada necesariamente tienen un proceso de producción rentable. Sin embargo, la rentabilidad no es una condición suficiente de competitividad.

that maize is the crop with the greatest difficulties due to the removal of protectionist tariffs and quotas, have become stronger. Furthermore, several political parties demand stronger subsidies and a review of NAFTA’s agricultural section.

Because those opposite positions imply different policies for the growth of maize production in Mexico, the study of this topic becomes increasingly important. Therefore, the aim of this research was to show how competitiveness and the comparative advantages of maize production in Mexico have evolved 22 years after commercial liberalization took place in 1986 with the inclusion of Mexico in the GATT, and 15 years after NAFTA was signed. It was tested the null hypotheses that the elimination of protectionist measures has affected the competitive possibilities of mexican maize production in a negative way, versus the alternative that, the country has strengthened its competitive and comparative advantages in the production of that crop.


The method for this research is based on the policy analysis matrix, created by Monke and Pearson (1989), which represents a double-entry accountability system, the columns of which are income, costs (divided into commercial inputs and internal factors) and profits of regional farming systems; the rows display the magnitudes before private and economic prices; the last row accounts for the difference between the first two, and it represents the effects of agricultural policies.

Private profitability

Private profitability or farmers’ profits (D) is by definition: D= A-(B+C), where: A= total income, (B+C)= market costs of tradable inputs (B) and of internal factors (C). Tradable inputs are those which can be purchased in the international market, and internal factors are those which do not participate in that market, such as workforce, soil, water, credit, electricity and insurance, as well as administration and services (Monke and Pearson, 1989). Private profitability is not an appropriate indicator of private competitiveness, although it is a necessary condition for it. Farmers with private competitiveness necessarily have a profitable farming process. However, profitability is not a sufficient condition for competitiveness.


Eficiencia privada y la relación de costo privado (RCP)

Según Monke y Pearson (1989), la eficiencia privada se cuantifica a través del indicador conocido como relación de costo privado (RCP), que es el cociente de dividir el costo de los factores internos de la producción entre el valor agregado, por lo tanto RCP= C/(A-B); donde (A-B)= valor agregado a precios de mercado. Si RCP< 1 significa que el productor es eficiente, ya que después de pagar los factores de la producción, propios y contratados, queda un residuo en el valor agregado. Si RCP= 1 no se generan ganancias y el ingreso simplemente cubre el costo de los factores de la producción. No habrá eficiencia privada si RCP> 1. Contrariamente a lo postulado por Monke y Pearson (1989), la relación costo privado es un indicador incompleto y por tanto, inadecuado de la competitividad privada, ya que no toma en cuenta los costos de transporte, las mermas ni los aranceles, además de que representa una relación indirecta.

Ventajas competitivas o competitividad privada

Las ventajas competitivas están basadas en la competitividad privada, que expresa las ventajas de la producción nacional de maíz en comparación con los productores extranjeros. Es un indicador de qué tan competitivos son los agricultores en la producción de maíz, dados los precios, la tecnología y la política agrícola del país. En consecuencia, se debe medir como la diferencia entre el costo de producción de una tonelada de maíz en México a precios de mercado y con subsidios versus el precio internacional más los costos de transporte, las mermas y los aranceles.

Rentabilidad económica

De acuerdo con Monke y Pearson (1989), la rentabilidad económica es la expresión de la existencia de ganancias económicas (H); es decir, la diferencia entre ingresos (E) y costos de los insumos comerciables y los factores internos que no participan en el mercado mundial (F+G), evaluados todos ellos a precios económicos o precios de oportunidad H= E-(F+G); tanto para los ingresos (E), como para los costos de los insumos (F) que son comercializados internacionalmente; las evaluaciones económicas apropiadas están dadas por los precios mundiales de importación y exportación, ajustados por los costos de cruce de frontera y de transporte, tanto para los productos como para los insumos. Los factores internos de la producción que no tienen una cotización internacional deben ser cuantificados de acuerdo a su costo de oportunidad (Monke y Pearson, 1989).

Private efficiency and the private cost relation (RCP)

According to Monke and Pearson (1989), private efficiency is measured by the indicator known as the private cost relation (RCP), which is the coefficient of dividing the cost of internal production factors by the value added. Therefore, RCP= C/(A-B), where (A-B)= value added to the market prices. If RCP< 1, the farmer is efficient, because after having paid for production factors, both self-owned and hired, there is a remainder in the value added. If RCP= 1 there is no profit and the income simply covers the cost of production factors. There is no private efficiency if RCP> 1. As opposed to what Monke and Pearson (1989) postulated, the private cost relation is an incomplete, and therefore inadequate indicator of private competitiveness, since it does not take into account transportation costs, quotas or tariffs. Moreover, it is an indirect relation.

Competitive advantages or private competitiveness The competitive advantages are based on private competitiveness, which displays the advantages of national maize production in comparison to foreign farmers. It is an indicator of how competitive farmers are in maize production, given prices, technology and the country’s agriculture policies. Consequently, the difference must be measured between the production cost of a ton of maize in Mexico at a market price with subsidies versus the international price, plus transportation costs, losses and tariffs.

Economic profitability According to Monke and Pearson (1989), economic profitability is the expression of the existence of economic profits (H), i.e. the difference between incomes (E) and the costs of tradable inputs and the internal factors that do not participate in the world market (F+G), all of these, evaluated at economic prices or opportunity prices H= E-(F+G); both for income (E), and for the costsof inputs (F) that are traded internationally. The appropriate economic evaluations are given by the world import and export prices, adjusted by transportation costs and border crossing, for products as well asfor inputs. The internal factors of production that do not have an estimated international value must be quantified according to their opportunity cost (Monke and Pearson, 1989).


La rentabilidad económica no es indicador confiable de la competitividad económica, tampoco de las ventajas comparativas, pues es tan sólo un componente de las ventajas comparativas de un país. Todos los sistemas agrícolas que tienen rentabilidad económica, necesariamente tienen un proceso de producción rentable desde el punto de vista de la economía en su conjunto. Sin embargo, la rentabilidad económica no es una condición suficiente de la existencia de ventajas comparativas para la producción de maíz.

Ventajas comparativas, eficiencia económica y relación de costo de los recursos internos

Según Monke y Pearson (1989), la evaluación de las ventajas comparativas de un país debe basarse en el indicador relación de costo de los recursos internos (RCRI), que es el cociente de dividir el costo de los factores internos (G), valuados a precios de eficiencia (sin subsidios) y el valor agregado económico (valor de la producción con precio internacional del producto (E), menos consumo intermedio (F) a precios internacionales de los insumos, se denota por la siguiente relación RCRI= G/(E-F). La diferencia (E-F) se conoce con el nombre de valor agregado a precios económicos. Si RCRI ∈ (0,1); entonces el valor de los recursos internos usados en la producción de maíz es inferior al valor de las divisas ganadas o ahorradas, en cuyo caso se dirá que el país es eficiente económicamente en la producción de maíz, porque el costo de los recursos internos usados en la producción (costo económico interno) es inferior a las divisas que se requerirían para importar el maíz producido internamente (CEDRSSA, 2007). Si RCRI> 1, significa que el país no es eficiente económicamente en la producción de maíz, ya que se utilizarían más divisas en su producción de lo que realmente vale en términos económicos (Monke y Pearson, 1989).

Contrariamente a lo postulado por Monke y Pearson (1989), la relación de costo de los recursos internos es un indicador incompleto y por tanto, inadecuado de las ventajas competitivas de un país en la producción de una mercancía determinada, pues entre otras cosas, representa una relación indirecta de tales ventajas. Una alternativa es cuantificar la diferencia entre el costo de producción de una tonelada de maíz en México, a precios económicos sin subsidios y sin distorsiones versus el precio económico internacional, más los costos de transporte, las mermas, los aranceles y las distorsiones a la tasa de cambio. Este indicador es similar, aunque no igual al costo de los recursos internos.

Economic profitability is not a trustworthy indicator of economic competitiveness or of comparative advantages, since it is only a component of the comparative advantages of a country. Every farming system that has an economic profitability necessarily must have a profitable production process, from the point of view of the economy as a whole. However, economic profitability is not a sufficient condition for the presence of comparative advantages for maize production.

Comparative advantages, economic efficiency and the cost of internal resources relation

According to Monke and Pearson (1989), the evaluation of the comparative advantages of a country must be based on the internal resource cost relation indicator (RCRI), which is the result of dividing the cost of internal factor (G), valuated at efficiency prices (without subsidies) and the value added (value of the production with the product’s international price (E), minus intermediate consumption (F) at international prices of the inputs, denoted buy the following relation RCRI= G/(E-F). The difference (E-F) is known as value added at economic prices. If RCRI ∈ (0, 1), the value of the internal resources used in maize production is lower to the value foreign currency earned or saved. In this case, the country could be considered economically efficient in maize production, since the cost of internal resources used in the production (internal economic cost) is lower than the amount of foreign currencies required to import the amount of maize internally produced (CEDRSSA, 2007). If RCRI> 1, the country is not economically efficient in maize production, since more foreign currency will be used for its production than what it is actually worth in economic terms (Monke and Pearson, 1989).

As opposed to what Monke and Pearson (1989) postulated, the cost of internal resources relation is an incomplete indicator, and therefore inadequate indicator of comparative advantages of a country, since, among other factors, it is an indirect relation of such advantages. An alternative solution is to quantify the difference between the cost of producing a ton of maize in Mexico at economic prices, without subsidies or distortions versus the international economic price, plus the transportation costs, losses, tariffs and the exchange rate changes. This indicator is similar to, yet not the same as, the cost of internal resources.


La tercera hilera de la matriz de contabilidad representa las diferencias entre las valuaciones privadas y económicas de ingresos, costos y ganancias de los sistemas de producción. Las divergencias entre el precio privado y el precio económico deben ser atribuidas a los efectos de la política agrícola y en algunos casos, también por la existencia de mercados imperfectos (Monke y Pearson, 1989). Las transferencias directas de ingreso del estado a los agricultores (I= A-E), e indirectas, a través del precio de los insumos (J= B-F), ambas responsables de las diferencias entre los precios internos y del mercado mundial, representan dos tipos distintos de políticas. La primera define impuestos, subsidios y políticas comerciales y la segunda requiere de una tasa de cambio para convertir los precios mundiales a sus equivalentes internos.

Equivalente de subsidio al productor

De acuerdo con González-Estrada y Orrantia-Bustos (2006); González-Estrada y Sánchez-Ramos (2008), el equivalente de subsidio al productor (ESP) mide el grado en que un país subsidia a su agricultura. Incluye tanto las transferencias directas de ingresos del estado a los agricultores, como las transferencias indirectas a través de las políticas internas de precios y se expresa de la siguiente manera: ESP= SP+PCP+PBS+PPA+PUI+PBIG; donde: SP= transferencias en forma de soportes de precios; PCP= monto de los pagos basados en cantidades producidas; PBS= pagos basados en superficie cultivada; PPA= transferencias en forma de pagos por el uso de insumos; y PBIG= transferencias basadas en el ingreso global.

Coeficientes de protección nominal y efectiva del precio

El coeficiente de protección nominal (CPN) mide la magnitud de las transferencias producidas por las políticas comerciales y de manejo del tipo de cambio, a través de los precios, después de considerar los impuestos, subsidios y restricciones cuantitativas. Si CPN< 1, existe un impuesto implícito al precio financiero (interno) del maíz; por el contrario, si CPN> 1, existe protección nominal al precio interno de maíz (Monke y Pearson, 1989). CPN= A/E= PI/Pi*; donde: A= ingreso bruto a precios privados; E= ingreso bruto a precios económicos; pi= precio del producto en el mercado nacional; y pi*= precio de eficiencia económica de paridad de importación o simplemente precio económico internacional, que es el precio paritario de importación en pesos, usando la tasa de cambio real (CEDRSSA, 2007).

The third row of the social accountability matrix represents the differences between private and economic valuations of inputs, costs and incomes of the farming systems. The differences between private and the economic prices must be attributed to the effects of farming policies, and in some cases, to the existence of imperfect markets (Monke and Pearson, 1989). Direct income transfers from the State to farmers (I= A-E), and the indirect ones, through the price of inputs (J= B-F), both accountable for the difference in internal and world market prices, represent two different types of policies. The former defines taxes, subsidies and commercial policies, and the latter requires an exchange rate to convert world prices to its internal equivalencies.

Subsidy equivalent for the farmer According to González-Estrada and Orrantia-Bustos (2006); González-Estrada and Sánchez-Ramos (2008), the subsidy equivalent for the farmer (ESP) measures the degree to which a country subsidizes its agriculture. It includes the direct transfer of income from the State to the farmers, as well as the indirect transfers of income through internal price policies; it is expressed as follows: ESP= SP+PCP+PBS+PPA+PUI+PBIG, where SP= transfers as price supports; PCP= amounts paid based on amounts produced; PBS= payments based on soil planted; PPA= transfers as payments for the use of inputs; and PBIG= transfers based on global income.

Nominal and effective price protection coefficients

The nominal protection coefficient (CPN) measures the magnitude of transfers by commercial and currency exchange management policies, through prices, after considering taxes, subsidies and quantitative restrictions. If CPN< 1, there is an implicit tax on the financial (internal) price of maize; on the other hand, if CPN> 1, there is a nominal protection on the internal price of maize (Monke and Pearson, 1989). CPN= A/E= pi/pi*, where: A= gross income at private prices; E= gross income at low prices; pi= price of the product in the national market; and pi*= price of the economic efficiency of import parity or simply, international economic price, which is the parity price of importing in pesos, using the real exchange rate (CEDRSSA, 2007).

The effective protection coefficient (CPE) expresses the combined effect of the transfers induced by public policies, not only in maize but also in tradable inputs, and is defined


El coeficiente de protección efectiva (CPE) expresa el efecto combinado de las transferencias inducidas por las políticas públicas, tanto al maíz como a los insumos comercializables y se define como: CPE= (A-B)/(E-F)= (VAP/VAE); donde: VAP= (A-B) es el valor agregado evaluado a precios de mercado; y VAE= valor agregado evaluado a precios económicos (internacionales) o precios de eficiencia económica (CEDRSSA, 2007)). Si CPE< 1, existe una política agrícola negativa, que en lugar de apoyar, sustrae excedente a los agricultores. Por el contrario, si CPE> 1, los productores estarán recibiendo un excedente mayor al estrictamente producido por ellos como resultado de la política agrícola, en cuyo caso se dirá que el precio del cultivo bajo análisis está protegido.

Información utilizada

La información de costos de producción por paquete tecnológico o sistema de producción para cada una de las regiones productoras de maíz, se obtuvieron en las 32 entidades federativas que provino del Sistema de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP) (2009). Dicha estructura de costos de producción fue generada por el proyecto: seguimiento de costos de producción pecuaria y agrícola, por sistema producto (SISPRO-SECOPPA). La información obtenida sobre: 1) superficie sembrada, cosechada y siniestrada; 2) rendimientos; 3) valor de la producción; y 4) los precios del maíz por estado, fueron obtenidas del Sistema de Información Agroalimentaria de Consulta (SIACON) 1980-2007.

Para asignar la superficie de riego a cada paquete tecnológico, se consultó la publicación anual de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), sobre las estadísticas agrícolas de los distritos de riego del año agrícola 2007-2008. La renta de la tierra que llega a representar en algunos casos hasta 25% del costo total, fue obtenida de las encuestas de rentabilidad de Fideicomisos Instituidos en Relación con la Agricultura (FIRA) 2005, 2006 y 2007. Se identificaron 100 sistemas de producción o paquetes tecnológicos para las 32 entidades federativas, de los cuales se desecharon seis por tener datos inconsistentes. La cobertura de la información es 99% de la superficie cosechada en 2007, equivalente a 7 333 276 ha.


El 86.9% del maíz producido en México en 2007 fue rentable a precios privados. Los sistemas de producción que tienen la rentabilidad privada más alta se encuentran en los estados

as: CPE= (A-B)/(E-F)= (VAP/VAE), where VAP= (A-B) is the added value evaluated at market prices, and VAE= added value evaluated at economic (international) prices or economic efficiency prices (CEDRSSA, 2007)). If CPE< 1, there is a negative farming policy, which instead of supporting farmers, takes surplus from them. On the other hand, if CPE> 1, farmers are getting a surplus greater to the one they produce as a result of the public policy, in which case it is said that the price of the analyzed crop is protected.

Information used

The information on production costs per technology package or production system for each of the maize-growing regions and for each of 32 states of the country was from the Food, Agriculture and Fishing Information System (SIAP) (2009). This production cost system was created by the project: “Cattle and agriculture production costs follow-up, by system product” (SISPRO-SECOPPA). Information on: 1) planted, harvested and damaged surface; 2) yields; 3) production value; and 4) maize prices per state, were obtained from the Reference Food and Agriculture Information System (SIACON) 1980-2007.

In order to assign an irrigation surface to each technology package, the National Water Commission (CONAGUA) annual publication was consulted on the agricultural statistics about the irrigation districts of the agricultural year 2007-2008. Land rental, which in some cases adds up to 25% of the total cost, was taken from profitability surveys by the Established Funds Related to Agriculture (FIRA) for 2005, 2006 and 2007. One hundred farming systems or technology packages were identified for all 32 states, out of which 6 were discarded due to inconsistent data. Information coverage is 99% of the surface planted in 2007, i.e., 7 333 276 ha.


Out of the maize produced in Mexico in 2007, 86.9% was profitable at private prices. The production systems with the highest profitability are in the states of Sinaloa, Jalisco, Guanajuato and Mexico, which provide 35% of the national maize production; their average yields are over 6 t ha-1, and profits are as high as $ 10 000 ha-1. On the other hand, of the farming systems with no private


de Sinaloa, Jalisco, Guanajuato y Estado de México, que aportan 35% de la producción nacional de maíz; sus rendimientos medios son superiores a 6 t ha-1, y sus ganancias ascienden a $ 10 000 ha-1. En el otro extremo, dentro de los sistemas de producción sin rentabilidad privada; 70% de la producción (1.75 millones toneladas) se localiza en los estados de Michoacán (39.08%), Oaxaca (17.18%) y Veracruz (13.67%). El rubro más importante dentro de los costos es el de los salarios. En muchos de estos sistemas se detectó un uso excesivo de fertilizantes, lo que explica en parte su falta de rentabilidad.

Por otra parte, 87% de la producción nacional tiene una relación costo privado entre 0.08 y 0.62, lo cual indica que son eficientes desde un punto de vista privado en el uso de los factores internos de la producción, dada la política actual de subsidios. Dentro de los sistemas ineficientes; 50% no usa semillas mejoradas; 80% fertiliza excesivamente, las labores de cultivo están escasamente mecanizadas y la gran mayoría no tiene rentabilidad privada.

Competitividad privada de la producción de maíz

La competitividad privada con subsidios expresa la capacidad de los productores de maíz para competir en costos y precios y obtener ganancias a precios del mercado internacional, tomando en cuenta los costos de transporte, las mermas y las distorsiones de la tasa de cambio. El maíz procedente de Estados Unidos de América llega a un costo que fluctúa entre 1 931.60 y 2 334.60 pesos por tonelada, dependiendo de la distancia a los centros de consumo dentro del territorio nacional.

Los productores que producen maíz a un costo inferior a esa cantidad tienen ventajas competitivas o son competitivos en la producción de maíz vs los productores extranjeros. Esta relación es mejor y más directa que la eficiencia privada o relación costo privado.

Los resultados indican que tiene competitividad privada o ventajas competitivas 85% de la producción nacional de maíz, llevada a cabo por 72.3% de los sistemas de producción de maíz, en 73.5% de la superficie nacional cosechada, con una aportación de 20 millones de toneladas. Si se usara la relación costo privado; 87% del volumen producido en 2007, en 76.4% de la superficie tendría competitividad privada. Como se observa, ambos indicadores son casi coincidentes.

profitability, 70% (1.75 million tons) are in the sates of Michoacán (39.08%), Oaxaca (17.18%) and Veracruz (13.67%). The most important costs are wages. In most of these systems, fertilizers were used in excess, which partly explains its lack of profitability.

On the other hand, 87% of national production has a private cost relation between 0.08 and 0.62, indicating that the use of internal production factors is efficient from a private perspective, given the current subsidy policy. Within the inefficient systems, 50% does not use improved seeds, 80% overfertilize, and agronomic practices are scarcely mechanized. Most of these systems have no private profitability.

Private competitiveness of maize production

Private competitiveness with subsidies expresses the capacity of maize farmers to compete in costs and prices and to obtain profits at international market prices, considering the costs of transportation, losses and exchange rate fluctuations. Maize coming from the USA reaches the country at a cost of 1 931.60 to 2 334.60 pesos per ton, depending on the distance to consumption locations.

Farmers that produce maize at a lower cost than that amount have competitive advantages, or they are competitive in maize production, as opposed to foreign farmers. This relationship is better and more direct than private efficiency or private cost relation.

The results indicate that there is private competitiveness in 85% of the country’s maize production, carried out by 72.3% of the maize farming systems, in 73.5% of the country’s planted surface, contributing with 20 million tons. If the private cost relation were used, 87% of the volume produced in 2007, in 76.4% of the surface would have private competitiveness. As we can see, both indicators almost coincide.

If maize producers received a determined price such as the sum of the price in U. S. A., plus the transportation costs and losses, under unrestrained conditions to maize imports, the surface in the country would be reduced by 26.5% and production, by 25%.

Table 1 shows that maize production systems without private competitiveness are mostly located in southern Mexico, in the geo-economic areas of the Pacific South, Center South, Gulf of Mexico and Yucatan peninsula, where the relative


Si los productores de maíz recibieran un precio determinado como la suma del precio en EE.UU más los costos de transporte y mermas, en condiciones irrestrictas a las importaciones de maíz, entonces la superficie nacional se reduciría en 26.5% y la producción nacional en 25%.

En el Cuadro 1 se muestra los sistemas de producción de maíz sin competitividad y se ubican principalmente en el sur del país, conformado por las zonas geo-económicas: pacífico-sur, centro-sur, golfo de México y península de Yucatán, área donde el peso relativo de los sistemas de producción campesina minifundista, con producción simple de mercancías y en condiciones de pobreza, es considerablemente mayor que en las zonas geo-económicas del norte y del centro-occidente, donde el predominio de las formas capitalistas de producción es mayor.

weight of the smallholder farming production systems, with a simple production process of goods in impoverished conditions, is considerably greater than in the geo-economic areas of the North and Center West, where the capitalist forms of production have a greater predominance.

The remaining systems without private competitiveness are located in the semiarid areas of the North and Center West, with a profitable capitalist agriculture due to subsidies, and with an efficiency more influenced by agroclimatic restrictions than in the systems of the South. These results clearly confirm that competitiveness and comparative advantages depend upon the economic and social conditions of production, technical conditions and the amount of resources.

Cuadro 1. Distribución geográfica de los sistemas de producción de maíz sin competitividad en la república mexicana.Table 1. Geographic distribution of non-competitive maize production systems in Mexico.

Entidad federativa Totales Sistema Producción de maíz sin competitividad

Superficie (ha)

Producción (t)

Paquete tecnológico Superficie (ha)

Producción (t)

Pacífico-Sur 1 698 683 3 732 528 SD 1 378 801 2 852 649Chiapas 662 680 1 607 294 TMF-PV, GCF-OI 662 680 1 607 294Oaxaca 560 435 783 573 TCF-PV, TCS-PV, GCF-OI 521 850 675 535Guerrero 475 569 1 341 662 TCF-PV, TCS-PV, GCF-OI 194 272 569 820Golfo de México 524 052 1 051 654 SD 511 326 1 035 746Veracruz 464 759 968 134 TCF-PV, TCF-OI, BMF-OI 464 759 968 134Tabasco 59 293 83 520 TCS, PV, TCS-OI, TMF-PV, TMF-OI 46 567 67 612

SD= sin dato; T= temporal; G= riego por gravedad; B= riego por bombeo; M= semilla mejorada; C= semilla criolla; F= fertilizante; S= sin fertilizante; PV= primavera-verano y OI= otoño-invierno. Fuente: con base en la regionalización de Bassols (1995) y González-Estrada (1990).

Centro-Sur 1 477 446 4 364 776 SD 508 538 1 368 477Estado de México 574 183 1 773 019 TMF-PV 212 395 530 988Puebla 510 570 1 387 556 TMF-PV, GMF-OI 136 375 390 142Tlaxcala 124 416 331 431 TCF-PV TMF-PVBMF-PV, BCF-PV 124 416 331 431Hidalgo 232 925 756 854 SD SD SDMorelos 29 268 106 728 TMF-PV, BMF-PV 29 268 106 728Distrito Federal 6 085 9 188 TCS-PV 6 085 9 188Península de Yucatán 275 687 802 850 SD 272 619 796 715Yucatán 158 324 476 810 TMF-PV, TMF-OI, GCF-OI 158 324 476 810Campeche 91 315 273 946 TMF-PV 91 315 273 946Quintana Roo 26 047 52 095 TMF-PV, TMF-OI 22 980 45 960Centro-Occidente 823 818 3 030 441 SD 538 859 1 746 150


The price of maize is effectively and nominally protected The nominal protection coefficient for the price of maize in Mexico is, in all areas that produce this crop, higher than one unit (1.22 on average), which means that because of the national agricultural policy, the price farmers get is 22% higher than what they would get without this government intervention. On the other hand, the effective protection coefficient for the price is, in all the farming systems analyzed, equal or greater than 1.22, which means that the agricultural policy is crucial in order to maintain maize production, in a commercial deregulation environment, since the economic prices are 68% higher to those of the international market.

Subsidies to maize production are considerable, and they fluctuate between $ 1 495.00 and $ 2 400.00 ha-1. The social subsidy for maize production is 0.4, which means that mexican society pays 40% more to maize farmers than what they would get at economic prices, meaning they spend $ 22 647.4 million pesos to support current maize production. Given the above, which are then the comparative advantages Mexico has for producing maize?.

Cuadro 1. Distribución geográfica de los sistemas de producción de maíz sin competitividad en la república mexicana (Continución).Table 1. Geographic distribution of non-competitive maize production systems in Mexico (Continuation).

Entidad federativa Totales Sistema Producción de maíz sin competitividad

Superficie (ha)

Producción (t)

Paquete tecnológico Superficie(ha)

Producción (t)

SD= sin dato; T= temporal; G= riego por gravedad; B= riego por bombeo; M= semilla mejorada; C= semilla criolla; F= fertilizante; S= sin fertilizante; PV= primavera-verano y OI= otoño-invierno. Fuente: con base en la regionalización de Bassols (1995) y González-Estrada (1990).

Michoacán 465 521 1 492 551 TCF-PV, TMF-PV, GMF-PV 447 263 1 337 358Guanajuato 358 298 1 537 890 TCF-PV, TMF-PV, GMF-OI 91 597 408 793Norte-Centro 444 203 888 683 SD 371 735 399 949Zacatecas 254 957 463 040 TMF-PV 216 751 205 913Aguascalientes 21 298 67 033 TMF-PV, GMF-PV, BMF-PV 21 298 67 033Durango 167 948 358 610 TMF-PV 133 686 127 002Norte 307 277 1 015 292 SD 189 945 503 024Chihuahua 248 071 913 218 TMF-PV, GMF-PV 136 862 449 941Nuevo León 59 206 102 074 TCS-PV 53 082 53 082Noroeste 25 620 147 890 SD 1 932 1 932Sonora 25 620 147 890 TCS-PV 1 932 1 932Sinaloa 585 670 3 769 295 TMF-PV 72 420 108 630

El resto de los sistemas sin competitividad se ubica en las áreas semiáridas del norte y del centro-occidente, con una agricultura capitalista rentable debido a los subsidios del estado y cuya eficiencia está más influida por las restricciones agroclimáticas que en los sistemas del sur. Estos resultados claramente corroboran que la competitividad y las ventajas comparativas están en función de las condiciones económicas y sociales de la producción, de las condiciones técnicas y la dotación de recursos.

El precio del maíz está protegido, nominal y efectivamente

El coeficiente de protección nominal del precio del maíz en México es en todas las regiones productoras de este grano, superior a la unidad (1.22 en promedio), lo cual significa que a consecuencia de la política agrícola del país, el precio recibido por los productores 22% mayor que el precio que recibirían sin esa intervención gubernamental. Por otra parte, el coeficiente de protección efectiva del precio es, en todos los sistemas de producción analizados, igual o mayor que 1.22, lo que significa que la política agrícola es imprescindible para mantener la producción de maíz, en un entorno de liberalización comercial, ya que los precios económicos son 68% superiores al precio económico del mercado internacional.


Los subsidios a la producción del maíz son cuantiosos, y fluctúan entre $ 1 495.00 y $ 2 400.00 ha. El subsidio social a la producción de maíz es 0.4, lo cual significa que la sociedad mexicana paga 40% más a los productores de maíz de lo que recibirían a precios económicos, por lo que se gastan $ 22 647.4 millones de pesos para mantener la producción actual de maíz. ¿Cuáles son entonces, en realidad las ventajas comparativas de México para producir maíz?.

Rentabilidad económica

La rentabilidad económica, a diferencia de la privada, descuenta los subsidios y cuantifica, no con los precios de mercado, sino con los de oportunidad o precios económicos. Los resultados indican que tiene rentabilidad económica tan sólo 63.1% de la producción nacional de maíz (14.8 millones de toneladas), en una superficie sembrada de 3.42 millones de ha (46.6% del total), y 39% de los sistemas de producción. En contraste, 36.9% de la producción nacional de maíz es obtenida en unidades de producción que no son rentables económicamente, y que tienen un rendimiento medio de 2.75 t ha-1. La mayor parte de esas unidades sin rentabilidad económica se localiza en las áreas de temporal de los estados de Chiapas (9.07%), Veracruz (7.72%), Oaxaca (7.24%), Michoacán (6.1%), Zacatecas (2.96%), Estado de México (2.9%) y Guerrero (2.67%).

Eficiencia económica de la producción de maíz

El 58.9% de la producción de maíz en México se obtiene con eficiencia económica a través de 38.3% de los sistemas de producción, 41.3% de la superficie cosechada. Todos esos sistemas de producción tienen una relación costo de los recursos internos (RCRI) mayor a cero y menor que uno, lo cual significa que el país ahorra divisas, puesto que económicamente hablando, es más eficiente producir el maíz internamente que importarlo. La mayor parte de la producción de maíz obtenida en condiciones de ineficiencia económica se localiza en los estados de Sinaloa (26.5%, GMF-primavera-verano y otoño-invierno), Jalisco (21.9%, TMF-primavera-verano y GMF-primavera-verano), Guanajuato (10.1%, TCS-primavera-verano), Estado de México (9%, TCF-primavera-verano, GMF-primavera-verano), Guerrero (5.6%, TCS-primavera-verano) e Hidalgo (5.5%, TCF-primavera-verano).

Economic profitability

Economic profitability, as opposed to private profitability, discounts subsidies and quantifies, not by means of market prices, but with opportunity or economic prices. Results indicate only 63.1% of Mexico’s maize production is economically profitable (14.8 million tons), in a planted surface of 3.42 million ha (46.6% of the total), and 39% of the farming systems. By contrast, 36.9% out Mexico’s maize production is obtained in farming units that are not profitable from an economic viewpoint, and have an average yield of 2.75 t ha-1. Most of these unprofitable units are in the rainfed areas of the states of Chiapas (9.07%), Veracruz (7.72%), Oaxaca (7.24%), Michoacán (6.1%), Zacatecas (2.96%), State of Mexico (2.9%) and Guerrero (2.67%). Economic efficiency of maize production

Out of the entire maize production in Mexico, 58.9% has economic efficiency and is obtained through 38.3% of the farming systems, 41.3% of the surface planted. All these farming systems have a resource cost relation (RCRI) greater than zero and less than one, whichmeans that the country saves money, since, economically speaking, it is more efficient to produce maize in the country than to import it. Most of the maize produced under economic inefficiency conditions is located in the states of Sinaloa (26.5%, GMF-spring-summer and autumn-winter), Jalisco (21.9%, TMF-spring-summer and GMF-spring-summer), Guanajuato (10.1%, TCS-spring-summer), estate of Mexico (9%, TCF-spring-summer, GMF-spring-summer), Guerrero (5.6%, TCS-spring-summer) and Hidalgo (5.5%, TCF-spring-summer).

Comparative advantages of Mexico in maize production

Out of the entire maize production in Mexico, only 43.2% has comparative advantages, a portion obtained by 18% of farming systems, or 24.7% of the surface of the country planted with maize. Seventy seven out of 94 systems identified, have no comparative advantages for producing maize, yet they contribute 56.8% of the total national production and they plant 75.3% of the surface with this crop.


Ventajas comparativas de México en la producción de maíz

El 43.2% de la producción nacional de maíz tiene ventajas comparativas, porción obtenida por 18% de los sistemas de producción 24.7% de la superficie sembrada con maíz en la república mexicana. No tienen ventajas comparativas para producir maíz 77 de 94 sistemas de producción identificados, los cuales aportan 56.8% de la producción nacional y cultivan 75.3% de la superficie sembrada con esta gramínea.

Si los productores de maíz no recibieran subsidio alguno y si recibieran un precio determinado como la suma del precio en EE.UU más los costos de transporte y mermas, entre otras, en condiciones irrestrictas a las importaciones de maíz, entonces la producción nacional se reduciría 46.8% y la superficie nacional, 75.3%.

En el Cuadro 2 se muestra que 17.4% de la producción nacional de maíz se produce bajo condiciones de temporal con ventajas comparativas, en los estados de Jalisco, Guerrero y Nayarit; otro 25.8% de la producción nacional también tiene ventajas comparativas y se obtiene en sistemas que disponen de agua para riego, en el Estado de México, Sinaloa y Guanajuato, principalmente. Se debe destacar que el estado de Guerrero predomina el uso de semilla criolla, por lo que el rendimiento medio es 2.75 t ha-1.

El uso de variedades e híbridos mejorados, acompañado de los paquetes tecnológicos adecuados, en esa región podría hacer aumentar la producción estatal en un millón de toneladas, en condiciones de ventaja competitiva y comparativa. Obsérvese que el indicador de la eficiencia económica sobredimensiona las ventajas comparativas.

If maize farmers had no subsidies with a fixed price equal to the sum of the price in USA, plus the cost of transportation and losses, in conditions unrestrained to maize imports, the surface with maize in the country would be reduced by 46.8% and production, by 75.3%.

Table 2 shows that 17.4% of Mexico’s maize production is produced in under rainfed conditions with comparative advantages in the states of Jalisco, Guerrero and Nayarit; 25.8% of Mexico’s total production also has comparative advantages, and is obtained from systems that have water for irrigation mainly in the State of Mexico, Sinaloa and Guanajuato. It is worth noting that in the state of Guerrero predominate the use local varieties, making the average yield 2.75 t ha-1.

The use of improved varieties and hybrids, accompanied with the appropriate technology packages in this region, could increase statewide production by one million tons, under competitive and comparative advantages. Notice that the indicator of economic efficiency overestimates the comparative advantages.

Dynamics of Mexico’s competitiveness and of comparative advantages

The progress of science and technology in a society is the most important and dynamic factor for the development of competitiveness and comparative advantages of a country. Puente-González (1994), using the methodology applied in this study, concluded that only the maize produced in 18% of Mexico’s surface containing this crop had comparative advantages. The results of the previous

T= temporal; G= riego por gravedad; B= riego por bombeo; M= semilla mejorada; C= semilla criolla; F= fertilizante; S= sin fertilizante; PV= primavera-verano y OI= otoño-invierno; Fuente: con base en la regionalización de Bassols (1995) y González-Estrada (1990).

Cuadro 2. Distribución geográfica de los sistemas de producción de maíz con ventajas comparativas en la república mexicana.Table 2. Geographic distribution of maize production systems in Mexico with comparative advantages.

Entidad federativa Totales Sistema Producción de maíz con ventajas comparativas

Superficie (ha)

Producción (t)


Producción (t)

TemporalJalisco 592 763 3 026 723 TMF-PV (93%), GMF-PV 592 763 3 026 723Guerrero 475 569 1 341 662 TCS-PV 278 997 767 242Nayarit 53 713 215 105 TMF-PV 53 713 215 105

Sub-total 1 122 045 4 583 490 925 473 4 009 070


section report that in 2007, 24.7% of the surface planted with maize in Mexico, with 43.2% of the total production, had comparative advantages, which represent an increase of 53.9%.

On the other hand, according to González-Estrada (1991), only 60% of Mexico’s production had competitiveness at private prices in 1990, whereas according to this research results in 2007, 85% of the volume of maize obtained in 73.5% of the planted surface, was produced under competitive conditions, representing an increase of 42%. The above results indicate that Mexico’s comparative advantages and competitiveness for maize production grew, despite that real prices of maize where declining due to commercial liberalization. This significative advance in competitiveness and comparative advantages is due to the growth of yields and productivity. Between 1980 and 2007, yields grew at an average annual rate of 2.2%, which is an increase of 81% in comparison to the base year; production becoming more organized also played a part in this.

Kautsky (1974) and Lenin (1978) pointed out that the displacement of small farms by large ones comes with a yield and productivity increase. According to

RiegoSinaloa 585 670 3 769 295 GMF-OI (92%), GMF-PV 513 250 3 660 666Estado de México 574 183 1 773 019 GMF-PV (99.6%), GMF-OI 104 103 520 513Guanajuato 358 298 1 537 890 GMF-PV 86 034 688 268Hidalgo 232 925 756 854 GMF-PV 55 633 278 165Zacatecas 254 957 463 040 GMF-PV 38 206 257 126Durango 167 948 358 610 GMF-PV 34 262 231 608Querétaro 108 062 391 868 BMF-PV 24 187 266 055Michoacán 465 521 1 492 551 BMF-PV 18 258 155 193Nuevo León 59 206 102 074 BMF-PV 6 124 48 992Coahuila 27 246 60 090 GMF-PV 4 639 37 483

Sub-total 2 834 015 10 705 291 884 695 6 144 069Total 3 956 060 15 288 781 1 810 167 10 153 139

Cuadro 2. Distribución geográfica de los sistemas de producción de maíz con ventajas comparativas en la república mexicana (Continuación).Table 2. Geographic distribution of maize production systems in Mexico with comparative advantages (Continuation).

T= temporal; G= riego por gravedad; B= riego por bombeo; M= semilla mejorada; C= semilla criolla; F= fertilizante; S= sin fertilizante; PV= primavera-verano y OI= otoño-invierno; Fuente: con base en la regionalización de Bassols (1995) y González-Estrada (1990).

Entidad federativa Totales Sistema Producción de maíz con ventajas comparativas

Superficie (ha)

Producción (t)


Producción (t)

Dinámica de la competitividad y de las ventajas comparativas de México

El avance científico-técnico de una sociedad es el factor más importante y dinámico del proceso de desarrollo de la competitividad y de las ventajas comparativas de una nación. Puente-González (1994), usando la misma metodología que la seguida en este artículo, concluyó que solamente el maíz producido en 18% de la superficie nacional cultivada con esa gramínea tenía ventajas comparativas. Los resultados del inciso previo reportan que en 2007, el 24.7% de la superficie sembrada con maíz en el territorio nacional con 43.2% de la producción, tenía ventajas comparativas, lo cual representa un crecimiento de 53.9%.

Por otra parte, según González-Estrada (1991), sólo 60% de la producción nacional tenía competitividad a precios privados en 1990, mientras que de acuerdo con los resultados de esta investigación en 2007; 85% del volumen obtenido de maíz, en 73.5% de la superficie sembrada, fue producido en condiciones competitivas, lo cual representa un aumento de 42%.

Las evidencias anteriores indican que las ventajas comparativas y la competitividad de México para la producción de maíz se desarrollaron, no obstantes que los precios reales del maíz se han reducido a consecuencia de la


apertura comercial. Ese crecimiento de la competitividad y de las ventajas comparativas se debe al crecimiento de los rendimientos y de la productividad. Entre 1980 y 2007, los rendimientos crecieron a una tasa media anual 2.2%, lo cual representa un incremento 81% con relación al año base; influyó, además el desarrollo de una mejor organización de la producción.

Kautsky (1974); Lenin (1978) señalaron que el desplazamiento de la pequeña producción por la grande va acompañado de un aumento de los rendimientos y de la productividad. De acuerdo con González-Estrada (2001), en México ha tenido lugar un importante desplazamiento de la pequeña producción mercantil simple, de carácter campesino, por unidades de tipo empresarial-capitalista, más productivo y eficiente.

González-Estrada (2002); González-Estrada y Wood (2006); González-Estrada y Orrantia-Bustos (2006); González-Estrada y Sánchez-Ramos (2008), muestran que es más eficiente económica y socialmente promover la agricultura y su competitividad a través de una política agrícola integral, que tenga como eje central el impulso de la intensificación sustentable de la productividad parcial y total de los factores, y del cambio técnico. Además, el impulso de la intensificación sustentable y de la productividad, a diferencia de los subsidios y los aranceles proteccionistas, si promueven y desarrollan las ventajas comparativas. Más aún, en términos dinámicos, la base esencial del desarrollo de las ventajas comparativas de un país, de acuerdo con David Ricardo (2002); Krugman y Obstfeld (2003), es la mayor productividad y su desarrollo, y no la dotación de recursos naturales; menos aún, la protección y los subsidios.

Si en lugar de proteger y subsidiar a la agricultura se pretendiera verdaderamente desarrollarla dentro de los marcos actuales, sería imprescindible impulsar sus ventajas comparativas con ciencia y tecnología, promoviendo la intensificación y la productividad total de los factores. La revisión del artículo agropecuario del TLCAN significaría abordar el futuro con la frente hacia atrás, viendo el pasado, protegiendo y subsidiando la ineficiencia y el atraso, en lugar de promover el desarrollo de las fuerzas productivas en el campo y el mejoramiento de las condiciones de vida de los pobres.

CONCLUSIONES

El 85% del volumen de maíz obtenido en México es producido en condiciones de competitividad privada, 73.5%

González-Estrada (2001), in Mexico there has been a displacement of small, simple mercantile farming systems, by large capitalist, business-like units, much more productive and efficient.

González-Estrada (2002); González-Estrada and Wood (2006); González-Estrada and Orrantia-Bustos (2006); González-Estrada and Sánchez-Ramos (2008), show that it is more economically and socially efficient to promote agriculture and its competitiveness with a comprehensive agricultural policy that has the promotion of sustainable intensification of partial and total productivity of the factors and of technical change as a cornerstone. Likewise,the drive of sustainable intensification and productivity, as opposed to protectionist subsidies and tariffs, do promote and develop comparative advantages. Moreover, in dynamic terms, the essential base of the development of comparative advantages of a country, according to Ricardo (2002); Krugman and Obstfeld (2003), is greater productivity and its growth, and not the amount of natural resources; especially not protection and subsidies.

If instead of protecting and subsiding agriculture, a true attempt was made to develop it within the current social framework, it would be crucial to enhance its comparative advantages with science and technology, promoting the intensification and total factor productivity. Reviewing the agricultural section of NAFTA would mean facing the future looking back to the past, protecting and subsidizing inefficiency and backwardness, instead of promoting the development of production forces in agriculture and the improvement of the standards of living of the poor.

CONCLUSIONS

Out of the entire maize production in Mexico 85% is produced under conditions of private competitiveness, in 73.5% of the country’s surface planted with this crop. However, only 43.2% of Mexico’s production, obtained in 24.7% of the surface planted with this crop in Mexico, has comparative advantages.

Since 1990, under conditions of increasingly reducing tariffs and quotas to maize imports, Mexico’s competitiveness and comparative advantages for producing maize have grown as a result of the increments of the total factor productivity, and as a consequence, of yields. The country


de la superficie nacional cultivada con esa gramínea. Sin embargo, sólo 43.2% de la producción nacional, obtenida en 24.7% de la superficie con ese cultivo en la república mexicana, tiene ventajas comparativas.

De 1990 a la fecha, en condiciones crecientes de eliminación de los aranceles y cuotas a las importaciones de maíz, han crecido tanto la competitividad como las ventajas comparativas de México para producir maíz, como resultado de los aumentos en la productividad total de los factores y consecuentemente, en los rendimientos. El país podría impulsar más aún ese crecimiento, si se instrumentara una política agrícola efectiva e integral que impulse la intensificación sustentable de la agricultura y el crecimiento de la productividad parcial y total de los factores, principalmente a través de un mayor apoyo a las actividades de investigación y desarrollo.

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PRODUCCIÓN DE FORRAJE DE GUAJE (Leucaena spp.) ASOCIADO CON ZACATE (Brachiaria brizantha) PARA OVEJAS EN PASTOREO*

FORAGE PRODUCTION OF GUAJE (Leucaena spp.) ASSOCIATED WITH GRASS (Brachiaria brizantha) TO SHEEP GRAZING

Yamili Benítez-Bahena1, Ambrosio Bernal-Hernández1, Enrique Cortés-Díaz2, Gil Vera Castillo1§ y Fernando Carrillo Anzures3

1División de Ciencias Forestales. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Chapingo, México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9521672. ([email protected]), ([email protected]). 2Centro Regional Universitario del Anáhuac. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5. Chapingo, México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9521672. ([email protected]). 3Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km. 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9542877. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue evaluar la densidad de plantación del guaje (Leucaena collinsii y Leucaena leucocephala) asociado con la gramínea Brachiaria brizantha var. Libertad en un sistema silvopastoril, a través de la cantidad y calidad de forraje ofrecido y su efecto en la ganancia diaria de peso de ovejas en pastoreo de 2006 a 2008. Los tratamientos evaluados fueron tres densidades de plantación del guaje (5 000, 3 333 y 2 500 plantas ha-1). Las evaluaciones se hicieron en época de lluvias y en época de secas; para forraje ofrecido, asignación diaria de forraje, forraje rechazado, grado de cosecha, tasa de desaparición de forraje y ganancia diaria de peso. Se determinó proteína cruda en forraje ofrecido y forraje rechazado. La producción de forraje del guaje fue mayor con Leucaena leucocephala; esta gramínea mostró mejor producción de forraje en época de lluvias con 2 500 plantas ha-1 y mayor cantidad de forraje rechazado en época de lluvias con 3 333 plantas ha-1; la asignación diaria de forraje fue mayor en época de lluvias con 2 500 plantas ha-1. El tratamientos con Leucaena collinsii, el grado de cosecha presentó una tendencia mayor con 2 500 plantas ha-1 en época de secas; la tasa de desaparición de forraje mostró una tendencia mayor con 2 500 plantas ha-1 en época de lluvias. El guaje mostró mayor contenido de proteína cruda con Leucaena leucocephala en época de secas. El contenido de proteína cruda del forraje ofrecido de la gramínea mostró una tendencia mayor en



ABSTRACT

The aim of this research was to evaluate the plantation density of guaje (Leucaena collinsii and Leucaena leucocephala) related to the poaceae Brachiaria brizantha var. Libertad in a system of forest shepherding, through the amount and quality of forage obtained and its effect on the daily weight gain in grazing sheep from 2006 to 2008. The treatments evaluated were three plantation densities of guaje (5 000, 3 333 and 2 500 plants ha-1). Evaluations were carried out in rainy and dry seasons for forage offered, for daily forage allocation, forage rejected, harvest index, forage disappearance rate and daily weight gain. The raw protein was calculated in forage offered and rejected. The production of guaje forage was greater with Leucaena leucocephala, which displayed a better forage production in rainy seasons, with 2 500 plants ha-1 and a greater amount (3 333 plants ha-1) of forage rejected in the rainy season; daily forage allocation was greater in the rainy season (2 500 plants ha-1). In treatments with Leucaena collinsii, the harvest index displayed a greater trend (2 500 plants ha-1) in the dry season; the forage disappearance rate had a higher tendency (2 500 plants ha-1) during the rainy season. The guaje displayed a higher raw protein content with Leucaena leucocephala in the dry season. The raw protein content of the forage containing this guaje was higher during the rainy

Yamili Benítez-Bahena et al.398 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

época de lluvias con 5 000 plantas ha-1. Los resultados permiten recomendar una densidad de 5 000 plantas ha-1 de guaje, ya que con esta densidad se logró un efecto positivo en la ganancia diaria de peso de los ovinos en pastoreo.

Palabras clave: Brachiaria brizantha var. Libertad, Leucaena collinsii, Leucaena leucocephala, densidad de plantación, ganancia de peso.

INTRODUCCIÓN

El impacto negativo al suelo, agua y vegetación por los sistemas tradicionales de producción animal, justifica el estudio a través del establecimiento y manejo de sistemas silvopastoriles, en pro del desarrollo de una ganadería sostenible con los recursos naturales (Krishnamurthy, 2004); ya que la ganadería es una de las actividades principales que se desarrollan en los trópicos secos, por la escasa temporada de lluvia que se presenta, esta influye en la poca cantidad disponible de forraje para la alimentación del ganado, lo cual repercute negativamente en las familias que dependen económicamente de la ganadería, al tener que disponer de recursos económicos para la compra de alimento en épocas secas.

Las leguminosas arbóreas se usan con frecuencia, como amortiguador para sobreponerse a las interrupciones en la alimentación del ganado que surgen de las variabilidades del clima (Krishnamurthy, 2004). Las leguminosas producen forraje en cantidad y calidad suficiente durante la época de sequía, para obtener ganancia en peso del animal o el animal sobreviva a condiciones drásticas sin la aportación de alimento adquirido por el productor. La Leucaena spp. es una de más de 200 especies de leguminosas arbóreas usadas en los sistemas agroforestales como forraje; es una planta de gran importancia en la producción pecuaria, ya que provee forraje de alta calidad, es muy persistente y se recupera velozmente al pastoreo, tolera las sequías además es consumida rápidamente por el ganado (Krishnamurthy, 2004).

Una de las actividades a considerar en el establecimiento de un sistema silvopastoril, es la determinación de la densidad de plantación dada por el espacio horizontal y vertical que habrá entre planta y planta; esto definirá el número total de árboles que se desarrollarán en un área definida, para que los componentes del sistema de árbol, pasto y animal interaccionen positivamente; de tal manera que se cumplan los objetivos del sistema. La mayoría de los trabajos realizados involucran densidades de siembra para pastoreo

seasons (5 000 plants ha-1). The results help recommend a density of 5 000 plants ha-1 of guaje, since this density has a positive effect on the daily weight gain of the grazing sheep.

Key words: Brachiaria brizantha var. Libertad, Leucaena collinsii, Leucaena leucocephala, plant density, weight gain.

INTRODUCTION

The negative impact that traditional animal production systems have on the soil, water and vegetation justifies the study, through the establishment and management of shepherding systems, in favor of the development of sustainable stockbreeding with natural resources (Krishnamurthy, 2004); because stockbreeding is one of the main activities carried out in the dry tropics, the scarce rainfall has an influence on the little available forage for feeding cattle, which has a negative repercussion on the families that depend on stockbreeding for subsistence, since they have to rely on money for purchasing food in the dry seasons.

Tree legumes are frequently used as a buffer for overcoming interruptions in the feeding of cattle that arise from weather variations (Krishnamurthy, 2004). Legumes produce enough quality forage for the dry season so that the animal gains weight or survives harsh conditions without the need of food purchased by the farmer. Leucaena spp. is one of over 200 tree legume species used in agroforestry systems as forage; it is a highly important plant, since it provides high quality forage, it is very resistant and quickly recovers from grazing, it is drought tolerant and is quickly eaten by cattle (Krishnamurthy, 2004).

When establishing a shepherding system, it is worth determining the density of the plantation given by the horizontal and vertical space between each plant; this will define the total number of trees that will be planted in a speciefed area, so the trees, grass and animals, wich are components of the systems, interact positively, helping achieve the aims of the system. Most investigations involve plantation densities for sheep shepherding, although little research has been carried out on sheep. The aim of this investigation was to evaluate the density of plantation of Leucaena collinsii

Producción de forraje de guaje (Leucaena spp.) asociado con zacate (Brachiaria brizantha) para ovejas en pastoreo 399

con bovinos; sin embargo, pocos son los trabajos que se han realizado con ovinos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la densidad de plantación de Leucaena collinsii Britton & Rose y Leucaena leucocephala Lam de Wit asociadas con zacate (Brachiaria brizantha var.,Libertad) para pastoreo con ganado ovino.


El presente estudio se realizó de 2006 a 2008, en el ejido el Limón, municipio de Tepalcingo, Morelos. Los tratamientos consistieron en tres densidades de plantación (5 000, 3 333 y 2 500 plantas ha-1) del guaje (Leucaena collinsii Britton & Rose y Leucaena leucocephala Lam de Wit), asignadas completamente al azar con tres repeticiones cada una. La unidad experimental estuvo constituida por una parcela de 256 m2 (16∗16 m), con siete callejones de zacate de 2 m de ancho. La distancia entre plantas de Leucaena spp. fue de acuerdo a la densidad probada.

El área experimental fue barbechada y surcada; la siembra del zacate Libertad fue realizada el 6 de agosto de 2006, en forma manual a chorrillo, las semillas fueron depositadas en surcos a 2 cm de profundidad con densidad de 6 kg ha-1. La Leucaena spp. utilizada fue producida en vivero en el lugar de trabajo; se sembró el 2 de mayo de 2006; el trasplante de Leucaena spp. se realizó el 12 y13 de agosto de 2006 en forma manual, en cepa común de 20 cm por lado a distancia variable, según el tratamiento.

El terreno fue cercado para evitar que animales fuera del experimento consumieran o destruyeran la plantación. Asimismo fueron cercadas las 18 unidades experimentales con malla borreguera, con el fin de evitar que las ovejas se salieran fuera de las parcelas experimentales. Se utilizaron un total de 18 ovejas, las cuales fueron identificadas con aretes para facilitar su manejo. El peso total de las ovejas fue equitativo en cada unidad experimental.

En diciembre de 2006 se realizó el primer pastoreo en periodo de sequía; la parcela se dividió en 18 unidades experimentales haciendo tres repeticiones con seis tratamientos, por tanto el pastoreo se realizó con la secuencia de las repeticiones de tal forma que las repeticiones uno (R1), se pastorearon primero y luego la segunda (R2) para terminar con la tercera repetición (R3) en el último momento. El segundo pastoreo se realizó en la época de lluvias en julio de 2007, repitiendo el mismo procedimiento que se efectúo en el primer pastoreo.

Britton & Rose and Leucaena leucocephala Lam of Wit related to grass (Brachiaria brizantha var. Libertad) for sheep grazing.


This investigation was carried out between 2006 and 2008, in the el Limón cooperative, in the municipality of Tepalcingo, Morelos. Treatments consisted of three plantation densities (5 000, 3 333 and 2 500 plants ha-1) of guaje (Leucaena collinsii Britton & Rose and Leucaena leucocephala Lam of Wit), randomly assigned with three repetitions each. The experimental unit was composed of a 256 m2 (16∗16 m) field, with seven grass alleys of 2 m wide. The distance between Leucaena spp. plants was established according to the density tested.

The experimental area was fallowed and furrowed, the Libertad grass was planted on August 6th. 2006 by hand; seeds were placed in two cm deep holes, in a density of 6 kg ha-1. The Leucaena spp. used was placed in a greenhouse in the workplace; planting was carried out on May 2nd. 2006; the transplant of Leucaena spp. was carried out on August 12 and 13, 2006, by hand in a common stump, measuring 20 cm on each side at a variable distance, according to the treatment.

The land was fenced to avoid animals not belonging to the experiment eating or destroying the plantation. Likewise, the 18 experimental units were fenced, to avoid sheep leaving the experimental fields. A total of 18 sheep were used, which were tagged for easier handling. The total weight of the sheep was equitable for each experimental unit.

In December 2006, the first grazing in a dry season took place; the field was divided into 18 experimental units, with three repetitions for six treatments, therefore grazing was carried out with the sequence of the repetitions, so that repetition one (R1), was grazed first, then the second one (R2) and ending in the third one (R3). The second grazing was carried out in the rainy season in July 2007, using the same procedure as for the first grazing.

Before and after each grazing, an evaluation was made for forage offered (FO) and rejected (FR), daily forage allocation (DFA), harvest index (HI), and forage disappearance rate (FDR). In order to determine the amount of FO, it was used


Antes y después de cada pastoreo, se evaluó forraje ofrecido (FO) y rechazado (FR), asignación diaria de forraje (ADF), grado de cosecha (GC), tasa de desaparición de forraje (TDF). Para determinar la cantidad de FO, se utilizó la técnica de doble muestreo o rendimiento comparativo descrita por Gardner (1967); Haydock y Shaw (1975). La ADF se calculó utilizando la fórmula: ADF= forraje ofrecido∗100/peso vivo total∗periodo de ocupación. El GC se calculó utilizando la fórmula de Solano y Coronado (1979). La TDF se estimó utilizando la fórmula modificada de Stuth et al. (1981).

Todos los animales involucrados en el estudio fueron pesados antes de iniciar y después de finalizar cada pastoreo. Para esto se usó una báscula de reloj con capacidad de 200 kg. A partir de estos datos se obtuvo la ganancia diaria de peso (GDP) por animal por día usando la ecuación: GDP= diferencia en peso del animal/tiempo transcurrido entre dos pesajes consecutivos.

Para el secado de las muestras de forraje ofrecido y rechazado, se utilizó una estufa de circulación de aire forzado a una temperatura de 55 °C por 48 h hasta obtener peso constante. Las muestras de forraje seco fueron molidas en molino tipo Wiley modelo 4 con criba de 1 mm. El forraje molido fue utilizado para determinar el contenido total de nitrógeno por el método de Microkjedhal y para determinar el contenido de proteína, este valor se multiplicó por el factor 6.25 (AOAC, 1975).

El análisis estadístico consistió en determinar el comportamiento de las interacciones entre las variables respuesta, utilizando un modelo mixto con un diseño completamente al azar en arreglo factorial. Todos los modelos estadísticos fueron analizados usando el procedimiento para un modelo general lineal (PROC GLM), especificado en el paquete estadístico SAS (1987). Las comparaciones de medias fue usando el procedimiento específico para la prueba de rango múltiple de Tukey (α= 0.05).


Forraje ofrecido de Leucaena spp.

La cantidad de forraje ofrecido (FO) de Leucaena spp., mostró efecto (p= 0.0188) en la interacción especie-época. Leucaena leucocephala logró mayores rendimientos que Leucaena collinsii (Cuadro 1), se atribuye a una posible diferencia en la respuesta de las especies a condiciones ambientales en que estuvieron expuestas durante cada pastoreo.

the double sample technique or comparative yield described by Gardner (1967); Haydock and Shaw (1975) was used. FAD was calculated using the formula: FAD= forage offered∗100/total live weight∗period of occupation. HI was calculated using the formula by Solano and Coronado (1979). FDR was calculated using the modified formula by Stuth et al. (1981).

All the animals used were weighed before the start and after the end of each grazing, using a scale for up to 200 kg. With these data, the daily weight gain (DWG) was obtained for each animal per day, using the equation: GDP= difference in weight of the animal/time between two weightings.

The samples of offered and rejected forage were dried in a drying oven, at 55 °C for 48 h until a constant weight was reached. The samples of dry forage were grinded in a Wiley 4 grinder with a 1 mm sieve. The ground forage was used to determine the total nitrogen using the Microkjedhal method, and to determine the protein content, this value was multiplied by the factor 6.25 (AOAC, 1975).

The statistical analysis consisted in determining the behavior of the interactions between the response variables, using a mixed model with a completely random design in a factorial arrangement. All statistical models were analyzed using the procedure for a linear general model (PROC GLM), specified in the SAS (1987) statistical package. Averages were compared using the specific procedure for Tukey’s range test (α= 0.05).


Leucaena spp. forage offered

The amount of Leucaena spp. forage offered (FO) showed an effect (p= 0.0188) on the species-season interaction. Leucaena leucocephala obtained higher yields than Leucaena collinsii (Table 1), which could be due to a possible difference in the response of the species to environmental conditions they were exposed to during each grazing.

Pound and Martínez (1985), mention that the yield depends on many factors. The highest yields are obtained when adequate varieties are used, as well as optimum soil,


Cuadro 1. Forraje ofrecido de L. leucocephala y L. collinsii con diferentes densidades y épocas del año.Table 1. L. leucocephala and L. collinsii forage offered in different densities and times of the year.

EspecieDensidad (plantas ha-1)

Probabilidad5 000 3 333 2 500

Forraje ofrecido, materia seca (kg ha-1) Pr> |f|Leucaena leucocephala 14.05 12 8.28 <0.05Leucaena collinsii 11.1 9.33 7.95 >0.05Pr> |f| 0.09 0.12 0.83

Época lluviosa 14.53 10.53 7.33 <0.05Época seca 11.6 09.9 9 >0.05

Pr> |f| 0.09 0.34 0.11Época del año

Especie Época lluviosa Época seca Pr> |f|Leucaena leucocephala 12.36 10.3 0.05Leucaena collinsii 8.85 10 0.24Pr> |f| 0.02 0.86

Pound y Martínez (1985) mencionan que el rendimiento depende de muchos factores; los rendimientos máximos se obtienen cuando se usan variedades adecuadas y donde las condiciones edáficas, climáticas y de manejo son óptimas. Estos resultados son similares a los obtenidos por Brewbaker y Hutton (1979) quienes aseguraron que el potencial forrajero de Leucaena collinsii es bueno, ya que Leucaena collinsii presenta mayor número de pinnas por hoja pero sus pínulas son más pequeñas; mientras que para Leucaena leucocephala es excelente, porque presenta pocas pinnas por hoja (4-9) con pínulas muy grandes (8-24 mm) (Barrientos et al., 1987).

También se encontró mayor cantidad de FO de Leucaena spp. en época de lluvias que en época de secas (Cuadro 1); esto se debe que en época de lluvias la temperatura y la precipitación fueron altas, lo cual permitió un mejor crecimiento y desarrollo de las hojas; por el contrario, en época de secas hubo una escasa precipitación, causando que la planta sufriera estrés hídrico provocando así la inhibición del crecimiento, estos resultados coinciden con los encontrados por Becerra (1984). Las lluvias fueron favorables, ya que en esta época se concentró mayor precipitación manteniendo suficiente turgencia para el crecimiento de las células (Sanderson et al., 1997); aunado con temperatura e intensidad de luz favorable que aumentaron la asimilación de carbohidratos y actuaron directamente sobre el crecimiento (Muslera y Ratera, 1991).

Dorantes (1997) menciona que las altas temperaturas afectan todo proceso metabólico asociado con el crecimiento de la planta, es por eso que las temperaturas elevadas y los altos

weather and handling conditions. These results are similarto those obtained by Brewbaker and Hutton (1979), who stated that the potential for forage of Leucaena collinsii is good, since it has a greater number of pinnaes per leaf, yet its folioles are smaller, whereas for Leucaena leucocephala it is excellent, since it has few pinnaes per leaf (4-9) with large folioles (8-24 mm) (Barrientos et al., 1987).

More Leucaena spp. FO was found in the rainy season than in the dry season (Table 1), due to high rainfall and temperature, which contributed to the growth of the leaves; on the other hand, in the dry season there was hardly any rain, leading the plants to water stress, causing growth inhibition; these results coincide with Becerra (1984). Rains were favorable, since it was in this season that greater rainfall was concentrated, leaving enough swelling for cell growth (Sanderson et al., 1997); along with favorable temperatures and light intensity that increased carbohydrate assimilation and acted directly upon growth (Muslera and Ratera, 1991).

Dorantes (1997) mentions that high temperatures affectthe entire metabolic process of the plant related to its growth, which is why high temperatures and high light intensity cause a rapid sprouting of new leaves, considering the soil is humid enough. On the other hand, in the dry season, the weather conditions (light, water, rainfall and temperature) were less favorable for plant growth, and as a consequence, production was less.


niveles de intensidad lumínica causan rebrote rápido de nuevas hojas; siempre y cuando haya suficiente humedad en el suelo. En cambio, en época de secas las condiciones ambientales (luz, agua, precipitación y temperatura) fueron menos favorables para el desarrollo de las plantas y en consecuencia la producción fue menor.

Becerra (1984) obtuvo una producción de forraje de Leucaena a un año de establecida con una densidad de 20 000 plantas ha-1 de 1.92 y 0.95 t ha-1 de materia seca en época de lluvias y en época de secas respectivamente.

Forraje ofrecido de zacate libertad

La cantidad de FO del zacate Libertad mostró mayor producción (p< 0.05) en época de lluvia (Cuadro 2). Lo anterior es debido que con lluvias las condiciones ambientales fueron más favorables para el desarrollo de las plantas, a diferencia de la época seca en donde estas condiciones cesaron su crecimiento. Terrazas (1990) encontró que Brachiaria brizantha en época de lluvias presentó un rendimiento de 19.8 t ha-1 de materia seca mientras que en época seca fue de 0.5 t ha-1 de materia seca.

Becerra (1984) obtained a Leucaena forage production system one year after establishing it, with a density of 20 000 plants ha-1, with 1.92 and 0.95 t ha-1 of dry matter in the rainy season and dry season, respectively.

Grass Libertad forage offered

The amount of grass Libertad FO showed a greater production (p< 0.05) during the rainy season (Table 2). This is due to the fact that with the rains, weather conditions were more favorable for plant growth, unlike in the dry season, in which these conditions detained growth. Terrazas (1990) found that Brachiaria brizantha had a yield of de 19.8 t ha-1 of dry matter in the rainy season, whereas in the dry season, it was 0.5 t ha-1 of dry matter.

Likewise, Peralta (1990); Borgonio and Palma (2007) stated that Libertad grass produced the most forage (8.8 and 5.5 t ha-1 of dry matter) in the rainy season. Likewise, Costa et al. (1991) evaluated three forage grasses related to five legumes in seasons of high and low rainfall; most showed a greater forage yield in the rainy season.

When comparing the forage of grass Libertad under different Leucaena plantation densities, there was a trend (p= 0.7495) to increase as density decreased, with this trend being more consistent in L. leucocephala (Table 2).

Cuadro 2. Forraje ofrecido de zacate Libertad en diferentes densidades y épocas del año.Table 2. Grass Libertad forage offered in different densities and seasons.



Forraje ofrecido, materia seca (kg ha-1) Pr> |f|Leucaena leucocephala 2 842 3 161 4 655 >0.05Leucaena collinsii 3 720 4 017 3 931 >0.05Pr> |f| 0.61 0.62 0.67Época lluviosa 4 781 5 280 6 012 >0.05Época seca 1 781 1 898 2 591 >0.05Pr> |f| 0.001 0.004 0.004

Época del añoEspecie Época lluviosa Época seca Pr> |f|

Leucaena leucocephala 5 201 1 904 0Leucaena collinsii 5 503 2 275 0Pr> |f| 0.78 0.73

Asimismo Peralta (1990); Borgonio y Palma (2007) anunciaron que el zacate Libertad concentró en época de lluvias la mayor producción de forraje (8.8 y 5.5 t ha-1 de materia seca). Del mismo modo Costa et al. (1991) evaluaron tres gramíneas forrajeras asociadas


con cinco leguminosas, en periodos de máxima y mínima precipitación, la mayoría de estas expresaron mayor rendimiento de forraje en época lluviosa.

Al comparar la producción de forraje del zacate Libertad bajo diferentes densidades de plantación de Leucaena, se observó una tendencia (p= 0.7495) a incrementar conforme se redujo la densidad, siendo más consistente dicha tendencia en L. leucocephala (Cuadro 2).

Se presentó mayor producción de forraje en tratamientos donde las densidades de plantación de Leucaena fueron bajas, ya que existió un mayor espacio disponible para el desarrollo de la gramínea así como mayor intensidad de luz. Shelton et al. (1987) mencionan que la sombra es factor decisivo en la producción de forraje por gramíneas asociadas a plantaciones. Ramón y Téllez (2006) obtuvieron rendimientos en la misma especie mayores a 10 t ha-1 de materia seca, con 5 kg ha-1 de semilla sembrada en 5 cortes al año.

Asignación diaria de forraje

El Cuadro 3, muestra la asignación diaria de forraje (ADF) durante todo el periodo experimental (invierno y verano) para cada tratamiento.

There was more forage production in treatments in which Leucaena plant densities were low, since there was more room for the growth of the grass, as well as higher light intensity. Shelton et al. (1987) mention that shade is a decisive factor in grass forage production related to plantations. Ramón and Téllez (2006) obtained yields in the same species of over 10 t ha-1 of dry matter, with 5 kg ha-1 of seeds sown in five cuts per year.

Daily forage allocation

Table 3 shows the daily forage allocation (DFA) for the duration of the experiment (winter and summer) for each treatment.

There was a greater allocation of forage in treatments with L. collinsii, at densities of 5 000 and 3 333 plants ha-1, whereas a treatment with L. leucocephala, the density was 2 500 plants ha-1. For all treatments, DFA was increased as the Leucaena plant density fell. This can be explained by the amount of forage allocated, since it increased as the Leucaena plant density fell. The results show that in the rainy season there was a greater forage allocation (Table 3), since in this season, plants grow better and quicker, bringing about a greater production.

Harvest index

The harvest index (HI) showed a tendency (p= 0.8094) to increase in the dry season, which is an effect of allocating less forage in the rainy season (Tables 3 and 4).


5 000 3 333 2 500Asignación diaria de forraje, materia seca (kg ha-1 día-1)

Leucaena leucocephala 8.9 10.4 15.2Leucaena collinsii 12.5 13.1 13.4Época lluviosa 12.7 14.1 15.2Época seca 9.5 10.9 13.4

Época del añoEspecie Época lluviosa Época seca

Leucaena leucocephala 13.1 09.9 Leucaena collinsii 14.3 11.7

Cuadro 3. Asignación diaria de forraje de L. leucocephala y L. collinsii en diferentes densidades y épocas del año.Table 3. Daily L. leucocephala and L. collinsii forage allocation in different densities and seasons.

Hubo mayor asignación de forraje en tratamientos con L. collinsii a densidades de 5 000 y 3 333 plantas ha-1, mientras que tratamientos con L. leucocephala fue a densidades de 2 500 plantas ha-1. Para todos los tratamientos se incrementó la asignación de forraje conforme se redujo la densidad de


plantación de Leucaena. Lo cual se puede explicar con la cantidad de forraje ofrecido, ya que éste último aumentó conforme se redujo la densidad de plantación de Leucaena. Los resultados muestran que en época lluviosa se presentó mayor asignación de forraje (Cuadro 3), ya que en ésta estación del año las plantas se desarrollan mejor y crecen más rápido, originando así mayor producción.

Grado de cosecha

El grado de cosecha (GC) presentó una tendencia (p= 0.8094) a ser mayor en época seca respecto a época lluviosa, lo cual es un efecto de menor asignación de forraje presentado en esta época (Cuadros 3 y 4).

In the dry season Libertad grass was five months old, and its yield was low, and therefore, the sheep ate most of the forage allocated to satisfy their nutritional requirements. The same applied to Aguilar and Hernández (1997), who obtained a greater HI in treatments with lower DFA, since it implied a lower possibility of selection and a greater pressure of grazing on the field.

Holmes (1989) mentions that the consumption of forage by the animals is conditioned by factors such as forage quality, amount of animals, forage allocation, and the characteristics of each animal; this consumption is also claimed to be affected or favored by the established allocation and the plant density or growth stage.

The HI showed a tendency (p= 0.6074) to be higher, with 2 500 plants ha-1 (Table 4). This could be due to the fact that in low Leucaena plantation densities, forage allocation was lower, and the sheep tended to eat more Libertad grass forage.

Forage disappearance rate

The forage disappearance rate (FDR) showed a greater tendency (p= 0.9388) in the rainy seasons (Table 5), due to greater forage allocation. According to Poppi et al. (1987) forage allocation is one of the most important factors that affect the consumption rate in grazing animals.



Grado de cosecha (%) Pr> |f|Leucaena leucocephala 55 49 58 >0.05Leucaena collinsii 57 58 54 >0.05Pr> |f| 0.84 0.34 0.67Época lluviosa 55 52 50 >0.05Época seca 57 56 62 >0.05Pr> |f| 0.84 0.64 0.22


Leucaena leucocephala 50 58 0.34Leucaena collinsii 54 59 0.54Pr> |f| 0.64 0.9

Cuadro 4. Grado de cosecha de L. leucocephala y L. collinsii en diferentes densidades y épocas del año.Table 4. Harvest index for L. leucocephala and L. collinsii in different densities and seasons.

En época seca el zacate Libertad se encontró a cinco meses de establecido y su rendimiento fue bajo, por tal razón las ovejas consumieron la mayor parte del forraje asignado con el propósito de cubrir sus requisitos alimenticios. De igual manera, Aguilar y Hernández (1997) quienes obtuvieron mayor GC en tratamientos donde fue menor la ADF, ya que implicó menor posibilidad de selección y una mayor presión de pastoreo sobre la pradera. Holmes (1989) menciona que el consumo del forraje por animal está condicionado por factores como: calidad del forraje, carga animal, asignación del forraje, por características propias del animal y su manejo; además


indica que este consumo es afectado o favorecido por la asignación establecida así como la densidad y estado de desarrollo de la planta.

El grado de cosecha presentó una tendencia (p= 0.6074) a ser mayor con 2 500 plantas ha-1 (Cuadro 4). Lo anterior pudo ser posible debido que en densidades bajas de plantación de Leucaena, la asignación de forraje por ésta fue menor y el animal tuvo la tendencia a consumir más forraje de zacate Libertad.

Tasa de desaparición de forraje

La tasa de desaparición de forraje (TDF) mostró una tendencia (p= 0.9388) mayor en época lluviosa (Cuadro 5), ya que presentó mayor asignación de forraje. De acuerdo a Poppi et al. (1987) la asignación de forraje, es uno de los factores más importantes que afectan la tasa de ingestión en animales en pastoreo.

Among the different plantation densities, a tendency (p= 0.7197) was observed to reduce FDR as the density of Leucaena trees increased; this tendency was clearer in L. collinsii, unlike L. leucocephala, since it initially dropped, but when growing from 3 333 to 5 000 plants ha-1, FDR increased (Table 5).

This could be due to the treatments with a lower Leucaena tree density created more space available for the plant’s proper growth; this brought about a greater amount of forage offered, and therefore FDR was also greater.

According to Fernández and Orcasberro (1982), as the offered forage increases, the bite is bigger and the FDR increases; in contrast, as the forage availability drops, the animal only maintains the consumption level by increasing grazing time, although this increase is sometimes insufficient to make up for the drop in consumption.

Raw protein content in Leucaena spp.

The raw protein (RP) content in Leucaena spp., was greater (p= 0.0139) in L. leucocephala (Table 6), due to L. leucocephala displaying a greater production of forage (leaves) than L. collinsii, and since the highest RP content



Tasa de desaparición de forraje, materia seca (kg 100 kg de peso vivo-1 día-1) Pr> |f|Leucaena leucocephala 4.53 5.15 9.13 >0.05Leucaena collinsii 7.38 7.96 7.83 >0.05Pr> |f| 0.5 0.51 0.76Época lluviosa 6.8 6.95 8.22 >0.05

Época seca 5.12 6.17 8.75 >0.05Pr> |f| 0.61 0.81 0.88


Leucaena leucocephala 6.66 5.87 0.77Leucaena collinsii 7.97 7.47 0.85Pr> |f| 0.67 0.6

Cuadro 5. Tasa de desaparición de forraje de L. leucocephala y L. collinsii en diferentes densidades y épocas del año.Table 5. L. leucocephala and L. collinsi forage disappearance rate in different densities and seasons.

Entre las diferentes densidades de plantación se observó una tendencia (p= 0.7197) a disminuir la TDF, conforme se aumentó la densidad de árboles de Leucaena; esta tendencia fue más clara en L. collinsii no así en L. leucocephala, ya que inicialmente disminuyó, pero al pasar de 3 333 a 5 000 plantas ha-1 la TDF aumentó (Cuadro 5).


Lo anterior pudo deberse que los tratamientos con menor densidad de árboles de Leucaena, originaron mayor espacio disponible para el buen desarrollo de la gramínea; esto propició una mayor cantidad de forraje ofrecido y por lo tanto la TDF también fue mayor.

De acuerdo con Fernández y Orcasberro (1982), a medida que se aumenta el forraje en oferta, el tamaño de bocado es más grande y TDF aumenta, en forma contraria a medida que disminuye la disponibilidad de forraje, el animal sólo mantiene el nivel de consumo aumentando el tiempo de pastoreo, aunque tal aumento a veces es insuficiente para compensar la disminución de la ingesta.

Contenido de proteína cruda en Leucaena spp.

El contenido de proteína cruda (PC) en Leucaena spp., fue mayor (p= 0.0139) en L. leucocephala (Cuadro 6). Lo cual se debió que L. leucocephala mostró mayor producción de forraje (hojas) respecto a L. collinsii y como el mejor contenido de PC se concentra en las hojas, ésta fue superior a L. collinsii.

is found in the leaves, this was greater than L. collinsii. Also, most of the quoted bibliography stated that L. leucocephala had the greatest RP content in comparison to other Leucaenae, with 170-340 g kg-1 of dry matter concentrated in young, undignified leaves and stems (Hill, 1971; Brewbaker, 1972; NAS, 1977; Jones and Jones, 1979; Castillo et al., 1989; Sánchez, 1992; Ruiz et al., 1994).

In the dry season, RP content was greater (p= 0.0139) than in the rainy season (Table 6). This can be explained by the age of the forage, which was of five months in the dry season, and therefore its quality and RP content was greater. Hughes et al. (1981) state that as the forage increases, the protein content decreases,and cellulose increases, thus reducing the nutritional valueof the forage. In this sense, Barr ientos et al . (1987) reported RP values in Leucaena leaves between 240 and 320 g kg-1 of dry matter in the dry season and 190 to 290 g kg-1 of dry matter in the rainy season.

Content of RP in the FO of grass

The content of RP in the FO of Libertad grass was greater (p< 0.05) in the rainy season (Table 7), due to the temperature and rainfall being greater, allowing a greater amount of sprouting, with high leaf content. In grasses, the RP content changes every season, due to differences in the

Cuadro 6. Contenido de proteína cruda de L. leucocephala y L. collinsii en diferentes densidades y épocas del año.Table 6. Content of raw protein in L. leucocephala and L. collinsii in different densities and seasons.

Especie

Densidad (plantas ha-1)Probabilidad

5 000 3 333 2 500

Contenido de proteína cruda (g kg materia seca-1) Pr> |f|Leucaena leucocephala 174 214 200 >0.05Leucaena collinsii 173 148 065 <0.05Pr> |f| 0.99 0 0.01Época lluviosa 152 165 165 >0.05Época seca 238 230 235 >0.05Pr> |f| 0 0 0

Época del añoEspecie Época lluviosa Época seca Pr > |f|

Leucaena leucocephala 176 257 0

Leucaena collinsii 146 212 0

Pr> |f| 0 0

Además la mayoría de la literatura citada enunció que L. leucocephala fue la que mejor contenido de PC presentó respecto a otras Leucaenas, con un contenido de proteína de 170-340 g kg-1 de materia seca concentrándose en hojas y tallos jóvenes no lignificados (Hill, 1971; Brewbaker, 1972; NAS, 1977; Jones y Jones, 1979; Castillo et al., 1989; Sánchez, 1992; Ruiz et al., 1994).


En época seca el contenido de PC fue mayor (p= 0.0139) que en época de lluvias (Cuadro 6). Lo cual se explica con la edad del forraje, ya que en época seca la planta tenía cinco meses de establecida y por lo tanto su calidad y contenido de PC fue mayor. Hughes et al. (1981) mencionan a medida que crece el forraje, el contenido de proteína disminuye mientras que la celulosa aumenta, esto reduce el valor nutritivo del forraje. En este sentido Barrientos et al. (1987) reportaron valores de PC en hojas de Leucaena entre 240 y 320 g kg-1 de materia seca en época seca y de 190 y 290 g kg-1 materia seca en época lluviosa.

Contenido de PC del FO de la gramínea

El contenido de PC de FO del zacate Libertad fue mayor (p< 0.05) en época de lluvias (Cuadro 7), esto se debió que la temperatura y precipitación fueron mayores y permitieron una mayor cantidad de rebrotes con un alto contenido de hoja. En las gramíneas, el contenido de PC cambia con la estación del año debido a diferencias en su estado fenológico y condiciones climáticas. Cuando las condiciones ambientales (humedad, luz y temperatura) son óptimas para el buen crecimiento de las plantas, hay mayor producción de hojas que propicia mayor valor nutritivo (Hacker y Minson, 1981).

phenological state and weather conditions. When the weather conditions (humidity, light and temperature) are optimum for the proper plant growth, there are more leaves, which bring about a greater nutritional value (Hacker and Minson, 1981).

However, Terrazas (1990) found that the Insurgente grass, 42 days after sprouting, had 8.45% RP during the rainy season.

There was no clear trend between species and densities, but in the treatments with L. leucocephala, it was greater (p= 0.0647) than densities of 3 333 plants ha-1, and for treatments with L. collinsii, densities were of 2 500 plants ha-1 (Table 7). This was possible due to the edaphic conditions of the field being different between treatments, in some, the soil was deeper and with more organic matter, whereas in others, the soil was rockier, bringing out the differences in plant growth, and therefore a difference in its RP content. Also, at low Leucaena densities, there was more space for the grass to grow, and environmental factors, such as light, water and temperature brought about a better sprouting of foliage with many leaves and better quality.

Daily weight gain

Table 8 shows the tendency (p> 0.05) on the sheep to lose weight during the dry season. This could be due to L. leucocephala producing more and better quality forage; although the PR content offered by the grass was better in the rainy season; in the dry season there


Probabilidad5 000 3 333 2 500Contenido de proteína cruda (g kg materia seca-1) Pr > |f|

Leucaena leucocephala 40.4 45.9 41.5 > 0.05Leucaena collinsii 44.4 37.5 43.8 > 0.05Pr> |f| 0.32 0.06 0.56Época lluviosa 46.9 45.3 43.6 > 0.05Época seca 38 38.1 41.7 > 0.05Pr> |f| 0 0 0.41


Leucaena leucocephala 46.5 38.7 0Leucaena collinsii 44 39.9 0.03Pr> |f| 0.33 0.66

Cuadro 7. Contenido de proteína cruda de zacate Libertad en distintas densidades y épocas del año.Table 7. Raw protein content in Libertad grass in different densities and seasons.

Sin embargo, Terrazas (1990) encontró que el zacate Insurgente a 42 días del rebrote presentó valores 8.45% de proteína cruda durante la época de lluvias.

No se observó ninguna tendencia clara entre especies y densidades, pero los tratamientos con L. leucocephala fue mayor (p= 0.0647) a densidades de 3 333 plantas ha-1,


mientras que para tratamientos con L. collinsii fue a densidades de 2 500 plantas ha-1 (Cuadro 7). Esto se debió posiblemente que las condiciones edáficas de la parcela no fueron semejantes en los tratamientos, en algunos hubo suelo más profundo y con mayor contenido de materia orgánica, mientras que en otros el suelo fue más pedregoso, propiciando así diferencias en el desarrollo de la planta y con ello una diferencia en su contenido PC; además a densidades bajas de Leucaena existió mayor espacio disponible para el desarrollo de la gramínea, en donde los factores ambientales tales como luz, agua, temperatura, propiciaron un mejor rebrote de follaje con alto contenido de hoja y con mejor calidad.

Ganancia diaria de peso

En el Cuadro 8 se presenta la tendencia (p> 0.05) sobre las ovejas que perdieron menos peso en época de secas. Lo cual se atribuye que L. leucocephala presentó mayor cantidad y calidad de forraje; aunque el contenido de proteína cruda ofrecida por el zacate fue mejor con lluvias; en época seca se presentó menor asignación, que provocó una menor selectividad y por tanto mayor consumo por parte del animal originando así menor pérdida de peso.

was less allocation, which caused less selectivity and therefore less consumption by the animals, causing lower weight loss.

Fernández and Orcasberro (1981) point out that forage availability has an influence on grazing. As the amount of forage in the field decreases, animals increase their activity in an attempt to consume a constant amount of energy to satisfy their needs. In sheep, the forage level in which consumption starts to drop rapidly is 1.1 at 4 t ha-1 dry matter (Muslera and Ratera, 1991).

There was a tendency (p= 0.81) of daily weight gain to drop with the density of Leucaena plants, (Table. 8); this was due to the amount of forage offered by Leucaena, since as the plant density increased, so did forage production, with a greater contribution of RP than grass (Tables 6 and 7). These results coincide with Aguilar and Hernández (1997), who found that the production per animal increased with forage allocation, which caused the animal to eat unlimitedly, and be more selective eating forage with greater nutritional value.

RECOMMENDATIONS

A homogenization cut is recommended for Brachiaria brizantha var. Libertad in the rainy season four weeks before grazing begins, to bring about high levels of better quality forage offered.



Ganancia diaria de peso (g animal-1 día-1) Pr > |f|Leucaena leucocephala 5 -23 -40 > 0.05Leucaena collinsii 29 -34 -63 > 0.05Pr> |f| 0.81 0.91 0.82Época lluviosa -2.2 -13 -40 > 0.05Época seca 36 - 44 -64 > 0.05Pr> |f| 0.41 0.51 0.61


Leucaena leucocephala -18 -21 0.93Leucaena collinsii -19 -26 0.85Pr> |f| 0.98 0.94

Cuadro 8. Ganancia diaria de peso de ovejas en diferentes tratamientos y épocas del año.Table 8. Daily weight gain of sheep in different treatments and seasons.

Fernández y Orcasberro (1981) señalan que la disponibilidad de forraje ejerce una influencia sobre la actividad de pastoreo. A medida que disminuye la cantidad de forraje presente en el pastizal, los animales aumentan su actividad por un intento de mantener un consumo constante de energía que satisfaga sus necesidades. En ovinos, el nivel de


forraje a partir del cual el consumo comienza a disminuir rápidamente es de 1.1 a 4 t ha-1 materia seca (Muslera y Ratera, 1991).

Hubo la tendencia (p= 0.81) que la ganancia diaria de peso disminuyó conforme se redujo la densidad de plantación de Leucaena, (Cuadro 8); esto se debió a la cantidad de forraje ofrecido por Leucaena, ya que conforme se incremento la densidad de plantación mayor fue la producción de forraje, con un mayor aporte de PC respecto a la gramínea (Cuadro 6 y 7). Estos resultados coinciden con los obtenidos por Aguilar y Hernández (1997) quienes encontraron que la producción por animal se incrementó conforme se aumentó la asignación de forraje, lo que originó que el animal no presentara límites en el consumo y que existiera una mayor selectividad, obteniendo forraje de mejor valor nutritivo.

RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar un corte de homogenización para Brachiaria brizantha var. Libertad cuatro semanas antes de iniciar el pastoreo en época de lluvias, con el objetivo de propiciar elevadas masas de forraje ofrecido y de mejor calidad.

Leucaena leucocephala mostró mayor cantidad y mejor calidad de forraje que Leucaena collinsii; por lo tanto, se recomienda el uso de Leucaena leucocephala como leguminosa forrajera, en un sistema silvopastoril debido a su producción y calidad.

CONCLUSIONES

La cantidad y calidad de forraje producido por las leguminosas Leucaena leucocephala, Leucaena collinsii y la gramínea Brachiaria brizantha var. Libertad dependieron de la época y la densidad de plantación.

La producción de forraje en ambas especies, así como un efecto positivo en la ganancia diaria de peso de los ovinos en pastoreo fue superior en época de lluvias y en densidades de plantación de 5 000 plantas ha-1; mientras que su calidad fue mejor en época de secas y en densidades de plantación de 3 333 plantas ha-1 con L. leucocephala y 5 000 plantas ha-1 con L. collinsii.

La producción de forraje del zacate Libertad fue superior con Leucaena collinsii en ambas épocas; mientras que su calidad fue mejor con Leucaena leucocephala para época lluviosa y con Leucaena collinsii para época seca.

Leucaena leucocephala showed amounts of forage and of better quality than Leucaena collinsii, therefore, the use of Leucaena leucocephala is recommended as a forage legume in a shepherding system due to its production and quality.

CONCLUSIONS

The amount and quality of forage produced with legumes Leucaena leucocephala, Leucaena collinsii and Brachiaria brizantha var. Libertad depended on the season and the density of plantation.

The production of forage of both species, as well as a positive effect on the daily weight gain in sheep was higher in the rainy season and in plant densities of 5 000 plants ha-1; its quality was higher in the dry season and in densities of 3 333 plants ha-1 with Leucaena leucocephala and 5 000 plants ha-1 with Leucaena collinsii.

The production of forage with Libertad grass was higher with Leucaena collinsii en in both seasons, while its quality was better with Leucaena leucocephala for the rainy season and Leucaena collinsii for the dry season.

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LARGE-AREA DRY BEAN YIELD PREDICTION MODELING IN MEXICO*

MODELO REGIONAL PARA PREDECIR EL RENDIMIENTO DE FRIJOL DE TEMPORAL EN MÉXICO

Guillermo Medina-García1, Alma Delia Baez-González2§, Jesús López-Hernández3, José Ariel Ruíz-Corral4, Carlos Alberto Tinoco-Alfaro5 and James R. Kiniry6

1Campo Experimental Zacatecas. INIFAP. Carretera Zacatecas-Fresnillo, km 24.5. Calera, Zacatecas, México. C. P. 98600. Tel. 478 9850198. ([email protected]). 2Campo Experimental Pabellón. INIFAP. Carretera Aguascalientes-Zacatecas, km 32.5. Pabellón, Aguascalientes, México. C. P. 20600. 3Campo Experimental Valle del Guadiana. INIFAP. Carretera Durango-El Mezquital, km 5. Durango, Durango, México. C. P. 34000. 4Campo Experimental Centro Altos de Jalisco. INIFAP. Carretera libre Tepatitlán-Lagos de Moreno, km 8. Tepatitlán, Jalisco, México. C. P. 47600. 5Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Ocampo Núm. 234. Desp. 322. Veracruz, Veracruz, México. C. P. 91700. 6United States Department of Agriculture (USDA). Agricultural Research Service (ARS). Grassland Soil and Water Research Lab. 808 East Blackland Road, Temple, TX 76502, USA. §Corresponding author: [email protected].



ABSTRACT

Given the importance of dry bean in Mexico and the need of know their production before the harvest, for the authorities of the agricultural sector, in order to define support to producers according to the expected harvest volume. The aim of this study was to develop an empirical model to estimate the yield of dry bean at the regional level prior to the harvest. An empirical dry bean (Phaseolus vulgaris L.) yield model that incorporates data on climate, leaf area index and yield components was developed for Zacatecas state, the major bean-producing area of Mexico, with 2005 data from 54 sampling sites planted with Negro San Luis, Flor de Mayo and Flor de Junio varieties of dry bean. Precipitation, leaf area index, number of pods per plant, grains per pod and plant, weight of 100 grains, plant density and grain yield data were obtained, and correlation and multiple regression analyses were made using 2005 data and the Statistical Analysis System (SAS) program. The model was validated with 2006 and 2007 data from 53 and 59 farmers’ sites, respectively, in Zacatecas. Additionally, it was tested with 2006 and 2007 data from 34 and 36 sites, respectively, in the adjoining state of Durango, whose bean varieties and climatic, farmland, and crop management conditions are similar to those of Zacatecas. The results were highly significant

RESUMEN

Dada la importancia del cultivo de frijol de temporal en México y la necesidad de conocer su producción antes de la cosecha por parte de las autoridades del sector agropecuario, para poder definir apoyos a los productores de acuerdo al volumen de cosecha esperado. El objetivo de este estudio fue desarrollar un modelo empírico para estimar el rendimiento de frijol de temporal a nivel regional con anticipación a la cosecha. Se generó un modelo empírico para estimar el rendimiento de frijol (Phaseolus vulgaris L.) de temporal, el cual incorpora datos de clima, índice de área foliar y componentes del rendimiento, para el estado de Zacatecas, el mayor productor de frijol en México. En el año 2005 se muestrearon 54 parcelas de productores sembradas con variedades de frijol Negro San Luis, Flor de Mayo y Flor de Junio bajo condiciones de temporal. Se obtuvieron datos de precipitación, índice de área foliar, número de vainas por planta, granos por vaina, peso de 100 granos, densidad de siembra y rendimiento de grano, con ellos (año 2005) se realizaron análisis de correlación y regresión múltiple utilizando el programa SAS (Statistical Analysis System). El modelo fue validado con datos de 53 sitios de muestreo de 2006 y 59 de 2007, del estado de Zacatecas. Adicionalmente, fue probado con datos de 34 y 36 sitios de muestreo en esos mismos años en el estado de Durango,

Guillermo Medina-García et al.414 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

(p<0.0001, R2= 0.88), indicating that the model can be used for large-area yield prediction at least one month before the crop is gathered from the field in Zacatecas and Durango, which comprise over 850 000 ha for bean. The predictions can complement those made early in the growing season for this region. Further studies are needed to determine the applicability of the model and the methodology of prediction to other bean-producing regions with similar climate and management conditions.

Key words: dry bean, leaf area index, modeling, yield components.

INTRODUCTION

The bean (Phaseolus vulgaris L.) crop occupies second place in Mexico in terms of cultivated area. Approximately a million and a half hectares are planted to bean each year. In the state of Zacatecas, where it is the most important crop, an average of 600 000 ha has been planted to bean in recent years, making it the major bean-producing state under dryland conditions in Mexico. Durango comes second with 250 000 ha. These two states comprise the major bean-producing region, with over 850 000 ha representing 57.1% of the total area in Mexico for bean production under dryland conditions (SIAP, 2009).

Large-area yield prediction methodologies for different crops have been developed to increase the grade of reliability in estimates and hence, better aid decision-making in agriculture (Báez-González et al., 2002; Bootee et al., 2003; Lobell et al., 2007). Simulation models of crop growth and development have been created for bean (Hoogenboom et al., 1994; Adikua et al., 2001; Villalobos and Retana, 2003; Moreau-Valancogne et al., 2008) and other crops like maize (Zea mays L.) (Báez-González et al., 2002), cereals (Tsubu et al., 2005), and soya (Glycine max) (Pedersen et al., 2008). Climate variables such as precipitation (Acosta-Díaz et al., 2007), physiological indices such as leaf area index (Báez-González et al., 2005), and components of yield (Shenkut and Brick, 2003) are among the parameters that have been used for yield models, though, to our knowledge, they have not been jointly used for bean yield prediction modeling in Mexico.

Water is a major limiting factor in bean production. Acosta-Díaz et al. (2007) found a strong relation between yield of bean grain and water availability; yield was reduced in

en donde las variedades de frijol, el clima y el manejo de cultivo son similares a las condiciones presentes en el estado de Zacatecas. El modelo resultó altamente significativo (P<0.0001, R2=0.88); lo cual indica que puede ser utilizado para predecir el rendimiento en grandes regiones, al menos un mes antes de la cosecha de frijol en Zacatecas y Durango, los cuales comprenden alrededor de 850 000 hectáreas. Las predicciones pueden complementarse haciéndose en la estación temprana de crecimiento del cultivo para esta región. Son necesarios otros estudios para determinar la aplicabilidad del modelo y la metodología de predicción a otras regiones que producen frijol en con condiciones similares de clima y manejo.

Palabras clave: componentes del rendimiento, índice de área foliar, frijol, modelación, rendimiento.

INTRODUCCIÓN

El cultivo de frijol (Phaseolus vulgaris L.) ocupa el segundo lugar en México en cuanto a superficie sembrada, anualmente se siembran alrededor de un millón y medio de hectáreas. En el estado de Zacatecas es el cultivo más importante; en los últimos siete años se sembraron en promedio alrededor de 600 mil hectáreas bajo condiciones de temporal, siendo el estado con mayor superficie sembrada en el país; el segundo estado es Durango con alrededor de 250 mil hectáreas. Estos dos estados conforman la región productora de frijol más importante en el país con alrededor de 850 mil hectáreas, lo cual representa el 57.1% de la superficie total sembrada en México con esta leguminosa bajo condiciones de temporal (SIAP, 2009).

Diferentes metodologías de predicción de cosechas para grandes regiones, han sido desarrolladas en diferentes cultivos, para aumentar el grado de confiabilidad de las estimaciones y de las decisiones tomadas en la agricultura (Báez-González et al., 2002; Boote et al., 2003; Lobell et al., 2007). Modelos de simulación del desarrollo y crecimiento han sido creados para frijol (Hoogenboom et al., 1994; Adikua et al., 2001; Villalobos y Retana, 2003; Moreau-Valancogne et al., 2008) y otros cultivos como maíz (Zea mays L.) (Báez-González et al., 2002), cereales (Tsubu et al., 2005), y soya (Glycine max) (Pedersen et al., 2008). Variables de clima como precipitación (Acosta-Díaz et al., 2007), índices fisiológicos como el índice de área foliar (Báez-González et al., 2005), y componentes de rendimiento (Shenkut y Brick, 2003), son parámetros que han sido utilizados en modelos de rendimiento; sin embargo,

Large-area dry bean yield prediction modeling in Mexico 415

de acuerdo a nuestro conocimiento, no han sido utilizados de manera conjunta para el modelado del rendimiento de frijol en México.

El agua es el factor más limitante en la producción de frijol. Acosta-Díaz et al. (2007) encontró una fuerte relación entre el rendimiento de grano de frijol y la disponibilidad de agua; en un estudio de invernadero el rendimiento se redujo en los tratamiento con sequía. Amador-Ramírez et al. (2007), de igual manera, encontró que la relación entre el rendimiento de frijol bajo condiciones de temporal y el índice de área foliar puede ser afectada por la precipitación. Entre las etapas de desarrollo del frijol, la etapa reproductiva es especialmente vulnerable a la sequía (Acosta-Gallegos y Kohashi-Shibata, 1989; Nielsen y Nelson, 1998). Es durante esta etapa que existe la máxima demanda por agua. Acosta-Gallegos et al. (1998) señala que los regímenes de precipitación escasa y errática durante la etapa vegetativa y reproductiva del frijol afectan el rendimiento.

El índice de área foliar (IAF) es la relación entre el área de hojas de las plantas de un cultivo, por unidad de superficie (Tanaka y Yamaguchi, 1977; Waring et al., 1982). El índice de área foliar puede variar entre diferentes sitios de cultivo debido a la variedad, al manejo, al ambiente de desarrollo y a la interacción entre ellos (Díaz et al., 2001). Se ha encontrado alta correlación entre el rendimiento y el índice de área foliar, tal como lo reporta Báez-González (2002) en maíz. Padilla et al. (2005); Amador-Ramírez et al. (2007), encontraron relación significativa entre el índice de área foliar, medido en la etapa de formación y llenado de vainas, con el rendimiento en frijol de temporal.

Los componentes del rendimiento son parámetros cuantitativos de la morfología de una planta, los cuales multiplicados en conjunto tienen un valor igual al rendimiento (White, 1988). Los componentes del rendimiento de frijol de temporal, han sido estudiados para determinar su relación con el rendimiento. Singh (1995) reportó una baja correlación negativa entre el rendimiento y el peso de la semilla. Correlaciones inconsistentes entre componentes del rendimiento y el rendimiento en ambientes con y sin estrés fueron reportados por Ramírez-Vallejo y Kelly (1998). Nienhuis y Singh (1988); Infante et al. (2003) encontraron correlación positiva entre el rendimiento de frijol de temporal y sus componentes. Westermann y Crothers (1977); Shenkut y Brick (2003) reportaron alta correlación entre el rendimiento de frijol de temporal y el número de vainas por planta, pero no con el número de granos por vaina o peso de granos.

treatments with drought in a greenhouse study. Amador-Ramírez et al. (2007) likewise found that the relation between yield of bean under dryland conditions and leaf area index could be affected by precipitation. Among the stages of development of bean, the reproductive stage is especially vulnerable to drought (Acosta-Gallegos and Kohashi-Shibata, 1989; Nielsen and Nelson, 1998). It is during this stage that there is maximum demand for inputs. Acosta-Gallegos et al. (1998) point out that deficient and erratic precipitation regimes during the vegetative and reproductive stages of the bean plant affect yield.

Leaf area index (LAI) is the ratio of total upper leaf surface of vegetation divided by the surface area of the land on which the vegetation grows (Tanaka and Yamaguchi, 1977; Waring et al., 1982). The leaf area index may vary among sites due to crop variety, management, development conditions and the interaction among these factors (Díaz et al., 2001). A correlation between maize yield and leaf area index has been reported by Báez-González et al. (2002), while Padilla et al. (2005); Amador-Ramírez et al. (2007), found a significant relation between leaf area index measured in the phase of formation and filling of pods and bean yield under dryland conditions.

Yield components are quantitative parameters of the morphology of a plant that, when combined, have a value equal to the yield (White, 1988). Components of dry bean yield have been studied to determine their relation with yield. Singh (1995) reports a low negative correlation between yield and seed weight while Ramírez-Vallejo and Kelly (1998) mention inconsistent correlations between components of yield and yield in conditions of stress and no stress. On the other hand, Nienhuis and Singh (1988) and Infante et al. (2003) found a positive correlation between yield of bean under dryland conditions and its components. Westermann and Crothers (1977) and Shenkut and Brick (2003) reported a high correlation between yield and the number of pods per plant, but not with the number of grains per pod or weight of grains. Amador-Ramírez et al. (2007) suggest that further studies be conducted to add yield components such as number of pods (Singer et al., 2004) to LAI and climate parameters in order to improve the accuracy of bean yield model predictions.

A model is a schematic representation of the conception of a system or a set of equations, which represents the behavior of a system. A model is, by definition “a simplified version


of a part of reality, not a one to one copy”. New agricultural research is needed to supply information to farmers, policy makers and other decision makers on how to accomplish sustainable agriculture over the wide variations in climate around the world (Murthy, 2004). Crop yield forecasts using combined climate and crop modeling systems enable estimation of the impacts of climate variability on food production. The objective of a model is to reproduce the impact of weather on observed crop yield (Challinor et al., 2004; Van Den Berg and Smith, 2005).

The objective of this study is to develop an empirical model for estimating dry bean grain yield in large areas using a methodology that combines climatic data and non-destructive field sampling of leaf area index and yield components.


Model construction

To develop the model, we used data obtained from farm sites in Zacatecas. This Mexico State, along with the state of Durango, is located in northern central Mexico, in the zone called Altiplano Mexicano. An annual average temperature of 15 to 17 °C and an annual precipitation of 300 to 600 mm (Medina and Ruiz, 2004; Medina et al., 2005) characterize this region.

In 2005, 54 sampling sites were established on farm sites in Zacatecas that had been planted with Negro San Luis, Flor de Mayo y Flor de Junio varieties of bean under dryland conditions (Figure 1). The plant variables considered in the model, i.e., yield components and LAI, when measured in the field, were expected to consider any differences that may exist among the different varieties. These sites were established at random, considering areas that were at least two hectares and had the same planting date as the majority of the sites. They were identified and located geographically after the crop had been established, approximately when the bean crop was in the vegetative stage V3-V4 (Schoonhoven and Pastor-Corrales, 1987), with one to three open trifoliate leaflets, 30 days after sowing (DAS).

Amador-Ramírez et al. (2007) sugieren que se realicen más estudios para agregar los componentes del rendimiento, como el número de vainas (Singer et al., 2004), IAF y los parámetros climáticos con el fin de mejorar la precisión de las predicciones de modelos de producción de frijol.

Un modelo es una representación esquemática de la concepción de un sistema o un conjunto de ecuaciones, las cuales representan el comportamiento de un sistema. Un modelo por definición, es “una versión simplificada de una parte de la realidad, no una copia uno a uno”. Una nueva investigación agrícola es necesaria, para suministrar información a los agricultores, responsables políticos y otros tomadores de decisiones, sobre cómo llevar a cabo una agricultura sostenible, considerando las amplias variaciones del clima de todo el mundo (Murthy, 2004). El rendimiento de cultivos combinado con pronósticos del clima y modelos de simulación, permiten la estimación de los impactos de la variabilidad del clima en la producción de alimentos. La misión del modelo es reproducir el impacto del clima sobre rendimientos de cultivos observados (Challinor et al., 2004; Van Den Berg y Smith, 2005).

El objetivo de este estudio fue desarrollar un modelo empírico para estimar a nivel regional el rendimiento de grano de frijol de temporal, usando una metodología que combina datos climáticos, muestreos de campo no destructivos del índice de área foliar y componentes del rendimiento.


Construcción del modelo

Para generar el modelo se utilizaron datos obtenidos en parcelas de productores del estado de Zacatecas; éste junto con el estado de Durango, está localizado en el norte-centro de México, en la región conocida como Altiplano mexicano. Una temperatura media anual de 15 a 17°C y una precipitación anual de 300 a 600 mm caracterizan esta región (Medina et al. 2004; Medina et al. 2005).

En el año 2005 se establecieron 54 sitios de muestreo en parcelas de productores de frijol de temporal del estado de Zacatecas, sembrados con las variedades Negro San Luis, Flor de Mayo y Flor de Junio (Figura 1). Las variables


componentes del rendimiento e IAF, fueron medidas en campo y se consideró que las variaciones entre variedades fueron registradas en sus mediciones. Los sitios fueron establecidos al azar considerando áreas de dos hectáreas y aproximadamente la misma fecha de siembra. Los sitios se identificaron y ubicaron geográficamente después que el cultivo estuvo establecido, aproximadamente cuando el cultivo de frijol se encontraba en la etapa fenológica V3-V4 (Schoonhoven y Pastor-Corrales, 1987), de uno a tres trifolios abiertos, 30 días después de la siembra (DDS).

A partir del inicio de floración (48 DDS) se comenzaron a realizar muestreos del índice de área foliar (IAF), espaciados aproximadamente 10 días entre uno y otro, con el fin de encontrar el máximo valor de este índice, en cada muestreo se hicieron cuatro repeticiones; para las mediciones se utilizó un ceptómetro lineal (Decagon Devices, 2003).

Cuando la mayor parte de las vainas estuvieron llenas (73 DDS), se realizaron conteos del número de vainas llenas por planta y granos por vaina, en cinco plantas con cuatro repeticiones en cada sitio de muestreo. Al final del ciclo (88 DDS) se muestreó la densidad de plantas, la producción de grano para estimar el rendimiento y el peso de 100 granos, ambos al 12% de humedad. Para estimar la producción, se cosecharon 7.6 m2 de frijol en cuatro repeticiones. El número de granos por vaina y el número de vainas por planta se utilizaron para calcular el número de granos por planta. Se registraron datos diarios de precipitación durante la estación de crecimiento de las 36 estaciones automáticas de la red de monitoreo agroclimático del estado de Zacatecas (Figura 1). Se calcularon las precipitaciones acumuladas cada 10 días de cada mes y todo el ciclo de cultivo.

Para desarrollar el modelo, se utilizaron los datos de 2005 de las siguientes variables: índice de área foliar, número de vainas por planta, granos por vaina y granos por planta, peso de 100 granos, densidad de población, rendimiento de grano y la precipitación acumulada durante diferentes periodos de la estación de crecimiento. Se realizaron análisis de correlación y regresión múltiple utilizando el programa Statististical Analysis System (SAS, 2001).

Validación del modelo

La validación es el proceso de comparar las estimaciones del modelo con un conjunto independiente de observaciones, para verificar si el modelo funciona como se esperaba (Richardson y Berish, 2003). En este caso, el modelo de frijol fue validado utilizando datos de los años 2006 y 2007, obtenidos de parcelas de productores del estado de Zacatecas.

At the start of flowering (48 DAS), sampling of leaf area index (LAI) was done observing a 10-day interval between samplings in order to determine the maximum value for this index. During each sampling, four replications were made for each site. LAI was measured using a linear ceptometer (Decagon Devices, 2003).

When most of the pods were full (73 DAS), we counted the number of filled pods per plant and grains per pod in five plants with four replications on each sampling site. At 88 DAS, we measured the density of the population and the production of grain to estimate the yield and the weight of 100 grains, both at 12% water content. To estimate bean production, we harvested bean in 7.6 m2 with four replications. The number of grains per pod and the number of pods per plant were used to calculate the grains per plant. We used precipitation data for the growing season recorded daily by the 36 automatized meteorological stations of the agroclimatological monitoring network of the state of Zacatecas (Figure 1). We obtained data of accumulated precipitation every 10 days, the total accumulated precipitation of each month and of the full growing season.

Figure 1. Agricultural areas, sampling sites, and weather stations in 2005 in the state of Zacatecas, Mexico.Figura 1. Áreas agrícolas, sitios de muestreo y estaciones de clima en el año 2005 en Zacatecas, México.

Sampling siteWeather stationAgricultural area


To develop the model, we used the 2005 data of the following variables: leaf area index, number of pods per plant, grains per pod, and grains per plant, weight of 100 grains, population density, grain yield and accumulated precipitation during different periods of the growing season. A multiple correlation and regression analysis was made using the Statistical Analysis System program (SAS, 2001).

Model validation

Validation is the process of comparing the model with a set of independent observations to verify if the model has been developed as expected (Richardson and Berish, 2003). In this case, the bean model was validated using 2006 and 2007 data gathered from farmers’ fields in Zacatecas.

During the 2006 and 2007 growing seasons, LAI was sampled once during the R7 phenological stage, which corresponds to the formation of pods (Schoonhoven and Pastor-Corrales, 1987); since this is the stage of maximum LAI. Later, during the R8 phase (filling of pods), filled pods per plant, grains per pod and density of the population were measured in the same way as in 2005.

A regression analysis was made of the observed yield values for 2006 and 2007 and those estimated by the model. Model precision in the estimation of bean production was based on the following assumptions: for an acceptable R2, the slope must not be significantly different from 1 and the intercept must not be significantly different from 0 (White et al., 2007). The estimated values of the model have optimum precision when the slope is close to 1, indicating that for each unit of observed production, there is a corresponding unit of estimated production (Fritz et al., 1997; Khorsandi et al., 1997; Amador-Ramírez et al., 2007).

For comparisons of model performance during the two years (2006 and 2007), the mean squared deviation (MSD) for grain yield was calculated as well as each of its three components: the squared bias (SB), the lack of correlation weighted by the standard deviation (LCS), and the squared difference between standard deviations (SDSD) (Kobayashi and Salam, 2000).

To test the capability of the model to predict bean yield in other important bean-producing areas of Mexico, the bean model was also run using field data from the adjoining state

Durante el ciclo de cultivo de los años 2006 y 2007, se muestreó el IAF solo durante la etapa fenológica R7, la cual corresponde a la formación de vainas (Schoonhoven y Pastor-Corrales, 1987); ya que es la etapa con el mayor IAF. Posteriormente durante la etapa R8 (llenado de vainas), se contaron número de vainas llenas por planta, granos por vaina y densidad de plantas, tal como fueron medidos en el año 2005.

Se realizó una regresión entre los valores observados en el año 2006 y 2007 y los estimados por el modelo. La precisión del modelo en la estimación de la producción fue de acuerdo a las siguientes asunciones: una R2 apropiada, la pendiente debe ser significativamente igual a uno y el intercepto debe ser significativamente igual a cero (White et al., 2007). La precisión óptima de los valores estimados por el modelo ocurre cuando la pendiente se acerca a uno, que implica que por cada unidad de producción observada, corresponderá una unidad de producción estimada (Fritz et al., 1997; Khorsandi et al., 1997; Amador-Ramírez et al., 2007).

Para la comparación de los resultados del modelo durante los años (2006 y 2007), se calculó la desviación media al cuadrado (DCM) para rendimiento de grano, así como cada uno de sus tres componentes: el sesgo al cuadrado (SC), la falta de correlación ponderada por el desviación estándar (FCDE), y la diferencia al cuadrado entre las desviaciones estándar (DCDE) (Kobayashi y Salam, 2000).

Para probar la capacidad del modelo de predecir el rendimiento de frijol en otras áreas productoras de frijol en México; el modelo también fue validado utilizando datos del estado de Durango, el cual tiene condiciones similares de clima y suelo al estado de Zacatecas. La hipótesis de esta segunda validación fue que debido a las condiciones similares de ambos estados, el modelo desarrollado en Zacatecas, podría también ser utilizado en Durango, para predecir el rendimiento de frijol de temporal con la misma precisión que en Zacatecas.

Los datos de campo de Durango en 34 y 36 parcelas de productores durante los años 2006 y 2007, respectivamente (Figura 2), fueron muestreados tal como se hizo en Zacatecas. Con estos datos el modelo fue validado para cada año. Los datos de precipitación fueron obtenidos de la red de estaciones automáticas de clima de Durango (Figura 2). El análisis estadístico aplicado fue similar al realizado con los datos de Zacatecas.


of Durango, which has similar soil, climate and managementconditions as Zacatecas. The hypothesis of this second validation is that due to the similar conditions of the two states, the model developed for Zacatecas can also be used in Durango to predict dry bean yield with the same level of precision as in Zacatecas.

The field data of Durango was sampled just like in Zacatecas, in 34 and 36 farm sites in 2006 and 2007, respectively (Figure 2). With these data, the model was validated for each year, considering sampling sites yield. Precipitation data were obtained from the automatic weather stations network of Durango (Figure 2). The statistical analysis applied was similar to that used for the Zacatecas data.

The total production of the state of Durango for 2006 and 2007 was obtained by multiplying the simulated mean yield of all the sampling sites by the total surface sown to bean in the state. The simulated yield was then compared with actual yield reported by SIAP (Servicio de Informacion Agroalimentaria y Pesquera).


Model construction

The best model resulting from the data of yield, yield components, precipitation, and leaf area index of 54 sampling sites during 2005 in the state of Zacatecas is as follows:

GY= -555.95916+74.52122PDP+62.86604LAI+ 1.33191PPAUG+0.00515PD-7.1725GPP

Where: GY= grain yield; PDP= number of pods per plant; LAI= leaf area index; PPAUG= precipitation for the month of August; PD= population density; GPP= grains per plant.

The model was highly significant (p<0.0001), n= 54 and R2= 0.88. Its coefficient of determination was good since it explained almost 90% of the total variance, taking into account the great variability in farmland conditions, precipitation, and crop management. Similar to what has been reported by Westermann and Crothers (1977);

La producción total del estado de Durango para 2006 y 2007, se obtuvo multiplicando el rendimiento medio simulado de todos los sitios de muestreo por la superficie total sembrada con frijol. El rendimiento simulado se comparó con el rendimiento real reportado por SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera).


Construcción del modelo

El mejor modelo resultante con los datos de rendimiento, componentes del rendimiento, precipitación e índice de área foliar de los 54 sitios de muestreo del año 2005 en el estado de Zacatecas, fue el siguiente:

RG= -555.95916+74.52122VPP+62.86604IAF+ 1.33191PPAGO+0.00515DP-7.1725GPP

Donde: RG= rendimiento de grano; VPP= número de vainas por planta; IAF= índice de área foliar; PPAGO= precipitación del mes de agosto; DP= densidad de plantas; GPP= granos por planta.

Figure 2. Agricultural areas, sampling sites, and weather stations in 2006 and 2007 in the state of Durango, Mexico.Figura 2. Áreas agrícolas, sitios de muestreo y estaciones de clima en los años 2006 y 2007 en Durango, México.

Sampling siteWeather stationAgricultural area


Shenkut and Brick (2003), a close relationship wasfound between yield and its components. In this model, PDP (number of pods per plant) was the component that contributed the most, explaining 82% of the total variance.

Other variables closely related to yield were leaf area index, as has also been previously reported for crops like maize and wheat (Báez-González et al., 2002; Amador-Ramírez et al., 2007), and accumulated precipitation for the month of August, which generally corresponded with the stage of maximum development of the crop, i.e., the stages of flowering and filling of pods (Acosta-Gallegos et al., 1998).

The model was able to predict dryland bean yield production at least one month before the mexican farmers gathered the bean from the field. This one-month period included the time after the pods had filled and become mature, when the plants were left in the field to allow the grains to dry. According to FAO recommendations, it is not only the length of the growing season that must be taken into account when harvesting but also the degree of maturity of the grain, which must be appropriate to the succeeding treatments. The moisture content is an important factor to consider since the higher the moisture content at harvest time, the higher is the risk of losses due to mold, insects, etc (FAO, 2009).

Model validation

During the validation phase, the model made acceptable estimations for Zacatecas for the growing seasons of 2006 and 2007. The simulation of grain yield under dryland conditions showed a mean error of prediction (simulated minus measured) of 0.25 Mg ha-1 for 2006 and 0.22 Mg ha-1 for 2007. The growth model accounted for 69% of the variability in measured yield in 2006 and 71% for 2007 (Figure 3). These results closely approximate those of bean prediction studies conducted by Amador-Ramírez et al. (2007) who reported 65% and 71% accuracy for bean in Zacatecas and Shenkut and Brick (2003) who obtained 65% for bean in Ethiopia .The model satisfied the requirement that statistically, the intercept must not be different from 0 and the slope must not be different from 1 (Table 1) (White et al., 2007). This indicates that the model can be used to predict bean yield in Zacatecas under dryland conditions.

El modelo resultó altamente significativo (P<0.0001), n= 54 y R2= 0.88, su coeficiente de determinación se considera bueno dado que explica casi el 90% de la varianza total, pese a la gran diversidad de condiciones de los terrenos de cultivo, la precipitación y el manejo del cultivo. Al igual que Westermann y Crothers (1977); Shenkut y Brick, (2003) encontraron una alta relación entre el rendimiento y sus componentes, siendo representados en este modelo por VPP el cual resultó con la mayor aportación al modelo, ya que explica el 82% de la varianza total.

Otra variable de alta relación con el rendimiento resultó ser el IAF, la cual ha resultado con alta correlación en diferentes cultivos como maíz, trigo, etc. (Báez-González et al., 2002; Amador-Ramírez et al., 2007), así como la precipitación acumulada durante el mes de agosto, la cual corresponde con la etapa de mayor desarrollo del cultivo, que coincide con las etapas de floración y llenado de vainas (Acosta-Gallegos et al., 1998).

El modelo fue capaz de predecir la producción de frijol de temporal, al menos un mes antes de la cosecha. Este mes incluye el tiempo después que las vainas llenan y llegan a la madurez y secado de grano. Según las recomendaciones de la FAO, no sólo es la longitud de la estación de crecimiento que se debe tener en cuenta cuando se cosecha, sino también el grado de madurez del grano, que debe ser adecuado a los tratamientos posteriores. A mayor contenido de humedad del grano en época de cosecha, mayor será el riesgo de pérdidas debido al moho, insectos, etc (FAO, 2009).

Validación del modelo

En la fase de validación, el modelo predijo estimaciones aceptables para Zacatecas en el ciclo de cultivo primavera-verano 2006 y 2007. La simulación de rendimiento de grano bajo condiciones de temporal mostró un error medio de predicción (estimado menos observado) de 0.25 Mg ha-1 para 2006 y 0.22 Mg ha-1 para 2007. El modelo explicó 69% la variabilidad del rendimiento observado en 2006 y 71% en 2007 (Figura 3). Estos resultados son muy aproximados a estudios de predicción de frijol conducidos por Amador-Ramírez et al. (2007) quien reportó 65 y 71% de precisión para frijol en Zacatecas; mientras que Shenkut y Brick (2003) obtuvieron 65% para frijol en Etiopía. El modelo cumplio la demanda estadística, el intercepto no debe ser diferente de 0 y la pendiente no debe ser diferente de 1 (Cuadro 1) (White et al., 2007). Esto indica que el modelo puede ser utilizado para predecir el rendimiento de frijol de temporal en Zacatecas.


To measure the overall deviation of the model, the MSD for the two years of data was calculated (Table 2). The MSD value for 2007 was lower than that for 2006 (0.095 vs 0.114). The SB values (0.0619 for 2006 and 0.048 for 2007) show that the accuracy of the model was similar during the two years. The mean and standard deviations of predicted yield during 2006 and 2007 were 0.65 ± 0.29 and 0.5 ± 0.27 Mg ha-1, respectively. On the other hand, the mean and standard deviations of real yield for both years were 0.9 ± 0.4 and 0.72 ± 0.39 Mg ha-1, respectively.

The model showed similar values of LCS during the two years of validation. These results indicate that the model simulated in a similar way the pattern of fluctuations across measurements in the 111 sites regardless of the year, in the same way than Gauch et al. (2003). However, the magnitude of yield fluctuations was better simulated in 2006 than in 2007 (SDSD of 0.0129 for 2006 and 0.0148 for 2007) probably because of the different precipitation patterns in the central and southeast regions of Zacatecas.

The use of the model in Durango state with 2006 and 2007 data also had acceptable results since it complied with the requirement that statistically, the intercept must not be different from 0 and the slope not different from 1 (Table 1 and Figure 4). The simulation of grain yield under dryland conditions showed a mean error of prediction (simulated minus measured) of 0.33 Mg ha-1 for 2006 and 0.2 Mg ha-1 for 2007. The growth model accounted for 74% of the variability in measured yield in 2006 and 77% for 2007 (Figure 4). To

Para medir la desviación global del modelo, el MCD de los dos años de datos fue calculado (Cuadro 2). El valor de la DCM para 2007 fue menor que para 2006 (0.095 vs. 0.114). Los valores del SC (0.0619 para 2006 y 0.048 para 2007), muestran que la precisión del modelo fue similar durante los dos años. La media y la desviación estándar de los rendimientos predichos para 2006 y 2007 fueron 0.65 ± 0.29 y 0.5 ± 0.27 Mg ha-1, respectivamente. Por otra parte, la media y las desviaciones estándar de los valores reales de rendimiento para ambos años fueron 0.90 ± 0.4 y 0.72 ± 0.39 Mg ha-1, respectivamente.

Year Intercept Slope R2 NZacatecas

2006 144.2 1.16** 0.6907 532007 101.3595 1.2373** 0.7172 582006-2007 121.1834** 1.1965** 0.7177 111

Durango2006 -134.3491 1.595** 0.7411 342007 20.7071 1.2228** 0.776 362006-2007 -20.5544 1.3596** 0.7283 70

Table 1. Modeled yield as a function of observed yield of bean under dryland conditions in the state of Zacatecas and Durango, Mexico.Cuadro 1. Rendimiento estimado en función del rendimiento observado de frijol de temporal en Zacatecas y Durango, México.

**intercept not significantly different from zero or slope not significantly different from 1 (p≤ 0.05).

Figure 3. Comparison of simulated and observed bean yield under dryland conditions during 2006 (A) and 2007 (B) spring-summer growing seasons in the state of Zacatecas, Mexico.Figura 3. Comparación de rendimiento observado y estimado de frijol de temporal en primavera- verano 2006 (A) y 2007 (B) en Zacatecas, México.

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Mea

sure

d

y= 1.16x + 144.19R2= 0.6907

A)

Simulated

Simulated

0 200 400 600 800 1000 1200

B)y= 1.2373x + 101.37

R2= 0.7172

18001600

1400

1200

1000 800

600

400 200 0

Mea

sure

d


measure the overall deviation of the model in the Durango study, the MSD for the two years of data was calculated (Table 2). The MSD value for 2007 was lower than that for 2006 (0.1006 vs. 0.2232). The SB values (0.1122 for 2006 and 0.0406 for 2007) indicate similar accuracy during the two years. The mean and standard deviations of predicted yield during 2006 and 2007 were 0.79 ± 0.29 and 0.81 ± 0.36 Mg ha-1, respectively, while the mean and standard deviations of real yield for both years were 1.12 ± 0.54 and 1.01 ± 0.5 Mg ha-1, respectively. These values approximate those reported by Báez-González et al. (2005) for an LAI-based yield model for maize.

The similar values of LCS during the two years of validation (0.043 for 2006, 0.05 for 2007) show that, just like in Zacatecas, the model simulated in a similar way the pattern of fluctuations across measurements in the 70 sites in Durango regardless of the year (Gauch et al., 2003). However, the magnitude of yield fluctuations was better simulated in 2007 than in 2006 (SDSD of 0.0676 for 2006 and 0.0099 for 2007). As has been explained earlier, this was expected since the quantity and distribution of

El modelo mostró valores similares de FCDE para los dos años de validación; estos resultados indican que el modelo simuló el mismo patrón de fluctuaciones en mediciones de 111 sitios independientemente del año, resultados similares obtuvo Gauch et al. (2003). Sin embargo, la magnitud de las fluctuaciones de rendimiento fue mejor simulada en 2006 que en 2007 (DCDE de 0.0129 para 2006 y 0.0148 en 2007), probablemente debido a la diferente distribución de las precipitaciones en la zona centro y sureste de Zacatecas.

El uso del modelo en el estado de Durango con datos de los años 2006 y 2007, también tuvo resultados aceptables ya que se cumplieron los requerimientos estadísticos, el intercepto no debe ser diferente de 0 y la pendiente no debe ser diferente de 1 (Cuadro 1 y Figura 4). La estimación de rendimiento de grano de frijol bajo condiciones de temporal mostró un error medio de estimación (estimado menos observado) de 0.33 Mg ha-1 para 2006 y 0.2 Mg ha-1 para 2007. El modelo explicó 74% la variabilidad del rendimiento observado en 2006 y 77% en 2007 (Figura 4). Para medir la desviación global del modelo en Durango,

Year of the growing seasonZacatecas Durango

Measured Simulated Measured Simulated2006 MEAN 0.9018 0.6531 1.1235 0.7886

SD 0.4044 0.2897 0.5431 0.2931RMSE 0.337 0.4645MSD 0.1136 0.2232SB 0.0619 0.1122LCS 0.0388 0.0434SDSD 0.0129 0.0676

2007 MEAN 0.7242 0.5033 1.0135 0.8119SD 0.3896 0.2667 0.4953 0.3568RMSE 0.308 0.3166MSD 0.0949 0.1006SB 0.048 0.0406LCS 0.0312 0.05

SDSD 0.0148 0.0099

Table 2. Measured and simulated bean yield (Mg ha-1) in sites under dryland conditions in Zacatecas and Durango, Mexico.Cuadro 2. Rendimiento observado y estimado de frijol (Mg ha-1) en sitios bajo condiciones de temporal en Zacatecas y Durango, México.

SD= standard deviation; RMSE= root mean square; MSD= mean squared deviation; LCS= lack of correlation weighted by standard deviation; SDSD= squared difference between standard deviation; SB= squared bias.


precipitation in the area in 2005 (year of data for model construction) were similar to that in 2007. These results indicate that the bean model can be used to estimate bean grain yield at large scale, covering Zacatecas and Durango, the two most important bean-producing states of Mexico.

Official reports of the yield production of dry bean under non-irrigated condition in Zacatecas showed an average of 0.67 and 0.45 Mg ha-1 for the spring-summer growing seasons of 2006 and 2007, respectively (SIAP, 2009). Considering all sampling sites, the model predicted an average of 0.65 for 2006 and 0.5 Mg ha-1 for 2007 (Table 2). Therefore the error of prediction, was only 0.02 Mg ha-1

fue calculado el MCD de los dos años de datos (Cuadro 2). El valor de la DCM para 2007 fue menor que para 2006 (0.1006 vs. 0.2232). Los valores del SC (0.1122 para 2006 y 0.0406 para 2007) muestran que la precisión del modelo fue similar en los dos años. La media y la desviación estándar de los rendimientos predichos para 2006 y 2007 fueron 0.79 ± 0.29 y 0.81 ± 0.36 Mg ha-1, respectivamente; mientras que la media y las desviaciones estándar de los valores reales de rendimiento para ambos años fueron 1.12 ± 0.54 and 1.01 ± 0.50 Mg ha-1, respectivamente. Estos valores son aproximados a los reportados por Báez-González et al. (2005) para un modelo de rendimiento de maíz basado en el IAF.

El modelo mostró valores similares de FCDE para los dos años de validación (0.043 para 2006, 0.05 para 2007); estos resultados indican, al igual que en Zacatecas, el modelo simuló de manera similar el patrón de las fluctuaciones en las mediciones en los 70 sitios en Durango independientemente del año (Gauch et al., 2003). Sin embargo, la magnitud de las fluctuaciones de rendimiento fue mejor simulada en 2007 que en 2006 (DCDE de 0.0676 para 2006 y 0.0099 en 2007). Como se explicó anteriormente, esto se esperaba ya que la cantidad y distribución de las precipitaciones en la zona en 2005 (año de los datos de construcción de modelos) fue similar a la de 2007. Estos resultados indican que el modelo de frijol se puede utilizar para estimar el rendimiento de grano de frijol a gran escala, abarcando Zacatecas y Durango, los dos estados productores de frijol más importantes de México.

Reportes oficiales del rendimiento de frijol bajo condiciones de temporal en Zacatecas, indican una media de 0.67 y 0.45 Mg ha-1 para el ciclo primavera-verano en los años 2006 y 2007, respectivamente (SIAP, 2009). Considerando todos los sitios de muestreo, el modelo predijo un promedio de 0.65 para 2006 y 0.5 Mg ha-1 para 2007 (Cuadro 2). Por lo que el error de predicción fue de sólo 0.02 y 0.05 Mg ha-1 para 2006 y 2007, respectivamente. En el caso de Durango, la media del error de predicción fue 0.03 Mg ha-1 para 2006 y 0.028 Mg ha-1 para 2007, ya que la producción promedio reportada fue de 0.82 Mg ha-1 para 2006 y 0.53 Mg ha-1 para 2007, mientras que el modelo predijo 0.79 y 0.81 Mg ha-1 para 2006 y 2007, respectivamente, (Cuadro 2). Resultados similares sobre rendimiento de frijol, fueron reportados por Amador-Ramírez et al. (2007) e indica que independientemente del tipo de modelo, es una necesidad

Figure 4. Comparison of simulated and observed bean yield under dryland conditions in the state of Durango during 2006 (A) and 2007 (B) spring-summer growing seasons.Figura 4. Comparación de rendimiento observado y estimado de frijol de temporal en primavera- verano 2006 (A) y 2007 (B) en Durango, México.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Simulated

B)

Mea

sure

d

2500

2000

1500

1000

500

0

y= 1.2228x + 20.71R2= 0.776

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Simulated

Mea

sure

d

A)y= 1.5951x - 134.36R2= 0.7412

2500

2000

1500

1000

500

0


and 0.05 Mg ha-1 for 2006 and 2007, respectively. In the case of Durango, the mean error of prediction was 0.03 Mg ha-1 for 2006 and 0.028 Mg ha-1 for 2007 since average yield production was reported as 0.82 Mg ha-1 in 2006 and 0.53 Mg ha-1 for 2007 while the model predicted 0.79 Mg ha-1 and 0.81 Mg ha-1 for 2006 and 2007 (Table 2), respectively. Similar results were reported in beans by Amador-Ramírez et al. (2007) and notes that regardless of the type of model, there is a necessity to aid predicting dry bean yield in order for farmers in obtaining supports for grain commercialization, and also for decisions makers to predict yield.

CONCLUSIONS

The model using climatic data and data from non-destructive field sampling of leaf area index and yield components was able to predict bean yield of native and improved varieties at large scale in Zacatecas. It showed similar accuracy during the two years of model validation.

The use of the model with data from the neighboring state of Durango likewise showed similar accuracy, indicating that the model developed in Zacatecas has the capacity to predict bean yield in Durango.

Further studies can be made to determine the applicability of the model to neighboring areas with similar climate and crop management conditions. The model has the advantage of including variations in climate since they are implied in the samples of the yield components, which are influenced by this factor.

This modeling methodology is considered an improvement over the prevailing farm-by-farm estimation method that provides yield data weeks after harvest. It has the potential to be used for large-area dry bean yield prediction to benefit governmental decision-making at the regional level.

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ayudar a pronosticar el rendimiento de frijol para que los agricultores obtengan apoyos para la comercialización de granos, y también para que los tomadores de decisiones sean capaces de predecir el rendimiento.

CONCLUSIONES

El modelo generado que utiliza datos de clima, muestreos de campo no destructivos de índice de área foliar y componentes del rendimiento, fue capaz de predecir el rendimiento del frijol de temporal a escala regional en Zacatecas, de manera similar en los dos años de validación.

El uso del modelo con datos del estado de Durango mostró similar precisión, indicando que el modelo desarrollado en Zacatecas tiene la capacidad de predecir el rendimiento de frijol en Durango.

Se pueden realizar nuevos estudios para determinar la aplicabilidad del modelo a las áreas vecinas con el clima y condiciones similares de manejo de cultivos. El modelo tiene la ventaja de incluir las variaciones en el clima, ya que están implícitos en los muestreos de los componentes del rendimiento, que se ven influidos por este factor.

Esta metodología de modelado se considera una mejora con respecto al método de estimación prevaleciente de encuesta productor por productor que proporciona datos de rendimiento semanas después de la cosecha. Esto tiene el potencial de ser utilizado para la predicción de grandes superficies de frijol de temporal en beneficio de la toma de decisiones gubernamentales a nivel regional.

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Fin de la versión en español


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DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DE LAS ESPECIES CULTIVADAS DE AMARANTHUS Y DE SUS PARIENTES SILVESTRES EN MÉXICO*

GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION OF CULTIVATED SPECIES OF AMARANTHUS AND THEIR WILD RELATIVES IN MEXICO

Eduardo Espitia-Rangel1§, Emma Cristina Mapes-Sánchez2, Carlos Alberto Núñez-Colín1 y Diana Escobedo-López1

1Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km 6.5. Celaya, Guanajuato, México. A. P. 112. C. P. 38110. Tel. 01 461 6177107. ([email protected]), ([email protected]). 2Jardín Botánico. Instituto de Biología. Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad Universitaria. Distrito Federal, México. C. P. 04510. §Autor para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivo obtener los patrones de distribución de Amaranthus cruentus, Amaranthus hypochondriacus y sus parientes silvestres, mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica, además de realizar un patrón de variación geográfica de las zonas donde se localizan. El género Amaranthus está distribuido a lo largo de México. A. cruentus y A. hypochondriacus se distribuyen en la parte centro sur del país, mientras que A. powellii está distribuido del centro al norte de México. Por otro lado, A. hybridus se puede cultivar prácticamente en todo México, por lo que fue la especie que presentó la mayor adaptación en comparación a las otras tres especies que mostraron una distribución más limitada. De acuerdo con la hipótesis que A. hybridus puede ser el ancestro más probable de A. cruentus y según los resultados obtenidos en este estudio, esta hipótesis podría ser cierta debido que en toda la distribución de A. cruentus está presente A. hybridus. Cabe mencionar, sobre la hipótesis que A. hypochondriacus puede ser un híbrido entre A. cruentus y A. powellii, se puede concluir que es cierta ya que A. hypochondriacus presentó un patrón de variación latitudinal parecido a A. powellii y un patrón de variación altitudinal similar a A. cruentus; además que todas ellas convergen en el Valle de México.

ABSTRACT

The aim of this work was to obtain the distribution patterns of Amaranthus cruentus, Amaranthus hypochondriacus and its wild relatives using Gorgraphic Information Systems, as well as creating a geographic variation pattern of the areas in which they are found. The genus Amaranthus is distributed throughout Mexico. A. cruentus and A. hypochondriacus are distributed in the south-central area of the country, whereas A. powellii is found in the center and north of Mexico. On the other hand, A. hybridus can be cultivated in practically any part of the country, making it the species with the greatest adaptation in comparison to the other three species that displayed a more limited distribution. According to the hypothesis that states that A. hybridus is most likely the ancestor of A. cruentus and according to results obtained in this study, this hypothesis may be correct, since in all the distribution of A. cruentus, A. hybridus is present. It is worth mentioning, on the hypothesis of A. hypochondriacus being a hybrid between A. cruentus and A. powellii, that we can conclude it is true, since A. hypochondriacus displayed a latitudinal variation pattern similar to that of A. powellii and a pattern of altitudinal variation similar to that of A. cruentus; besides, all the species converge in the Valley of Mexico.

* Recibido: marzo de 2010


Eduardo Espitia-Rangel et al.428 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

Palabras Clave: Amaranthus cruentus, A. hybridus, A. hypochondriacus, A. powellii, Sistemas de Información Geográfica.

INTRODUCCIÓN

El género Amaranthus consiste alrededor de 70 especies, de las cuales 40 son nativas del continente americano y el resto de Australia, África, Asia y Europa (Costea et al., 2001). A. caudatus L., A. hypochondriacus L. y A. cruentus L. son las especies de amaranto que han creado un gran interés durante los años recientes como cultivos agrícolas en muchas regiones del mundo; debido excepcionalmente por alto valor nutrimental de sus semillas y hojas (Costea et al., 2001).

Existen una gran cantidad artículos científicos que documentan el valor nutricional del amaranto, además de su potencial agronómico, el manejo de sus recursos genéticos y los programas de mejoramiento de amaranto; sin embargo, una revisión sobre aspectos nutricionales se puede encontrar en Kauffman y Weber (1990); Kauffman (1992) y para una exploración sobre recursos genéticos y mejoramiento en Brenner et al. (2000).

La domesticación de las especies de amaranto para grano, no está totalmente comprendida. Sin embargo, el primer dato que existe sobre el amaranto como cultivo de grano domesticado, proviene de excavaciones arqueológicas en la cueva de Coxcatlan en Tehuacán, Puebla, México; donde las semillas de A. cruentus se fecharon con 6 000 años de antigüedad, aunque Sauer (1993) mencionó que la domesticación inicial podría haber ocurrido mucho antes y en diferentes lugares. Por otro lado, las semillas más antiguas conocidas de A. hypochondriacus aparecieron en las mismas cuevas, pero fechadas con cerca de 1 500 años de antigüedad, aunque la domesticación, al igual que el caso anterior, pudo haber ocurrido antes (Brenner et al., 2000).

De acuerdo con Grubben (1976); Grubben y Sloten (1981), la especie A. cruentus L. es originaria de América Central, probablemente de Guatemala y sureste de México, donde se cultiva hasta hoy en día y donde también se encuentra ampliamente distribuida de manera natural. Sauer (1993) propuso que el progenitor más probable de A. cruentus es A. hybridus L. que actualmente se encuentra distribuida en una amplia gama de llanuras y montañas del norte, centro y sur del continente americano.

Key words: Amaranthus cruentus, A. hybridus, A. hypochondriacus, A. powellii, Geographic Information Systems.

INTRODUCTION

The genus Amaranthus consists of roughly 70 species, of which 40 are native to the Americas, and the rest to Australia, Africa, Asia and Europe (Costea et al., 2001). A. caudatus L., A. hypochondriacus L. and A. cruentus L. are the amaranth species that have created a great worldwide interest in recent years as agricultural crop; this is due mostly to its high nutritional value of their seeds and leaves (Costea et al., 2001).

There is a large number of scientific papers that document the nutritional value of amaranth, as well as it agricultural potential, the handling of its genetic resources and amaranth improvement programs; however, a revision on nutritional aspects can be found in Kauffman and Weber (1990); Kauffman (1992), and for an exploration on genetic resources and improvement Brenner et al. (2000).

The domestication of amaranth species for the use of its grain is not entirely understood. However, the first piece of data known on amaranth as a domesticated grain crop comes from archaeological excavations in the Coxcatlan cave in Tehuacán, Puebla, Mexico, where A. cruentus seeds were found to be 6 000 years old, although Sauer (1993) mentioned that initial domestication could have occurred long before and in a different place. On the other hand, the oldest known A. hypochondriacus seeds appeared in the same caves, although these were found to be 1 500 years old, although domestication, like in the previous case, could have occurred earlier (Brenner et al., 2000).

According to Grubben (1976); Grubben and Sloten (1981), the species A. cruentus L. comes from Central America, probably from Guatemala and southeastern Mexico, where it is grown until nowadays, and where it is widely distributed in its natural form. Sauer (1993) proposed that the ancestor of A. cruentus is most probably A. hybridus L., which is currently distributed in a wide range of flatlands of the north, center and south of the American continent.

Distribución geográfica de las especies cultivadas de Amaranthus y de sus parientes silvestres en México 429

Por otro lado, Sauer (1950 y 1967) indicó que A. hypochondriacus L. es originaria del centro de México, debido que en esta zona se cultiva desde el tiempo de los aztecas y donde actualmente se sigue cultivando, además que se encuentra ampliamente distribuida en todo México. Esta especie también se cultiva en los Himalayas en Nepal y en el sur de la India, donde se han formado centros secundarios de diversificación. Sauer (1993) mencionó que A. hypochondriacus presenta características tanto de A. cruentus como de la especie silvestre A. powelli Watson, y que incluso A. hypochondriacus pudiera ser un híbrido entre ambas especies.

A. caudatus L. es otra especie cultivada para la producción de grano; es de día corto y se adapta mejor que las otras especies a las bajas temperaturas. Esta especie es originaria de los andes (Sudamérica) y de aquí se distribuyó a otras zonas templadas y subtropicales (Grubben, 1976; Grubben y Sloten, 1981; Hunziker, 1952).

El amaranto de grano de las tres especies, ha sido cultivado tradicionalmente en regiones comprendidas entre el ecuador y los 30º de latitud norte, aunque el amaranto puede ser cultivado en latitudes mayores, utilizando materiales que puedan florecer aún cuando no cuenten con el fotoperiodo de los trópicos (National Research Council, 1985).

En la actualidad, el cultivo del amaranto para producción de grano se ha concentrado en regiones altas tales como la Sierra Madre y el Eje Neovolcánico en México, Los Andes en Sudamérica y los Himalayas en Nepal y la India (Grubben y Sloten, 1981).

A pesar de estos antecedentes, no existen estudios actuales sobre la distribución natural de las especies cultivadas de amaranto en México; por este motivo, el objetivo del presente trabajo fue determinar la distribución actual de las especies cultivadas nativas y de sus posibles ancestros mediante datos de pasaporte de colectas de herbario y de germoplasma y el uso de Sistema de Información Geografíco (SIG).


Se utilizaron 2 786 datos de pasaporte de ejemplares de todas las especies del género Amaranthus, de los cuales 610 son de A. cruentus; 680 de A. hybridus; 356 de A. hypochondriacus, y 35 de A. powellii. Estos valores fueron obtenidos de la base de datos de la red mundial de información

On the other hand, Sauer (1950 and 1967) indicated that A. hypochondriacus L. comes from central Mexico, since it has been grown in this area since the time of the Aztecs, and is widely distributed in all of Mexico. This species is also grown in the Himalayas in Nepal and southern India, where secondary diversification centers have been formed. Sauer (1993) mentioned that A. hypochondriacus has characteristics of both A. cruentus and the wild species A. powelli Watson, and that A. hypochondriacus could even be a hybrid between both species.

A. caudatus L. is another species grown for the production of grain; it is a short-day plant that adapts better than the other species to low temperatures. This species comes from the Andes (South America) and distributed from there to warm and subtropical areas (Grubben, 1976; Grubben and Sloten, 1981; Hunziker, 1952).

The grain amaranth of all three species has been cultivated traditionally in the areas between the equator and 30º latitude north, although the amaranth can be grown in greater latitudes, but only if materials are used that can thrive, even when the photoperiod is not the same as in the tropics (National Research Council, 1985).

The cultivation of amaranth for the grain production has been centered on high areas, such as the Sierra Madre and the Eje Neovolcanico in Mexico, the Andes in South America and the Himalayas in Nepal and India (Grubben and Sloten, 1981).

Despite these antecedents, there are no current studies on the natural distribution of cultivated species of amaranth in Mexico; for this reason, the aim of this investigation was to determine the current distribution of the native species cultivated in Mexico and of their possible ancestors, using a passport data from herbarium and germplasm collections, along with the use of Geographic Information System (GIS).


The passport data of 2 786 specimens of the Amaranthus genus were used, out of which 610 belonged to A. cruentus, 680 to A. hybridus; 356 to A. hypochondriacus, and 35 to A. powellii. These values were obtained from the data base of the World Network of Information on Biodiversity (REMIB), the National Biodiversity Information System (CONABIO) and INIFAP’s National Amaranth Collection.


sobre biodiversidad (REMIB), del Sistema Nacional de Información sobre Biodiversidad (CONABIO) y de la colección nacional de amaranto del INIFAP.

Con datos de pasaporte se elaboraron mapas de distribución; el primero de todos los ejemplares del género Amaranthus en México, así como uno para cada especie cultivada y cada uno de sus posibles ancestros, además de mapas con la distribución combinada de A. hypochondriacus y A. cruentus con sus posibles progenitores. Estos mapas fueron hechos utilizando el programa DIVA-GIS versión 7.1 (Hijmans et al., 2004). Los patrones de distribución donde se encuentran cada una de las especies de Amaranthus fue explicada de acuerdo a las regiones biogeográficas descritas por Morrone (2005).

Además de los mapas de distribución y con el fin de obtener de manera cuantitativa los patrones de distribución latitudinal y altitudinal de cada especie, tanto de las cultivadas como sus relativos silvestres, se elaboraron gráficas de dispersión de las accesiones de cada una de ellas, en donde se graficó la latitud (eje X) y altitud (eje Y), en la cual se ubicaron cada una de las accesiones de cada especie; con esto, se pretendió que al comparar los gráficos de las diferentes especies, se pueda elucidar los patrones de comportamiento de la distribución de las mismas, para deducir su probable grado de adaptación y su posible relación de parentesco.

RESULTADOS

Distribución general

La distribución del género Amaranthus en México es amplia, teniendo representantes en todos los estados del país (Figura 1).

Aunque la mayor concentración de especímenes, se localiza en la zona biogeográfica denominada Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005), este género está ampliamente distribuido en toda la república mexicana, tanto en planicies costeras como en zonas montañosas.

Distribución de las especies cultivadas y sus parientes silvestres

A. cruentus está principalmente distribuida en el centro-sur de la república mexicana, principalmente en la zona biogeográfica del Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005) en los estados de Puebla, Morelos, Estado de México y Distrito Federal; aunque también presentó

Using the passport data, distribution maps were created; the first of all the specimens of the genus Amaranthus in Mexico, as well as one for each species planted and each of their possible ancestors, along with maps of the combined distribution of A. hypochondriacus and A. cruentus with their possible parents. There maps were created using the program DIVA-GIS 7.1 (Hijmans et al., 2004). The distribution patterns where each of the species of Amaranthus are found was explained according to the biogeographical regions described by Morrone (2005).

In order to obtain latitudinal and altitudinal quantitative distribution patterns for wild and cultivated species, along with the distribution maps, dispersion graphs were created with the accessions of each species, in which the latitude (X axis) and altitude (Y axis) were plotted.The dispersion graphs were used to explain the behavior patterns of species distribution, to deducetheir probable degree of adaptation and its possible relationships.

RESULTS

General distribution

The distribution of the genus Amaranthus in Mexico is wide, covering all states of the country (Figure 1).

Figura 1. Distribución geográfica del género Amaranthus en México.Figure 1. Geographical distribution of the genus Amaranthus in Mexico.

Amaranthus

0 400 Kilómetros

↑N


especímenes en los estados de Sonora, Chihuahua, Coahuila, Colima, San Luis Potosí, Guerrero, Veracruz, Oaxaca y Chiapas (Figura 2).

En este sentido, A. hybridus, que es el posible ancestro de A. cruentus, presentó una mayor distribución geográfica en México, presentando especímenes en prácticamente todo el país (Figura 3). Aunque esta especie se distribuye principalmente en las zonas biogeográficas del Eje Volcánico Transmexicano, Golfo de México y Altiplano mexicano (Morrone, 2005).

Although the greatest concentration of specimens is located in the biogeographical area known as the Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005), this genus is widely distributed throughout the country, is coastal plains and mountainous areas alike.

Distribution of the planted species and their wild relatives

A. cruentus is mostly distributed in central-south Mexico, mainly in the biogeographical area of the Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005) in the states of Puebla, Morelos, State of Mexico and the Federal District; although there were also specimens found in the states of Sonora, Chihuahua, Coahuila, Colima, San Luis Potosí, Guerrero, Veracruz, Oaxaca and Chiapas (Figure 2).

In this sense, A. hybridus, which is the possible ancestor of A. cruentus, displayed a greater geographical distribution in Mexico, with specimens in practically the entire country (Figure 3); although this species is distributed mostly in the biogeographical areas of the Eje Volcánico Transmexicano, the Gulf of Mexico and the Mexican Highlands (Morrone, 2005).

If we combine the distribution of these two species in one map, we notice that they converge in south-central Mexico, within the biogeographical area of the Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005), in the states of Puebla, Morelos, State of Mexico and the Federal District, as well as in the biogeographical area of the Southern Sierra Madre (Morrone, 2005) in the state of Oaxaca (Figure 4).

Figura 2. Distribución geográfica de A. cruentus en México.Figure 2. Geographical distribution of A. cruentus in Mexico.

0 400 Kilómetros

A. cruentus

N↑

Figura 3. Distribución geográfica de A. hybridus en México.Figure 3. Geographical distribution of A. hybridus in Mexico.

0 400 Kilómetros

N

A. hybridus

↑

Figura 4. Distribución geográfica de A. cruentus y A. hybridus en México.Figure 4. Geographical distribution of A. cruentus and A.hybridus in Mexico.

0 400Kilómetros

A. hybridusA. cruentus

N↑


Al combinar en un mismo mapa la distribución de estas dos especies, se encontró que estas convergen en el centro-sur de México, dentro de la zona biogeográfica del Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005), en los estados de Puebla, Morelos, Estado de México y Distrito Federal; así como en la región biogeográfica Sierra Madre del Sur (Morrone, 2005) en el estado de Oaxaca (Figura 4).

Por otro lado, A. hypochondriacus se distribuye principalmente en las regiones biogeográficas del Eje Volcánico Transmexicano y Sierra Madre del Sur (Morrone, 2005) en los estados de Puebla, Estado de México, Tlaxcala, Oaxaca y Distrito Federal (Figura 5).

Aunque también existen algunos especímenes de Amaranthus reportados en los estados de Sonora, Chihuahua, Coahuila, Guanajuato, Michoacán y Veracruz (Figura 5).

En este sentido, A. powellii presentó una distribución en las zonas biogeográficas de California, Sierra Madre Occidental, Sierra Madre Oriental y el Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005). Por lo tanto, a pesar que existen pocos datos de pasaporte, esta especiepresentó mayor distribución que su relativo cultivado (Figura 6).

El A. cruentus y A. powellii pueden ser los posibles ancestros de A. hypochondriacus, por tal razón, se realizó un sólo mapa de distribución de ellos. En el mapa de A. powelli,

On the other hand, A. hypochondriacus is mainly distributed in the biogeographical area of the Eje Volcánico Transmexicano and the Southern Sierra Madre (Morrone, 2005) in the states of Puebla, State of Mexico, Tlaxcala, Oaxaca and the Federal District (Figure 5).

There have also been reports of some specimens of Amaranthus in the states of Sonora, Chihuahua, Coahuila, Guanajuato, Michoacán and Veracruz (Figure 5).

In this sense, A. powellii showed a distribution in the biogeographical areas of California, Sierra Madre Occidental, Sierra Madre Oriental and the Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005). Therefore, despite the few passport data, this species displayed a wider distribution than its cultivated relative (Figure 6).

A. cruentus and A. powellii can be the possible ancestors of A. hypochondriacus, which is why a single distribution map of them was created. In the map of A. powelli, A. cruentus and A. hypochondriacus, we can notice that the three species converge in southern-central Mexico (Figure 7), in the biogeographical area of the Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005).

Variation patterns of the cultivated species and their wild relatives

A. cruentus displayed a pattern of narrow latitudinal variation, concentrating mostly on parallels 18o and 20o, although it is distributed from 16o to 29o latitude north (Figure 8).

Figura 5. Distribución geográfica de A. hypochondriacus en México.Figure 5. Geographical distribution of A. hypochondriacus in Mexico.

0 400 Kilómetros

N

A. hypochondriacus

↑↑N

Figura 6. Distribución geográfica de A. powellii en México.Figure 6. Geographical distribution of A. powellii in Mexico.

0 400 Kilómetros

A. powellii

N↑


A. cruentus y A. hypochondriacus se observa que las tres especies convergen en el centro-sur de México (Figura 7), en la región biogeográfica del Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005).

Patrones de variación de las especies cultivadas y sus parientes silvestres

A. cruentus presentó un patrón de variación latitudinal estrecho, concentrándose principalmente entre los paralelos 18o y 20o, aunque se distribuye desde los 16o hasta los 29o de latitud norte (Figura 8).

Por el contrario, el patrón de variación altitudinal es amplio en esta especie, distribuyéndose principalmente entre los 1 000 y 3 000 msnm, aunque existen especímenes prácticamente desde el nivel del mar hasta 3 000 m de altitud.

En el caso de A. hypochondriacus también presenta una variación latitudinal estrecha, aunque más amplia que A. cruentus, concentrándose principalmente entre los paralelos 16o y 20o, aunque esta especie se distribuye desde menos de 16o hasta 30o de latitud norte. En contraste, el patrón de variación altitudinal es alta, porque esta especie se concentra entre los 1 000 y hasta 3 300 msnm, siendo raros los especímenes por debajo de estas altitudes (Figura 9).

On the other hand, the altitudinal variation pattern is broad in this species, with a distribution mainly between 1 000 and 3 000 masl, although there are specimens practically between sea level and 3 000 masl.

A. hypochondriacus also has a broad latitudinal variation, although wider than A. cruentus, concentrating mostly between parallels 16o y 20o, although this species is distributed less between parallels 16o to 30o latitude north. In contrast, the pattern of altitudinal variation is high, because this species is concentrated between 1 000 and 3 300 masl, and specimens below this height are rare (Figure 9).

Figura 7. Distribución geográfica de A. cruentus, A. hypochondriacus y A. powellii en México.Figure 7. Geographical distribution of A. cruentus, A. hypochondriacus and A. powellii in Mexico.

0 400

A. powellii

A. cruentus

Kilómetros

A. hypochondriacus

↑N Latitud norte (o)

Alti

tud

(msn

m)

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

014 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Amaranthus cruentus

Figura 8. Patrones de variación latitudinal y altitudinal de A. cruentus en México.Figure 8. Latitudinal and altitudinal variation patterns of A. cruentus in Mexico.

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32Latitud norte (o)

Alti

tud

(msn

m)

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Figura 9. Patrones de variación latitudinal y altitudinal de A. hypochondriacus en México.Figure 9. Latitudinal y altitudinal variation patterns of A. hypochondriacus in Mexico.

Amaranthus hypochondriacus


En el caso de A. hybridus, esta especie presentó un patrón de mayor distribución tanto latitudinal como altitudinal. El patrón de variación latitudinal de esta especie se concentra entre los paralelos 16o hasta el paralelo 25o, aunque existen especímenes desde 14o hasta 31o de latitud norte (Figura 10).

El patrón de variación altitudinal también es bastante amplio, porque esta especie se distribuye desde el nivel del mar hasta cerca de 3 000 m de altitud, distribuyéndose en todo el rango altitudinal sin concentrarse en una zona específica.

Por otro lado, A. powellii presentó un mayor patrón de variación latitudinal distribuyéndose entre los paralelos 19o y 32o, sin tener una concentración de especímenes entre este rango. Además manifestó un patrón de variación altitudinal menor que las otras especies, concentrándose entre los 1 200 y 2 500 msnm, siendo escasos los especímenes por abajo o por arriba de este rango de altitud (Figura 11).

DISCUSIÓN

Al parecer las especies estudiadas en el presente trabajo, están catalogadas dentro del subgénero Amaranthus y las especies cultivadas se distinguen de las silvestres por lo corto de sus bracteólas (Costea y Tardif, 2003). Sin embargo, el patrón de variación latitudinal y altitudinal son diferentes entre las especies cultivadas y las silvestres, siendo la especie ecológicamente más exitosa A. hybridus por su alta variación tanto latitudinal como altitudinal, lo que coincide

A. hybridus, displayed a pattern of greater distribution, both latitudinal and altitudinal. The latitudinal variation pattern of this species is concentrated between parallels 16o and 25o, although there are specimens from 14o up to 31o of latitude north (Figure 10).

The altitudinal variation patterns are also quite broad, because this species is distributed between sea level and almost 3 000 masl, distributed in all the altitudinal range without concentrating on a specific area.

Likewise, A. powellii showed a greater latitudinal variation pattern, with a distribution between parallels 19o and 32o, with no concentration of specimens in this range. It also showed a lower altitudinal variation pattern than the other species, concentrated between 1 200 and 2 500 masl, with a scarce amount of specimens out of this altitudinal range (Figure 11).

DISCUSSION

It seems that the studied species in this investigation belong to the subgenus Amaranthus and the cultivated species can be told apart by their short bracteoles (Costea and Tardif, 2003). However, the latitudinal and altitudinal variation patterns are different for the cultivated and wild species, A. hybridus being the most ecologically successful species due to its high variation, both in its latitudinal and altitudinal variation, which coincides

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Alti

tud

(msn

m)

Latitud norte (o)

Amaranthus hybridus

Figura 10. Patrones de variación latitudinal y altitudinal de A. hybridus en México.Figure 10. Latitudinal y altitudinal variation patterns of A. hybridus in Mexico.

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Latitud norte (o)

Alti

tud

(msn

m)

Amaranthus powellii

Figura 11. Patrones de variación latitudinal y altitudinal de A. powellii en México.Figure 11. Latitudinal y altitudinal variation patterns of A. powellii in Mexico.


con Costea et al. (2001); mientras que A. powellii presentó sólo una mayor variación latitudinal, pero no altitudinal. Por otro lado las dos especies cultivadas presentaron una variación latitudinal baja.

De acuerdo con Espitia-Rangel (1994), las especies cultivadas de amaranto fueron domesticadas en las tierras altas de las regiones tropicales y subtropicales de América. En ambos casos las especies cultivadas tienen una mayor distribución en la zona central de México muy cerca del valle de México y regiones aledañas, donde se establecieron las antiguas culturas mesoamericanas del centro de México y donde también de distribuyen los posibles progenitores de estas especies, por lo que las hipótesis del origen de las especies cultivadas de amaranto de Sauer (1993) pudieran ser ciertas.

Sin embargo, A. hypochondriacus está más distribuida al sur, latitudinalmente, que A. cruentus, por lo que la hipótesis de que A. cruentus tiene un origen más centroamericano (Grubben, 1976; Grubben y Sloten, 1981), no sería correcta según nuestros datos, sino más bien mesoamericana cerca de las culturas prehispánicas mexicanas de la llamada región biogeográfica del Eje Volcánico Transmexicano (Morrone, 2005) al igual que su posible hijo A. hypochondriacus.

En contraste, Williams y Brenner (1995) mencionan que la hipótesis centroamericana, es por la gran variedad de usos que tiene en Guatemala y el sur de México, donde estos autores creen que fue domesticado, y que de ahí se movió hacia el norte, hasta el suroeste de Estados Unidos de América y al sur de los Andes, esto explicaría porque A. cruentus es considerado ancestro de A. hypochondriacus (Sauer, 1993), que se cree que fue domesticado en el centro de México al formar un híbrido de A. cruentus con A. powellii, y de A. caudatus (Coons, 1982), que fue domesticado en los Andes y se cree que es un híbrido entre A. cruentus con A. hybridus (en su variante A. quitensis Kunth).

Por otro lado, la hipótesis que A. cruentus es descendiente de A. hybridus puede ser cierta, porque los patrones de distribución de este trabajo así como los de Costea et al. (2001), manifiestan que A. hybridus es ampliamente distribuida y también está presente en las regiones donde está distribuida A. cruentus, entonces esta especie podría ser un material seleccionado a partir de A. hybridus y después fue domesticado en alguna de las regiones de Centroamérica, hasta llegar a áreas que ahora conocemos.

with Costea et al. (2001); whereas A. powellii displayed only one latitudinal, but not altitudinal variation. On the other hand, both cultivated species displayed a low latitudinal variation.

According to Espitia-Rangel (1994), the cultivated species of amaranth were domesticated in the highlands of the tropical and subtropical regions of the Americas. In both cases, the cultivated species have a greater distribution in the area of central Mexico and the surroundings, where the Mesoamerican cultures of central Mexico were established, and where the possible ancestors of these species are distributed, therefore the hypotheses on the origin of the species of amaranth by Sauer (1993) could be true.

However, A. hypochondriacus is distributed more towards the south, latitudinally than A. cruentus, since the hypothesis of A. cruentus having a more Central American origin (Grubben, 1976; Grubben and Sloten, 1981) would not be correct, according to our data, but more Mesoamerican, closer to the Mexican pre-hispanic cultures of the biogeographic region of the transmexican volcanic axis (Morrone, 2005) as well as its possible off spring, A. hypochondriacus.

By contrast, Williams and Brenner (1995) mention that the Central American hypothesis, is due to the large variety of uses it is given in Guatemala and southern Mexico, where these authors believe it was domesticated, and from where it moved north, to southwestern United States, and south, to the Andes, this would explain why A. cruentus is considered an ancestor of A. hypochondriacus (Sauer, 1993), which is believed to have been domesticated in central Mexico, after forming a hybrid of A. cruentus, A. powellii and A. caudatus (Coons, 1982), which was domesticated in the Andes and is believed to be a hybrid of A. cruentus and A. hybridus (in its variant A. quitensis Kunth).

On the other hand, the hypothesis of A. cruentus descending from A. hybridus could be true, because the distribution patterns in this investigation, as well as those by Costea et al. (2001), show that A. hybridus is widely distributed and is also present in the areas in which it is distributed A. cruentus,. This species could then be material selected from A. hybridus and later domesticated in some of the areas of Central America,then reaching its current distribution areas.


Aunque en este trabajo se observó que tanto A. hybridus como A. cruentus se distribuyen en mayor medida en el centro de México, cerca del Valle de México. Adicionalmente, Xu y Sun (2001) encontraron que una accesión de A. hybridus estaba filogenéticamente relacionada con A. cruentus; además que los grupos de estas dos especies estaba estrechamente relacionada usando marcadores moleculares.

En consecuencia, A. hypochondriacus presentó una variación altitudinal muy parecida a A. powellii y una variación latitudinal muy parecida a A. cruentus, de tal manera que la hipótesis de Sauer (1993) puede ser correcta, puesto que ambas especies son catalogadas como progenitoras y convergen en el área del Valle de México, donde se menciona que fue su probable centro de domesticación (Williams y Brenner, 1995); además que A. hypochondriacus presenta un patrón de adaptación altitudinal parecido a A. powellii y un patrón de variación latitudinal semejante a A. cruentus; por lo tanto, podría aceptarse por cierta la hipótesis de un individuo híbrido entre estas dos especies.

Además estas cuatro especies, que pertenecen al mismo subgénero, pueden generar híbridos entre sí con cierta facilidad (Gupta y Gudu, 1991), por que la contaminación genética de los materiales cultivados por sus parientes silvestres puede ser alta, al igual que posibles transgenes podrían ser transferidos de los materiales cultivados a sus parientes silvestres.

CONCLUSIÓN

El género Amaranthus se encuentra presente en todos los estados del país; las especies cultivadas A. cruentus y A. hypochondriacus se distribuyen en la parte centro sur de México; la especie silvestre A. hybridus se localiza prácticamente en todo México, mientras que A. powellii está ubicada del centro al norte de México.

LITERATURA CITADA

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However, in this investigation we observed that both A. hybridus and A. cruentus were distributed mostly in central Mexico, near the Valley of Mexico. In addition, Xu and Sun (2001) found that an accession of A. hybridus was phylogenetically related to A. cruentus, as well as the group of these two species being closely related, using molecular markers.

Consequently, A. hypochondriacus displayed a very similar altitudinal variation to A. powellii and a latitudinal variation very similar to A. cruentus, so the hypothesis by Sauer (1993) may be correct, since both species are considered parents and they converge in the area of the Valley of Mexico, which was mentioned as their possible center of domestication (Williams and Brenner, 1995). Also, A. hypochondriacus has similar altitudinal adaptation pattern to A. powellii and a similar latitudinal variation pattern to A. cruentus; therefore, the hypothesis of a hybrid individual between these two species could be considered true.

Also, these four species, which belong to the same subgenus, can create hybrids between them with a certain ease (Gupta and Gudu, 1991), since the genetic contamination of the materials cultivated by their wild relatives can be high, just as possible transgenes could be transferred from the cultivated materials to its wild relatives.

CONCLUSION

The genus Amaranthus is present in all states of the country; the cultivated species A. cruentus and A. hypochondriacus are distributed in south central Mexico; the wild species A. hybridus is found in practically all Mexico, while A. powellii is found between central and northern Mexico.

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EVALUACIÓN DE ESTRÉS HÍDRICO EN PLANTAS DE FRESA A RAÍZ DESNUDA*

EVALUATION OF WATER STRESS ON BARE-ROOT STRAWBERRY PLANTS

César Gutiérrez Vaca1§, Ryszard Serwatowski Hlawinska1, José Manuel Cabrera Sixto1, Álvaro Flores García1 y Noé Saldaña Robles1

1Departamento de Ingeniería Agrícola. Universidad de Guanajuato. Campus Irapuato-Salamanca. Ex-Hacienda “El Copal”. Carretera Irapuato-Silao, km 9. Irapuato, Guanajuato, México. C. P. 36820. Tel. 52 462 6245215. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].

RESUMEN

En el estudio realizado se determinó el tiempo disponible antes de aplicar riego vía goteo, después de plantar fresa a raíz desnuda en suelo acolchado con humedad a punto de marchitamiento permanente, sin poner en riesgo de muerte a la planta. Con el propósito de diseñar una trasplantadora para plantas a raíz desnuda que opere sobre suelos secos acolchados. Se analizaron 4 tratamientos de riego; se regó una hora antes del trasplante, al momento del trasplante, 1 y 2 horas después del trasplante. El experimento se llevó a cabo en noviembre de 2007 en la comunidad “El Copal”, municipio de Irapuato, Guanajuato, México; donde la altura sobre el nivel del mar es de 1 720 m; el suelo de la región es de textura arcillo-limoso cuya humedad de punto de marchitamiento permanente es alrededor de 18%. El plástico utilizado fue de color blanco al exterior, negro al interior con 30 μm de espesor. Se determinó que es viable aplicar el riego al momento de realizar el trasplante y hasta dos horas después sin exponer la integridad de la planta, con 95% de certidumbre. Se concluye que es posible realizar el trasplante mecanizado de plantas de fresa a raíz desnuda sobre suelo acolchado seco al ambiente, lo que permitirá que la trasplantadora en cuestión pueda operar.

Palabras clave: diseño, maquinaria agrícola, trasplantadora.

ABSTRACT

This study determined the time available before irrigating, after planting bare-root strawberry plants in soil cushioned with moisture before rotting permanently, without risking the plant’s life. This, in order to design a grafting device for bare-root plants that runs on dry cushioned soils.Four irrigation treatments were analyzed; one was applied an hour before transplanting, another when transplanting, and 1 and 2 hours afterwards. The experiment was carried out in November 2007 in the town of “El Copal”, in the municipality of Irapuato, Guanajuato, Mexico; the location’s height is 1 720 masl; the soil is silty clay loam and the rotting point humidity is around 18%. The plastic used was white on the outside, black on the inside and 30 μm thick. Irrigation was determined viable during transplanting and up to two hours later without endangering the plant, with a certainty of 95%. The conclusion was that it is possible to mechanically transplant bare-root strawberry plants on dry cushioned soil, which will allow the device to operate.

Key words: agricultural machinery, design, transplant.

This study is part of a project to design a bare-root strawberry plant-transplanting device for cushioned soils. This was carried out in the Department of Agricultural Engineering



César Gutiérrez Vaca et al.440 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

La investigación desarrollada forma parte del proyecto de diseño de una trasplantadora de plantas de fresa a raíz desnuda para suelos acolchados, ésta se llevó a cabo en el Departamento de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Guanajuato (U de G). En México son cada vez más los cultivos que se orientan a ser desarrollados en suelos acolchados, donde el nivel de producción se aumenta, debido a la mayor y mejor distribución de la cantidad de calor, y mejor control de malezas (Ham et al., 1993; Lamont, 2001).

En el cultivo de la fresa esta práctica se ha desarrollado rápidamente pues se ha demostrado que en las condiciones óptimas, el cultivo puede multiplicar varias veces su producción (López, 2003a). Si bien ese acelerado desarrollo ha detonado el área agronómica del cultivo, la parte de mecanización no se ha atendido en igual medida, a tal grado que a excepción del laboreo primario el resto de las operaciones del cultivo se realizan de forma manual.

Existe en la parte de mecanización del cultivo, un segmento donde se pueden reducir los costos, aunque por un lado la mayor producción se debe al uso de acolchado, con sus correspondientes costos y se haría más atractivo el desarrollo de este cultivo, que hasta hace algunos años fue el de mayor desarrollo en el municipio de Irapuato.

Las dos operaciones manuales que representan un gran porcentaje del costo de producción son: la recolección y trasplante. La primera, de difícil solución debido a su cosecha escalonada, que obliga a una colecta manual para el mercado en fresco a donde se dirigen dos terceras partes de la producción (Sanz, 2002); aunque se continúan los esfuerzos para desarrollar variedades que permitan la recolección de un solo corte (Faedi et al., 2002; López, 2003b). La segunda labor, menos compleja desde el punto de vista mecánico no ha tenido solución, esto debido a la forma vegetativa de propagación en vivero y su posterior trasplante a raíz desnuda en el terreno de asiento.

El objetivo de la investigación buscó demostrar la viabilidad técnica de realizar el trasplante mecanizado sobre suelo acolchado con humedad a punto de marchitamiento permanente (PMP), situación en la cual la máquina diseñada podría operar sin atascos de los mecanismos que se generan al realizar el trasplante mecanizado en suelos del tipo arcilloso, comunes en la región de El Bajío con humedades por arriba del punto de marchitamiento permanente.

of the University of Guanajuato (U de G). In Mexico there are an increasing number of crops destined to be grown on cushioned soils, where production levels increase, due to a greater and better distribution of heat, as well as better weed control (Ham et al., 1993; Lamont, 2001).

This practice has spread rapidly in strawberry planting, since it has been proven that in optimum conditions, the crop can multiply its production several times (López, 2003a). However, this accelerated growth has detonated the agricultural area of the crop; its mechanization has not had the same attention, up to the point in which, except the primary work, the rest of the operations of the crop are carried out manually.

In the mechanized plantation, there is a segment in which costs can be reduced, yet on the other hand, most of the production is due to the use of cushions, with its respective costs. Hence the farming of this crop, which until recently was the crop with the largest growth in the municipality of Irapuato, could become more attractive.

The manual operations that account for a large percentage of the production costs are gathering and transplanting. The former is difficult to solve due to its harvest in steps, which forces gathering to be done by hand, for the fresh market, to which two-thirds of the production go (Sanz, 2002); yet efforts continue to grow varieties that allow one-cut collection (Faedi et al., 2002; López, 2003b). The second task, less complex from a mechanical viewpoint, has seen no solution, due to the vegetative form of greenhouse reproduction and its later transplant with bare roots into the soil.

The aim of this investigation was to prove the technical viability of mechanized transplant at the point of permanent rotting (PMP), where the machine designed could function without problems in the mechanisms for the transplant in clay soils, common in the area of El Bajío, with humidity above the PMP.

This process contemplates irrigation after transplant, which exposes the bare-root plants to water stress, with the possible consequence of the plant’s death. This is why it is necessary to determine the maximum amount of time of water tolerance, without jeopardizing its life. A timeframe of two hours was considered the maximum required for irrigation from a practical viewpoint.

Evaluación de estrés hídrico en plantas de fresa a raíz desnuda 441

Dicho procedimiento contempla la aplicación de riego después del trasplante, lo que somete a las plantas a raíz desnuda a estrés hídrico, cuya consecuencia puede causar la mortalidad de la misma. Por ello es necesario determinar el tiempo máximo que la planta soporta la falta de agua, sin poner en riesgo la muerte de ésta. Se consideró el lapso de tiempo de dos horas como máximo requerido para realizar el riego desde el punto de vista práctico.

Se realizó un experimento de bloques al azar con tres repeticiones donde se evaluaran cuatro tratamientos de riego; se regó una hora antes del trasplante (-1 h), al momento del trasplante (0 h), una y dos horas después del trasplante (1 h y 2 h), con el propósito de determinar el tiempo necesario que la planta soportará el estrés hídrico a la que será sometida después del trasplante.

La parcela se instaló en la División Ciencias de la Vida, en la comunidad “El Copal”, municipio de Irapuato, Guanajuato, México. Está ubicado a una altitud de 1 720 m; el suelo es de textura arcillo-limosa y al momento del trasplante se encontraba con humedad a punto de marchitamiento permanente (PMP) alrededor de 18%.

Se formaron los caballones con el suelo disgregado, a continuación se colocó la cintilla de riego y se acolchó el suelo, todo ello de forma manual. El plástico utilizado fue de calibre 110, cuyo grosor promedio es de 30 μm de color blanco al exterior y negro al interior, que pertenece a la categoría de refrescante (Ayala et al., 2008).

En el extremo de cada caballón, se colocó una válvula divisora de flujo que permite el riego de forma independiente a cada uno de ellos (Figura 1). Las plantas utilizadas fueron del tipo: primer ciclo frigo-conservadas de variedad camarosa, aportadas por el Consejo Nacional de la Fresa (CONAFRE), con origen en los viveros californianos de EE. UU.

El día seis de noviembre fueron retiradas de almacén a las 7:30 am y el trasplante comenzó dos horas después, siguiendo el orden de los tratamientos arriba mencionados. El responsable de campo se encargó de suministrar los riegos según previo programa (lámina promedio de 10 mm cada tercer día), así como de aplicar los herbicidas, fungicidas y fertilizantes necesarios vía riego por goteo.

La configuración de los tratamientos se muestra en la Figura 2, en la cual cada caballón representa los tratamientos de riego, los bloques son las tres evaluaciones realizadas a una,

A randomized block design experiment was carried out, with three repetitions, in which four irrigation treatments were evaluated; plants were irrigated an hour before transplant (-1 h), during transplant (0 h), and one and two hours afterwards (1 h and 2 h), in order to determine the time the plant would tolerate water stress it would undergo after transplant.

The plot was installed in the Division of Life Science, in the town of “El Copal”, municipality of Irapuato, Guanajuato, Mexico. It is located at 1 720 masl; the soil is silty clay, and at the time of transplant, moisture was at the point of permanent rotting (PMP), or around 18%.

The ridges were formed with broken up soil. Then, the irrigation band was placed and the soil was cushioned, all by hand. The plastic used was 110 gage; it was around 30 μm thick, white on the outside and black inside, thus belonging to the category of “refreshing” (Ayala et al., 2008).

On the end of each ridge, a valve was placed to independently divide the flow to each one of them (Figure 1). The plants used were: first cycle, frozen, of a Camarosa variety, provided by the National Strawberry Institute (CONAFRE), from greenhouses in California, USA.

On November 6, they were removed from the warehouse at 7:30 am and transplant began two hours later, following the order of the treatments mentioned above. The person in charge of the field irrigated according to the program (a 10 mm sheet, on average, every third day), as well as irrigating with the necessary herbicides, fungicides and fertilizers.

Figura 1. Parcela de evaluación.Figure 1. Evaluation plot.


dos y cuatro semanas después del trasplante. La variable respuesta es el número de plantas vivas obtenidas en cada evaluación. El universo de plantas por tratamiento fue de 222, colocadas a tresbolillo con 30 cm de separación.

Los resultados del estudio se muestran en el Cuadro 1. Al observar los valores es difícil hacer una inferencia acerca de los resultados; sin embargo, el tratamiento de menor mortalidad fue con riego una hora antes del trasplante.

La Figura 3 se muestra el nuevo brote de una planta después de una semana de realizado el trasplante, nótese que los tallos y hojas se marchitan mientras que la nueva planta emerge de la corona, sitio donde se gesta. La evaluación de plantas vivas fue contabilizar aquellas como en la Figura 3, cabe mencionar que no todas emergen al mismo tiempo, por lo que al momento de realizar la evaluación es posible que se omita alguna que aún está en proceso de germinar.

Con los datos obtenidos se realizó el análisis de varianza mediante el programa computacional Statgraphics 4.1. A través de este análisis se confirma la hipótesis que no existe diferencia significativa entre tratamientos con 95% de confianza (Cuadro 2).

The configuration of treatments is shown in Figure 2, in which each ridge represents irrigation treatments; the blocks are the three evaluations one, two and four weeks after the transplant. The outcome variable is the number of live plants obtained from each evaluation. The universe of plants per treatment were 222, placed in a zigzag, with a separation of 30 cm.

The results of the study are shown in Table 1. By observing the values it is difficult to infer on the results; however, the treatment that showed the lowest mortality was irrigation one hour before transplant.

Figure 3 shows the new sprout of a plant one week after transplant, notice that the stems and leaves wilt, while the new plant emerges out of the crown, where it gestates. The evaluation of live plants consisted in counting those in the same conditions as the one in Figure 3. It is worth mentioning that not all emerge simultaneously, therefore, when evaluating, some that are still germinating may be omitted.

The data obtained were used in a variance analysis using the Statgraphics 4.1 computer program. This analysis helped confirm the hypothesis that there is no significant difference between treatments with 95% reliability (Table 2).

Table 3 shows a multiple rank analysis and prove, with a certainty of 99%, that the 4 treatments form a homogenous group. Notice that the Median LS column, which shows the mortality rate, shows less live plants for the irrigation treatment carried out during transplant. In Table 1, the 0 h treatment shows 206 live plants in the first evaluation, and 212 in the second one, the reason of which is assumed to be a data recording error, since the evaluator thought some plants to be dead, although they emerged in a satisfactory way during week second.

Figura 3. Rebrote después de una semana de trasplante.Figure 3. Plant sprout one week after transplanting.

Cuadro 1. Resumen de plantas vivas del estudio.Table 1. Summary of live plants in the study.

Bloques Tratamiento-1 h 0 h 1 h 2 h

1ra. evaluación (13 nov.) 214 206 214 210

2da. evaluación (20 nov.) 214 212 212 210

3ra. evaluación (04 de dic.) 208 194 200 194

Figura 2. Tratamientos de riego.Figure 2. Irrigation treatments.

Cab

alló

n de

22

m d

e lon

gitu

d

-1 h 0 h 1 h 2 h

Evaluación de estrés hídrico en plantas de fresa a raíz desnuda 443

Fuente Suma de cuadrados D F Media de cuadrados Relación de F Valor de PA: tratamiento 125.333 3 41.7778 4.27 0.0618

B: bloque 418.667 2 209.333 21.41 0.0019Residual 58.6667 6 9.77778

Total (corregido) 602.667 11

Cuadro 2. Análisis de varianza para plantas vivas, suma de cuadrados tipo III*.Table 2. Variance analysis for live plants, least squares type III*.

Todas las relaciones de F están basadas sobre el error residual de media de cuadrados; *= los bloques representan las tres mediciones realizadas a lo largo del experimento.

En el Cuadro 3 se muestra un análisis de rango múltiple y se comprueba al 99% de certidumbre que los 4 tratamientos forman un grupo homogéneo. Obsérvese que la columna Media LS, que muestra el índice de mortalidad, ubica al tratamiento de riego realizado al momento del trasplante con menos plantas vivas. En el Cuadro 1 el tratamiento de 0 h muestra 206 plantas vivas en la primera evaluación, y en la segunda 212, la razón se asume a un error de toma de datos, ya que el evaluador dio por muertas algunas plantas que en la segunda semana emergieron de forma satisfactoria.

Para evitar posibles errores que surjan con este valor, se sometió nuevamente a análisis estadístico prescindiendo de la primera evaluación. Los resultados se muestran en el Cuadro 4, se refuerza la hipótesis de que no existe diferencia significativa entre tratamientos con 95% de confianza.

To avoid errors arising with this value, it was placed under statistical analysis once more, doing away with the first evaluation. The results are shown in Table 4; this strengthens the hypothesis that there is no significant difference between treatments with 95% reliability.

Table 5 shows the homogeneity of the group, but now the least squares places irrigation two hours after transplant as the treatment with the largest mortality rate, which agrees with the logic of the order followed by the irrigation treatments.

It was determined that there is no significant difference at 95% certainty between irrigating an hour before transplant and up to two hours afterwards, therefore the time

Tratamiento Cuenta Media LS

Grupo homogéneo

0 h 3 204 X2 h 3 204.667 X1 h 3 208.667 X-1 h 3 212 X

Cuadro 3. Análisis de rango múltiple para plantas vivas por tratamiento, con el método LSD 99%.Table 3. Multiple rank analyses for live plants by treatment, with the LSD method 99%.

Fuente Suma de cuadrados DF Media de cuadrados Relación de F Valor de P A: tratamiento 98 3 32.6667 2.33 0.2523 B: bloque 338 1 338 24.14 0.0161 Residual 42 3 14 Total (corregido) 478 7

Cuadro 4. Análisis de varianza para plantas vivas, suma de cuadrados tipo III.Table 4. Variance analysis for live plants, least squares type III.

Todas las relaciones de F están basadas sobre el error residual de media de cuadrados.

En el Cuadro 5 se muestra la homogeneidad del grupo, sólo que ahora el cuadrado de medias coloca al tratamiento de riego de dos horas después del trasplante como el tratamiento con mayor índice de mortalidad, lo cual concuerda con la lógica de orden seguido con los tratamientos de riego.

Se determinó que no existe diferencia significativa al 95% de certidumbre entre regar una hora antes del trasplante y hasta dos horas después, por lo que el tiempo disponible para


realizar el trasplante mecanizado en suelo a punto de marchitamiento permanente comienza al momento de colocar la planta en el terreno de asiento y hasta dos horas después, sin poner en riesgo la muerte de la planta. Esto permite que la trasplantadora en fase de diseño pueda trasplantar sin problemas de atascamientos en suelo seco al ambiente, sin exponer las plantas de fresa a estrés hídrico que ponga en riesgo su integridad.

LITERATURA CITADA

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available for performing the mechanized transplant in soils at the point of permanent rotting begins when placing the plant in the soil and up to two hours later, without taking the risk of the plant dying. This allows the transplanting device, in its design phase, to transplant without getting stuck in dry soils, and without the strawberry plants undergoing water stress which may jeopardize their integrity.

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Tratamiento Cuenta Media LS

Grupo homogéneo

2 h 2 202 X0 h 2 203 X1 h 2 206 X-1 h 2 211 X

Cuadro 5. Análisis de rango múltiple para plantas vivas por tratamiento, con el método LSD 99%.Table 5. Multiple rank analyses for live plants by treatment, with the LSD method 99%.



WATER RELATIONS, GAS EXCHANGE, AND YIELD OF PROCESSING TOMATO UNDER REDUCED IRRIGATION*

RELACIONES HÍDRICAS, INTERCAMBIO GASEOSO Y RENDIMIENTO DE TOMATE PARA PROCESO BAJO RIEGO REDUCIDO

Jorge A. Zegbe1§ and M. Hossein Behboudian2

1Campo Experimental Zacatecas. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Calera de V. R., Zacatecas, México. A. P. 18. C. P. 98500. 2Hort Science Group. INR 433. Massey University. Palmerston North, New Zealand. §Corresponding author: [email protected].

ABSTRACT

Partial root zone drying is a reduced irrigation technology to save water. The objective of this research was on measurement of hitherto unreported values of root water potential along with of processing tomato (Solanum lycopersicum L.) under reduced irrigation. Four irrigation treatments were applied: treatment 1, daily full irrigation as control, where both sides of the root system were well watered; treatment 2, daily irrigation on one side of the root system with half the volume of water given to daily full irrigation; treatment 3, full irrigation every other day of both sides of the root system (deficit irrigation); and treatment 4, irrigation on one side of the root system every other day with half the volume of water given to daily full irrigation. Root water potential was the same for both sides of root system in the treatments 2 and 4. Leaf water potential of treatment 2 was the same as that of treatment 1. Partial stomatal closure and lower transpiration and photosynthetic rates were observed in treatment 2 plants compared of treatment 1. Dry mass of fruit was higher in treatments 1 and 2, than in 3 and 4 treatments. It is concluded that any alteration in the physiological parameters of treatment 2 could have resulted from root signals because leaf water potential was the same in the treatments 1 and 2.

Key words: CO2 assimilation, root and leaf water potential, stomatal conductance, transpiration.

RESUMEN

El riego parcial de la raíz (RPR) es una tecnología de riego reducido para el ahorro de agua. El objetivo de esta investigación; además de otros parámetros relacionados, fue medir valores del potencial hídrico de la raíz (Ψraíz) que hasta ahora no han sido publicados en tomate para proceso (Solanum lycopersicum L.), bajo el régimen de riego reducido. Se aplicaron cuatro tratamientos de riego: tratamiento 1, riego completo diario como testigo, donde ambos lados del sistema radical fueron irrigados adecuadamente; tratamiento 2, riego diario en un solo lado del sistema radical con la mitad del volumen aplicado al tratamiento 1; tratamiento 3, riego completo cada tercer día en ambos lados del sistema radical (riego deficitario); y tratamiento 4, riego cada tercer día en un lado del sistema radical con la mitad del volumen aplicado al tratamiento 1. El potencial hídrico de la raíz fue similar en ambos lados del sistema radical en los tratamientos 2 y 4. El potencial hídrico de la hoja del tratamiento 2 fue igual al observado en el tratamiento 1. Se observó un cierre estomático parcial y tasas bajas de transpiración y fotosíntesis en el tratamiento 2 comparado con el tratamiento 1. La materia seca de la fruta fue más alta en los tratamientos 1 y 2 que en los tratamientos 3 y 4. Se concluyó que cualquier alteración en los parámetros fisiológicos en el tratamiento 2, pudo haber resultado por información enviada desde la raíz, porque el potencial hídrico de la hoja fue igual en los tratamientos 1 y 2.

* Recibido: enero de 2010


Jorge A. Zegbe and M. Hossein Behboudian446 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol.1 Núm.3 1 de julio - 30 de septiembre, 2010

In research on plant water relations, the assessment of root water potential (Ψroot) is often neglected because roots are less accessible than shoots (Steudle, 2000) and because of the difficulties involved in measurement of Ψroot (Gee et al., 1974). Nevertheless, Ψroot has been measured using a pressure chamber in plants undergoing water deficit (Gee et al., 1974). But this has not been done for plants either in split-root system (SRS) experiments or in partial root zone drying (PRD) research.

The root development of some deciduous trees under SRS was reported to be similar to fully irrigated trees (Poni et al., 1992; Dry et al., 2000). These authors suggested that water moves from roots in wetted soil to roots in drying soil and this was confirmed in grapevines by using deuterium-labelled water (Stoll et al., 2000; Smart et al., 2005).

Water redistribution within root system (RS) may occur at night when transpiration rate is negligible (Green et al., 2006). We were interested in learning how Ψroot in wetted and drying sides of PRD treatments compare with each other while transpiration is happening during the day. Our other objective was to compare water relations, gas exchange parameters, and yield of processing tomato under PRD and deficit irrigation (DI).

Plants of ‘petopride’ processing tomato (Solanum lycopersicum L.) were used in an experiment conducted in a naturally-lit glasshouse, with ventilation/heating set points of 25/15 ºC, at the Plant Growth Unit, Massey University, Palmerston North (40º 2’ S, 175º 4’ E), New Zealand. Details of the experimental set up could be found in Zegbe et al. (2006). The experiment was conducted from July to December 2001. Seeds were sown on 31 July 2001 and 40-day-old individual tomato plants were transplanted as described in Zegbe et al. (2007).

There were four treatments: treatment 1, daily full irrigation (FI) considered as control where both sides of RS were well irrigated; treatment 2, daily irrigation on one side of the RS with half the volume of water given to FI (PRD1); treatment 3, full irrigation every other day of both sides of the RS (DI); and treatment 4, irrigation on one side of the RS every other day with half the volume of water given to FI (PRD2). Irrigation design and management, and volumetric soil water content determination are detailed in Zegbe et al. (2006; 2007).

Palabras clave: asimilación de CO2, conductancia estomática, potencial hídrico de raíz y hoja, transpiración.

En la investigación sobre relaciones hídricas de la planta, la evaluación del potencial hídrico de la raíz (Ψraíz) a menudo no se considera, porque las raíces están menos accesibles que los brotes (Steudle, 2000) y debido a las dificultades involucradas en la medición del Ψraíz (Gee et al., 1974). No obstante, Ψraíz ha sido medido usando una cámara de presión en plantas sometidas a déficit hídrico (Gee et al., 1974). Sin embargo, esto no se ha hecho para plantas ya sea en experimentos con el sistema radical dividido (SRD) o en investigación con riego parcial de la raíz (RPR).

Se informó que el desarrollo de las raíces de algunos árboles de hoja caduca bajo SRD, fue similar en árboles regados adecuadamente (Poni et al., 1992; Dry et al., 2000). Estos autores sugirieron que el agua se mueve desde las raíces en suelos húmedos y esto fue confirmado en uvas, para vinificación usando agua marcada con deuterio (Stoll et al., 2000; Smart et al., 2005).

La redistribución del agua dentro del sistema radical (SR), puede ocurrir en la noche cuando la tasa de transpiración es insignificante (Green et al., 2006). Se tuvo interés en aprender cómo es el Ψraíz en los lados húmedos y secos de los tratamientos con RPR y compararlos entre sí mientras la transpiración está ocurriendo durante el día. Nuestro objetivo fue comparar las relaciones hídricas, los parámetros de intercambio gaseoso y rendimiento de tomate para proceso, bajo RPR y riego deficitario (RD).

Se usaron plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) para proceso cv. ‘Petopride’ de un experimento conducido en invernadero, con activación de la ventilación/calefacción de 25/15 ºC, en la unidad de crecimiento de plantas de la Universidad de Massey, Palmerston North (40º 2’ S, 175º 4’ E), Nueva Zelanda. Detalles del establecimiento del experimento pueden ser consultados en Zegbe et al. (2006). El experimento fue conducido de julio a diciembre de 2001. Las semillas de tomate se sembraron el 31 de julio y plantas de 40 días de edad fueron trasplantadas como lo describió Zegbe et al. (2007).

Se aplicaron cuatro tratamientos de riego: tratamiento 1, riego completo diario como testigo (RC), donde ambos lados del sistema radical (SR) fueron irrigados adecuadamente; tratamiento 2, riego diario en un solo lado del SR con la mitad del volumen aplicado al RC (RPR1); tratamiento 3,

Water relations, gas exchange, and yield of processing tomato under reduced irrigation 447

riego completo cada tercer día en ambos lados del SR (RD); y tratamiento 4, riego cada tercer día en un lado del SR con la mitad del volumen aplicado al RC (RPR2). El diseño, manejo del riego y la determinación del contenido volumétrico del agua en el suelo están detalladas en Zegbe et al. (2006; 2007).

El potencial hídrico de la hoja (Ψhoja) y la raíz (Ψraíz) fueron medidos usando una bomba de presión tipo Scholander (Soil Moisture Equipment Corp., Santa Barbara, California, USA). Tres repeticiones de plantas adultas por tratamiento se midieron a los 118 y 136 días después de la siembra (DDS).

El Ψhoja se midió en dos folíolos antes de disturbar las plantas para medir el Ψraíz; para la determinación del Ψraíz, se seleccionaron dos raíces laterales de lados opuestos (lado húmedo y seco de los tratamientos con RPR). Las raíces fueron desprendidas y cuidadosamente extraídas del suelo minimizando daños a éstas y luego colocadas en la cámara de presión. Todas las mediciones de potencial hídrico fueron tomadas entre las 9:00 y 11:30 h en cada fecha de muestreo.

Las raíces tuvieron una longitud de 25 cm y un promedio de diámetro de 1.44 ± 0.4 mm; cuando se notó algún daño en la raíz, una nueva raíz fue desprendida y medida. Después de las determinaciones del Ψhoja, la conductancia estomática (gs), transpiración (E), fotosíntesis (A) y el flujo de fotones fotosintéticos (FFF), fueron medidos con un sistema portátil de fotosíntesis (LI-6200, Li-Cor Inc., Nebraska, USA), en dos folíolos maduros y expuestos a la radiación solar. En cada fecha de muestreo, los frutos fueron cortados en mitades y secados en estufa a 85 °C a peso constante para determinar el peso seco total de la fruta.

Los datos fueron analizados en un modelo completamente aleatorio usando el procedimiento ANOVA del sistema de análisis estadístico (SAS, 2001-2003). Las medias de tratamiento fueron separadas por la prueba múltiple de t con p≤ 0.05 y cuando la prueba de F fue significativa con p≤ 0.05. La separación de medias entre la parte húmeda y seca del sistema radical fueron confirmadas por contrastes ortogonales. En total hubo 48 plantas en el experimento donde 24 plantas fueron utilizadas para estas mediciones.

El contenido volumétrico del agua en el suelo (θ), fue significativamente mayor en las plantas con RC que en plantas con RD y RPR (Cuadro 1). La diferencia en θ entre los lados húmedos y secos del SR de las plantas con RPR1

fue también significativa. Pero estadísticamente la θ fue el

Water potential of leaf (Ψleaf) and Ψroot were measured using a Scholander pressure chamber (Soil Moisture Equipment Corp., Santa Barbara, California, USA). Three replicates per treatment of mature plants were measured on 118 and 136 days after sowing (DAS).

The Ψleaf was measured on two leaflets before disturbing the plants for Ψroot determinations. For measurement of Ψroot, two root branches from two opposite sides (wetted and drying sides of PRD treatments) were selected. They were excised and carefully removed from the soil minimising root damage and placed in the pressure chamber. All water potential measurements were taken between 09:00 to 11:30 h for each sampling date.

The roots were approximately 25 cm long and had an average diameter of 1.44 ±0.4 mm; when root damage was noticed, a new root was excised and measured. After Ψleaf determinations, stomatal conductance (gs), transpiration rate (E), net photosynthetic rate (A), and photosynthetic photon flux (PPF) were measured with a portable photosynthesis system (LI-6200, Li-Cor Inc., Nebraska, USA) on two mature and exposed leaflets. At harvest, fruits were cut into halves and oven-dried at 85 °C to constant weight to determine their total dry weight.

The data were analysed by a completely randomised model using the ANOVA procedure of Statistical Analysis System software (SAS, 2001-2003). Treatment means were separated by multiple t tests at p≤ 0.05 and when F test of treatments was significant at p≤ 0.05. Means separation between wetted and drying part of root system for each PRD treatment was confirmed by orthogonal contrasts. There were 48 plants in the experiment with 24 being used for measurements three replicated plants were sampled.

Volumetric soil water content (θ) was significantly higher in FI plants than in DI and PRD plants (Table 1). The difference in θ between the wet and drying sides of RS in PRD1 plants was also significant. But θ was the same in the wet and drying side of the RS in PRD2 plants being similar to that of DI plants (Table 1). After re-watering, θ was still lower in PRD and DI treatments that in FI. We used a potting mixture composed of bark: pumice: peat with a ratio of 6:2:1. Complete re-hydration of this mixture did not occur upon re-watering possibly due to hysteresis as defined by Brady and Weil (2000); this has also been observed in other PRD experiments in tomato (Kirda et al., 2004; Zegbe et al., 2006 and 2007) and in apple (Zegbe et al., 2008).


mismo en el lado húmedo y seco del SR en las plantas con RPR2 siendo similar al observado en plantas con RD (Cuadro 1). Después de volver a regar la θ continuó siendo bajo en los tratamientos con RPR y RD que en RC. Se utilizó un medio de cultivo compuesto por corteza de árbol, piedra pómez y turba en una proporción de 6:2:1 respectivamente. No se observó una rehidratación completa del medio de cultivo después de volver a regar, debido posiblemente a un efecto histerético del suelo descrito por Brady y Weil (2000). Este fenómeno ha sido también observado en otros experimentos con tomate (Kirda et al., 2004; Zegbe et al., 2006; 2007) y con manzano (Zegbe et al., 2008).

A 118 y 136 días después de la siembra (DDS), el Ψraíz tendió a ser bajo en las plantas con RD y el lado seco de las plantas con RPR1 que aquél en plantas con RC (Cuadro 1). En ambos lados del SR de las plantas con RPR2 el Ψraíz fue significativamente bajo que el observado en los tratamientos con RC y RPR1. El Ψraíz de las plantas con RPR tendió a ser bajo en el lado seco que en el lado húmedo del SR, pero la diferencia no fue significativa de acuerdo con el análisis de contrastes ortogonales (p< 0.05). En ambas fechas de muestreo de todos los tratamientos, las plantas

FI 0.16 a -0.13 a -0.62 a 4.1 a 19.5 a 11.2 aPRD1-Wet 0.17 a -0.26 ab -0.62 a 2.9 ab 16.6 a 7.7 abPRD1-Drying 0.05 b -0.34 abDI 0.09 c -0.47 bc -0.73 ab 2.6 ab 16.1 a 7.1 bPRD2-Wet 0.04 c -0.48 bc -0.91 b 1.6 b 16 a 4.6 bPRD2-Drying 0 c -0.65 cPPF 867 ±75.3

Treatments θ (m3 m-3) Ψroot (MPa) Ψleaf (MPa) gs (mol m-2 s-1) E (mmol H2O m-2 s-1) A (µmol CO2 m-2 s-1)118 days after sowing

FI 0.15 a -0.23 a -0.62 a 1.3 a 7.9 a 6.1 aPRD1-Wet 0.12 b -0.18 a -0.72 a 1.2 a 8.9 a 7.1 aPRD1-Drying 0.06 c -0.29 aDI 0.02 d -0.31 a -0.86 a 1 a 8.4 a 7.2 aPRD2-Wet 0.06 d -0.59 b -1.17 b 0.5 b 6.2 b 4.3 bPRD2-Drying 0 d -0.61 bPPF 470 ±70.4

136 days after sowing

θ= volumetric soil water content; Ψroot= root water potential; Ψleaf = leaf water potential; gs= stomatal conductance; E= transpiration; A= net photosynthetic rate; PPF= photosynthetic photon flux; ±= standard deviation. Different letters within columns indicate significant differences by LSD Fisher’s test at p≤ 0.05.

Table 1. Effect of irrigation treatments on some variables of soil and plant. Cuadro 1. Efecto de tratamientos de riego en algunas variables de suelo y planta.

On 118 and 136 days after sowin (DAS), Ψroot tended to be lower in DI and in the drying side of PRD1 plants than that of FI plants (Table 1). Both sides of the RS in PRD2 had a significantly lower Ψroot than that of FI and PRD1 treatments. Ψroot of PRD plants tended to be lower in drying side than in the wetted side of the RS, but the difference was not significant using the orthogonal contrast analysis (p ≤ 0.05). On both sampling dates, plants in PRD2 (which was the most water stressed treatment) had the lowest Ψleaf, gs, E, and A of all the treatments (Table 1).

On 118 DAS; gs, E, and A were the same in DI, PRD1, and FI plants. This was due to low solar radiation at measurement time (Behboudian et al., 1994). Radiation was twice higher on 136 DAS than on 118 DAS and in the former day, compared to the FI plants, DI and PRD2 plants had a lower Ψleaf accompanied by a reduction in gs, E, and A (Table 1). The PRD1 plants had the same Ψleaf as FI plants suggesting that Ψleaf of PRD1 plants must have equilibrated with the irrigated part of RS (Green et al., 2006; Skaggs et al., 2006). But reductions of gs by 30%, E by 15%, and A by 31% (opposite to Tan et al., 1981) could be due to signals produced in non irrigated RS (Dry et al., 2000).

Water relations, gas exchange, and yield of processing tomato under reduced irrigation 449

This result is compatible with the assumption that PRD treatment maintains a higher Ψleaf and dry mass of fruit (DMF) than DI treatments even if both are being irrigated with the same amount of water. The DMF values in this experiment (LSD= 89.7 g) were 452.3, 425.2, 291.7, and 217.2 for FI, PRD1, DI, and PRD2, respectively. PRD1 will therefore be a better reduced irrigation strategyto adopt.

In conclusion, Ψroot for both sides of RS were the same for PRD treatment and Ψleaf in less severe PRD treatment (PRD1) equilibrated with wet side of the RS being the same as fully watered controls. Any aberrations in the physiological properties of PRD1 could have resulted from root signals.

ACKNOWLEDGEMENTS

This research was partially supported by the Secretaría de Educación Pública (SEP)-PROMEP-México; Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ); Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en México. We thank Jorge Omar and Miriam Zegbe for their help and support.

LITERATURE CITED

Behboudian, M. H.; Lawes, G. S. and Griffiths, K. M. 1994. The influence of water deficit on water relations, photosynthesis and fruit growth in Asian pear (Pyrus serotina Rehd). Scientia Hortic. 60:89-99.

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Gee, G. W.; Liu, W.; Olvang, H. and Janes, B. E. 1974. Use of pressure bomb measurements to estimate root water potentials. Agron. J. 66:75-78.

Green, S. R.; Kirkham, M. B. and Clothier, B. E. 2006. Roots uptake and transpiration: from measurements and models to sustainable irrigation. Agric. Water Manage. 86:165-176.

con RPR2 (tratamiento con el mayor grado de déficit hídrico) registraron los valores más bajos de Ψhoja, gs, E y A (Cuadro 1).

A 118 DDS; gs, E y A, fueron iguales en las plantas con RD, RPR1 y RC. Esto se debió a una baja radiación solar al momento de tomar las mediciones (Behboudian et al., 1994). La radiación fue dos veces más alta a los 136 DDS que a los 118 DDS y en ese día, en comparación con plantas bajo RC, las plantas con RD y RPR2 tuvieron un bajo Ψhoja acompañado con una reducción en gs, E y A (Cuadro 1). Las plantas con RPR1 y RC registraron el mismo Ψhoja sugiriendo que el Ψhoja de las plantas con RPR1 debió equilibrarse con la parte irrigada del SR (Green et al., 2006; Skaggs et al., 2006). Sin embargo, las reducciones de gs en 30%, E en 15% y A en 31% contrario a Tan et al. (1981), pudo ser debido a señales producidas en la parte no irrigada del SR (Dry et al., 2000).

Este resultado es coincidente con la hipótesis que el tratamiento de RPR mantiene Ψhoja y un peso seco de la fruta (PSF) más altos que el tratamiento con RD, aún cuando ambos hayan sido irrigados con la misma cantidad de agua. Los valores del PSF en este experimento (DMS= 89.7 g) fueron 452.3, 425.2, 291.7, y 217.2 para el RC, RPR1, RD y RPR2, respectivamente. Por consiguiente, el RPR1 sería una mejor estrategia de riego reducido para adoptarse.

En conclusión, el Ψraíz en ambos lados del SR fueron iguales en los tratamientos con RPR y el Ψhoja en el tratamiento con RPR1 se equilibró con el lado húmedo del SR, siendo igual a las plantas testigo con riego completo. Cualquier alteración en las variables fisiológicas del RPR1, se debió al resultado de señales enviadas desde la raíz.

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue financiada parcialmente por la SEP-PROMEP; Universidad Autónoma de Zacatecas; Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en México. Agradecemos a Jorge Omar y Miriam Zegbe por su ayuda y apoyo.

Fin de la versión en español


Kirda, C.; Cetin, M.; Dasgan, Y.; Topcu, S.; Kaman, H.; Ekici, B.; Derici, M. R. and Ozguven, A. I. 2004. Yield response of greenhouse grown tomato to partial root drying and conventional deficit irrigation. Agric. Water Manage. 69:191-201.

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Artículos en publicaciones periódicas. Las citas se deben colocar en orden alfabético, si un autor(a) principal aparece en varios artículos de un mismo año, se diferencia con letras a, b, c, etc. 1) escribir completo el primer apellido con coma y la inicial(es) de los nombres de pila con punto. Para separar dos autores(as) se utiliza la conjunción <y> o su equivalente en el idioma en que está escrita la obra. Cuando son más de dos autores(as), se separan con punto y coma, entre el penúltimo y el último autor(a) se usa la conjunción <y> o su equivalente. Si es una organización, colocar el nombre completo y entre paréntesis su sigla; 2) año de publicación punto; 3) título del artículo punto; 4) país donde se edita punto, nombre de la revista punto y 5) número de revista y volumen entre paréntesis dos puntos, número de la página inicial y final del artículo, separados por un guión (i. e. 8(43):763-775).

Publicaciones seriales y libros. 1) autor(es), igual que para artículos; 2) año de publicación punto; 3) título de la obra punto. 4) si es traducción (indicar número de edición e idioma, nombre del traductor(a) punto; 5) nombre de la editorial punto; 6) número de la edición punto; 7) lugar donde se publicó la obra (ciudad, estado, país) punto; 8) para folleto, serie o colección colocar el nombre y número punto y 9) número total de páginas (i. e. 150 p.) o páginas consultadas (i. e. 30-45 pp.).

Artículos, capítulos o resúmenes en obras colectivas (libros, compendios, memorias, etc). 1) autor(es), igual que para artículos; 2) año de publicación punto; 3) título del artículo, capítulo o memoria punto; 4) expresión latina In: 5) titulo de la obra colectiva punto; 6) editor(es), compilador(es) o coordinador(es) de la obra colectiva [se anota(n) igual que el autor(es) del artículo] punto, se coloca entre paréntesis la abreviatura (ed. o eds.), (comp. o comps.) o (coord. o coords.), según sea el caso punto; 7) si es traducción (igual que para publicaciones seriadas y libros); 8) número de la edición punto; 9) nombre de la editorial punto; 10) lugar donde se publicó (ciudad, estado, país) punto y 11) páginas que comprende el artículo, ligadas por un guión y colocar pp minúscula (i. e. 15-35 pp.).

Envío de los artículos a:

Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Campo Experimental Valle de México. Carretera Los Reyes-Texcoco, km. 13.5. INIFAP. C. P. 56250. Coatlinchán, Texcoco, Edo. de México. Tel. 01 (595) 92 12681. Correo e: [email protected]. Costo de suscripción anual (4 números): en México: $350.00; en el extranjero: USD $30.00. Precio de venta por publicación $ 90.00 o su equivalente en dólares (más costo de envío).

INSTRUCTIONS FOR AUTHORS

The Mexican Journal in Agricultural Sciences, offers to the investigators in agricultural sciences and compatible areas, means to publish the results of the investigations. Writings of theoretical and experimental investigation will be accepted, in the formats of scientific article, notice of investigation, essay and cultivar description. Each document shall be arbitrated and edited by a group of experts designated by the Publishing Committee; accepting only original and unpublished writings in Spanish or English and that are not offered in other journals.

All the contributions propose to publish themselves in the Mexican Journal in Agricultural Sciences, must be written in double-space (including tables and figures) and using “times new roman” size 11 in all the manuscript, with margins in the four flanks of 2.5 cm. All the pages must be numbered in the right inferior corner and numbering the lines initiating with 1 in each page. The sections: abstract, introduction, materials and methods, results, discussion, conclusions, acknowledgments and mentioned literature, must be in upper case and bold left aligned.

Scientific article. Original and unpublished writing which is based on researching results, in which the interaction of two or more treatments in several experiments, locations through many years to draw valid conclusions have been studied. Articles should not exceed a maximum of 20 pages (including tables and figures) and contain the following sections: 1) title, 2) author(s), 3) working institution of the author(s), 4) address of the author(s) for correspondence and e-mail; 5) abstract; 6) key words; 7) introduction; 8) materials and methods; 9) results and discussion; 10) conclusions and 11) cited literature.

Notice of investigation. Writing that contains transcendental preliminary results that the author wishes to publish before concluding its investigation; its extension of eight pages (including tables and figures); it contains the same sections that a scientific article, but interjections 7 to 10 are written in consecutive text; that is to say, without the title of the section.

Essay. Generated summarized writing of the analysis of important subjects and the present time for the scientific community, where the author expresses its opinion and settles down its conclusions on the treated subject; pages must have a maximum extension of 20 (including tables and figures). It contains sections 1 to 6 and 11 of the scientific article. The development of the content of the essay is

questioned in sections according to the topic, through this discussion conclusions or concluding remarks should be generated.

Cultivar description. Writing made in order to provide the scientific community, the origin and the characteristics of the new variety, clone, hybrid, etc; with a maximum extensions of eight pages (including tables and figures), contains sections 1 to 6 and 11 of the scientific article. The descriptions of cultivars is in consecutive text, with relevant information about the importance of cultivar, origin, genealogy, obtaining method, agronomic and phonotypical characteristics (climatic conditions, soil type, resistance to pests, diseases and yield), quality characteristics (commercial, industrial, nutritional, etc.) and availability of seed.

Writing format

Title. It should provide a clear and precise idea of the writing, using 13 words or less, must be in capital bold letters, centered on the top.

Authors. Full names must be submitted (name, surname and last name). Justified, immediately underneath the title, without academic degrees and labor positions; at the end of each name it must be placed numerical indices and correspondence to these shall appear, immediately below the authors; bearing, the name of the institution to which it belongs and official address of each author; including zip code, telephone number and e-mails; and indicate the author for correspondence.

Abstract and resumen. Submit a summary of 250 words or less, containing the following: justification, objectives, location and year that the research was conducted, a brief description of the materials and methods, results and conclusions, the text must be written in consecutive form.

Key words and palabras clave. It was written after the abstract which serve to include the scientific article in indexes and information systems. Choose three or four words and not include words used in the title. Scientific names of species mentioned in the abstract must be register as key words and palabras clave.

Introduction. Its content must be related to the specific subject and the purpose of the investigation; it indicates the issues and importance of the investigation, the bibliographical antecedents that substantiate the hypothesis and its objectives.

Materials and methods. It includes the description of the experimental site, materials, equipment, methods, techniques and experimental designs used in research.

Results and discussion. To present/display the results obtained in the investigation and indicate similarities or divergences with those reported in other published investigations. In the discussion it must be emphasize the relation cause-effect derived from the analysis.

Conclusions. Drawing conclusions from the relevant results relating to the objectives and working hypotheses.

Cited literature. Preferably include recent citations of scientific papers in recognized journals, do not include conference proceedings, theses, internal reports, website, etc. All citations mentioned in the text should appear in the literature cited.

General observations

In the original document, the figures and the pictures must use the units of the International System (SI). Also, include the files of the figures separately in the original program which was created or made in such a way that allows, if necessary to make changes, in case of including photographs, these should be originals, scanner in resolution high and send the electronic file separately. The title of the figures is capitalized and lower case, bold; in bar and pie graphs, filling using clearly contrasting textures; for line graphs use different symbols.

The title of the tables, must be capitalized and lower case, bold; tables should not exceed one page, or closed with vertical lines; only three horizontal lines are accepted, the head of columns are between the first two lines and the third serves to complete the table; moreover, must be numbered progressively according to the cited text and contain the information needed to be easy to understand. The information contained in tables may not be duplicated in the figures and vice versa, and in both cases include statistical comparisons.

Literature references at the beginning or middle of the text use the surname(s) and year of publication in brackets, for example, Winter (2002) or Lindsay and Cox (2001) if there are two authors(as). If the reference is at the end of the text, put in brackets the name(s) coma and the year, eg (Winter, 2002) or (Lindsay and Cox, 2001). If the cited publication has more than two authors, write the surname of the leading author, followed by “et al.” and year of publication.

Literature citation

Articles in journals. Citations should be placed in alphabetical order, if a leading author appears in several articles of the same year, it differs with letters a, b, c, etc...1) Write the surname complete with a comma and initial(s) of the names with a dot. To separate two authors the “and” conjunction is used or its equivalent in the language the work it is written on. When more than two authors, are separated by a dot and coma, between the penultimate and the last author a “and” conjunction it is used or it’s equivalent. If it is an organization, put the full name and the acronym in brackets; 2) Year of publication dot; 3) title of the article dot; 4) country where it was edited dot, journal name dot and 5) journal number and volume number in parentheses two dots, number of the first and last page of the article, separated by a hyphen (ie 8 (43) :763-775).

Serial publications and books. 1) author(s), just as for articles; 2) year of publication dot; 3) title of the work dot. 4) if it is translation ( indicate number of edition and language of which it was translated and the name of the translator dot; 5) publisher name dot; 6) number of edition dot; 7) place where the work was published (city, state, country) dot; 8) for pamphlet, series or collection to place the name and number dot and 9) total number of pages (i. e. 150 p.) or various pages (i. e. 30-45 pp.).

Articles, chapters or abstracts in collective works (books, abstracts, reports, etc.). 1) author(s), just as for articles; 2) year of publication dot; 3) title of the article, chapter or memory dot; 4) Latin expression In two dots; 5) title of the collective work dot; 6) publisher(s), compiler(s) or coordinating(s) of the collective work [written just like the author(s) of the article] dot, at the end of this, the abbreviation is placed between parenthesis (ed. or eds.), (comp. or comps.) or (cord. or cords.), according to is the case dot; 7) if it is a translation (just as for serial publications and books); 8) number of the edition dot; 9) publisher name dot; 10) place where it was published (city, state, country) and 11) pages that includes the article, placed by a hyphen and lowercase pp (i. e. 15-35 pp.).

Submitting articles to:

Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Campo Experimental Valle de México. Carretera Los Reyes-Texcoco, km. 13.5. INIFAP. C. P. 56250. Coatlinchán, Texcoco, Edo. de México. Tel. 01 (595) 92 12681. E-mail: [email protected]. Cost of annual subscription (4 issues): In Mexico: $ 350.00; abroad: USD $ 30.00. Price per issue $ 90.00 or its equivalent in dollars (plus shipping).

Mandato:

A través de la generación de conocimientos científicos y de innovación tecnológica agropecuaria y forestal como respuesta a las demandas y necesidades de las cadenas agroindustriales y de los diferentes tipo de productores, contribuir al desarrollo rural sustentable mejorando la competitividad y manteniendo la base de recursos naturales, mediante un trabajo participativo y corresponsable con otras instituciones y organizaciones públicas y privadas asociadas al campo mexicano.

Misión:

Generar conocimientos científicos e innovaciones tecnológicas y promover su trasferencia, considerando un enfoque que integre desde el productor primario hasta el consumidor final, para contribuir al desarrollo productivo, competitivo y sustentable del sector forestal, agrícola y pecuario en beneficio de la sociedad.

Visión:

El instituto se visualiza a mediano plazo como una institución de excelencia científica y tecnológica, dotada de personal altamente capacitado y motivado; con infraestructura, herramientas de vanguardia y administración moderna y autónoma; con liderazgo y reconocimiento nacional e internacional por su alta capacidad de respuesta a las demandas de conocimientos, innovaciones tecnológicas, servicios y formación de recursos humanos en beneficio del sector forestal, agrícola y pecuario, así como de la sociedad en general.

Retos:

Aportar tecnologías al campo para:

● Mejorar la productividad y rentabilidad.

● Dar valor agregado a la producción.

● Contribuir al desarrollo sostenible.

Atiende a todo el país a través de:

8 Centros de Investigación Regional (CIR'S).

5 Centros Nacionales de Investigación Disciplinaria (CENID'S).

38 Campos Experimentales (CE).

Dirección física:

INIFAP, Progreso 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, México, D. F. C. P. 04010.

Para más información visite: http://www.inifap.gob.mx/otros_sitios/revistas_cientificas.htm.

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PRODUCCIÓN Dora M. Sangerman-Jarquín

DISEÑO Y COMPOSICIÓN María Otilia Lozada González

yAgustín Navarro Bravo

ASISTENTE EDITORIALDoralice Pineda Gutiérrez

revista mexicana de ciencias agrÍcolas antes: … · revista mexicana de ciencias agrícolas vol.1...

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