UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MÉXICOFacultad de Ciencias AgrícolasFacultad de Ciencias Agrícolas

RED 110RT0394 METRICE (Mejorar la eficiencia en el uso de los recursos y elMETRICE (Mejorar la eficiencia en el uso de los recursos y elajuste fenológico en trigo y cebada)

Manejo de la fertilización nitrogenada en trigo y cebada de valles altos: efecto sobre la determinación

del rendimiento y calidad de grano

Gaspar Estrada CampuzanoCarlos G. Martínez Rueda

Fuente: Canimolt (2010)ue te Ca o t ( 0 0)

Ubicación de los valles altos de México

Altitud: 2000 a 2600 msnm.

Estado de México Hidalgo Hidalgo Puebla Tlaxcala

Principales Estados productores de trigo y cebada en los valles altosde México

Superficie sembrada de trigo y cebada en los valles altos de México

Rendimientos de grano de trigo ycebada obtenidos por los productores

250

en los valles altos de México

3.0 CebadaTrigo

en los valles altos de México.

200

mile

s de

ha)

2 0

2.5

edio

( t h

a-1 )

150

cose

chad

a (m

CebadaTrigo

1.5

2.0

gran

o p

rom

e

50

100

Sup

erfic

ie c

0 5

1.0

ndim

ient

o de

01996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Año

0.0

0.5

1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012R

enAño

Evolución de la superficie sembrada detrigo y cebada en los últimos 13 años. Rendimientos obtenidos por los

productores de trigo y cebada en losúltimos 13 años, en los valles altos deMéxico.

En esta región existen pocas evidencias sobre el manejo del nitrógeno yg p j g ycomo responden los nuevos cultivares a la aplicación de este nutriente.

Respuesta del rendimiento de grano de ocho variedadesde trigo liberadas entre 1987 y 2003 a la fertilización

it d

Limon-Ortega, et al. 2008

nitrogenada.

Por otro lado, son escaso los estudios sobre elcomportamiento genotípico a diversos ambientes,(ej. disponibilidad de agua y nutrientes), que

Limon-Ortega, 2008

permitan elegir mejor al cultivar dependiendo de laregión.

Precipitación entre junio-Octubre

400-900 mm

Fertilización con Nitrógeno no mas allá de 100 kg ha-1), aplicado al momento de la siembra.

Perdidas de nitrógeno por escurrimientos (lluviassuperiores a los 20 mm) o por lixiviación.

Lo cual hace necesario general tecnología deproducción que permitan incrementar losrendimientos actuales y eficientizar el uso delos nutrientes (nitrógeno)

De acuerdo con esto surgen algunas interrogantes:

¿Existe respuesta del cultivo de trigo cuando se agregan más de 100 kgN ha-1?¿Existe respuesta del cultivo de trigo cuando se agregan más de 100 kgN ha 1?¿Que atributos se modifican con incrementos en la fertilización con N que tengan relacióncon el rendimiento de grano y calidad harinera bajo condiciones de secano?¿El fraccionamiento del N en diferentes momentos mejora la eficiencia de su uso en

P t l d l d ió d t i l ió (A 50 000 t) l l

¿El fraccionamiento del N en diferentes momentos mejora la eficiencia de su uso encondiciones de secano?

Por otro lado, la producción de trigo en la región (Aprox. 50 000 t), no cumple con losparámetros de calidad que exige la industria molinera, por lo que es utilizada en laelaboración de alimentos balanceados. Esto conlleva a otra interrogante ¿Porque en losvalles altos de México no se obtiene calidad harinera cuando el trigo crece bajovalles altos de México no se obtiene calidad harinera cuando el trigo crece bajocondiciones de secano?

Experimento de respuesta en atributos ecofisiológicos determinantes delrendimiento en variedades de trigo liberadas desde 1975 a 2007 a laf tili ió it d

» Se establecieron dos experimentos (Invierno-primavera

fertilización nitrogenada.

2010-11 y Verano-otoño 2011), en el campoexperimental de la Facultad de Ciencias Agrícolas de laUniversidad Autónoma del Estado de México.

VARIABLES ANALIZADAS

Producción de biomasa (ET, HB,Ant y MF)

R di ió I t t d

MATERIAL GENETICO2.Salamanca S-753.Saturno S-86

Aplicaciónfraccionada en tresmomentos del

lti i b

Parcelas de 6 surcosde 3 m de largo y0.20 m de

ió P l

Radiación Interceptada

Eficiencia de uso de la radiación

Rendimiento de grano y suscomponentes

4.Eneida F-947.Cortazar S-94 9.Rebecca F-2000 6.Urbina S-20028.Maya S-2002

cultivo: siembra,espiguilla terminaly hoja banderaexpandida.

separación. Parcelaútil: cuatro surcoscentrales.

p

8.Maya S 20021.Tollocan F-20055.Barcenas S-2007

DOSIS INICIAL: 50-60-30

Distribución de la precipitación y temperatura durante las estaciones de

400.030.0

crecimiento I-P y V-O (2010-2011)

300.0

350.0

20.0

25.0

)

200.0

250.0

10.0

15.0

cipitación

 (mm)

mpe

ratura (°C)

50 0

100.0

150.0

‐5 0

0.0

5.0

PrecTem

DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT

PP 0.0 0.0 1.3 0.5 34.6 7.4 101.6 187.2 114.2 38.6 42.8

0.0

50.0

‐10.0

5.0

TMED 7.0 8.4 10.8 12.7 14.7 16.8 15.2 13.9 14.2 13.4 11.3

TMAX 20.0 20.3 21.8 24.1 25.4 26.3 23.1 20.5 21.3 20.9 21.0

TMIN ‐4.9 ‐2.4 0.4 1.2 5.0 7.7 8.5 10.1 9.0 7.4 3.1

Efecto del ciclo y dosis de N sobre los determinantes fisiológicos y numéricos del

F Ni l R d ( 2) NG PIG Bi RIA EUR Bi RIA EUR

Efecto del ciclo y dosis de N sobre los determinantes fisiológicos y numéricos delrendimiento en variedades de trigo.

Factor Nivel Rend (g m-2) NG(m2 x103)

PIG(mg)

Biom(g m-2)

RIAPAR(MJ m-2)

EUR(g MJ-1)

BiomPre(g m-2)

RIApre(MJ m-2)

EURpre(g MJ-1)

Ciclo I-P 366.4b 10.1b 36.5b 1417b 773.5a 1.8b 1165b 591a 1.9b

V-O 542.6a 14.4a 37.8a 1947a 751.4a 2.7a 1232a 341b 3.2a

Nitrógeno(kg ha-1)

00 312d 8.4d 36.1b 1297d 623c 2.0c 893d 396c 2.2c

100 470c 11.8c 40.0a 1656c 774b 2.3b 1182c 477b 2.5b

200 494b 13.4b 36.8b 1784b 776b 2.4a 1286b 471b 2.7a

300 541a 15.3a 35.5b 1993a 874a 2.4a 1433a 519a 2.7a

Variabilidad genotípica en los determinantes fisiológicos y numéricos del rendimientoVariabilidad genotípica en los determinantes fisiológicos y numéricos del rendimientoen variedades de trigo de Valles Altos. Datos promedio de 2 ciclos y 4 dosis de nitrógeno.

Sal S-75 424f 11.3d 37.7bc 1816a 735bcd 2.6a 1318a 475b 2.7a

Cultivar Rend(g m-2)

NG(m2 x103)

PIG(mg)

Biom(g m-2)

RIAPAR(MJ m-2)

EUR(g MJ-1)

BiomPre(g m-2)

RIApre(MJ m-2)

EURpre(g MJ-1)

Sat S-86 522a 14.4a 36.5bc 1694b 686d 2.5a 1090g 399d 2.7a

Cor S-94 437e 11.7cd 39.2ab 1650d 770abc 2.2cd 1139e 466b 2.5d

Bar S-2002 445d 12.0c 37.1bc 1615ed 758bc 2.2cd 1167d 446c 2.6b

May S-2007 508b 12.0c 41.8a 1748b 798ab 2.3cb 1121ef 474b 2.5d

Urb S-2007 448c 11.5d 38.8b 1600e 779abc 2.1d 1247c 478b 2.6bUrb S 2007 448c 11.5d 38.8b 1600e 779abc 2.1d 1247c 478b 2.6b

Ene F-94 460c 13.0b 35.0cd 1744b 724cd 2.3b 1114f 445c 2.6b

Reb F-2000 431e 12.6b 33.6d 1722b 840a 2.3b 1321a 510a 2.4e

Tol F.2005 412g 11.6c 34.8cd 1551f 768bc 2.1cd 1271b 500a 2.4e

Efecto de la dosis de N sobre los componentes fisiológicos del rendimiento de grano

y = 4661.2x - 791 R² = 0.78 P<0.01

y = 0.27x

R² = 0.91 P<0.001600

700

500

m-2

)

300

400

endi

mie

nto

(g

100

200

Re

I-P00100

V-O Nitro

0.00 0.400.10 0.20 0.30

0

100

0 500 1000 1500 2000 2500

200300

Índice de cosechaBiomasa ciclo (g m-2)

I-P: Invierno-primaveraV-O: Verano-otoño

Efecto de la dosis de N sobre los componentes fisiológicos de la biomasa

2500I-P

00V-O Nitro

1500

2000

g m

-2)

100200300

1000

1500

omas

a ci

clo

(g

y = 1627.8x – 1634.6

R² = 0.97 P<0.01

y = 2.6x – 630.1

R² = 0.99 P<0.001500

Bio

0.0 1.0 2.0 3.0 4.00

0 200 400 600 800 1000

RIA ciclo (g MJ-1)RIA ciclo (MJ m-2)

I-P: Invierno-primaveraV-O: Verano-otoño

Efecto de la dosis de N sobre los componentes numéricos del rendimiento de grano

y = 0.03x + 3.8

R² = 0.85 P<0.001600

700

R 0.85 P 0.001

500

g m

-2)

300

400

endi

mie

nto

(g

100

200

Re

I-P00100

V-O Nitro

34 36 38 40 420

100

0 5000 10000 15000 20000

200300

Peso individual de grano (mg grano-1)Numero de granos (m2 x103)

I-P: Invierno-primaveraV-O: Verano-otoño

Efecto del ciclo y cultivar sobre los componentes fisiológicos del rendimiento de grano

700 y = 0 30x 55 4

500

600

o (g

m-2

)

y = 0.30x 55.4R² = 0.78 P<0.01 y = 1311.9x + 175.21

R² = 0.35 P<0.05

300

400

ento

de

gran

o

Salamanca S-75Saturno S-86

I-P V-O

100

200

300

Ren

dim

ie

y = 1317.1x + 31.3

R² = 0.53 P<0.05

Cortázar S-94Bárcenas S-2002Maya S-2007Urbina S-2007Eneida F-94

0

100

500 1000 1500 2000 2500Biomasa ciclo (g m-2)

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40Indice de cosecha)

Rebeca F-2000Tollocan F-2005

Efecto del ciclo y cultivar sobre los componentes fisiológicos de la biomasa

572 4 347 22300

y = 572.4x + 347.2

R² = 0.93 P<0.001

1900

2100

m-2

)

1300

1500

1700

asa

cicl

o (g

m

Salamanca S-75Saturno S-86

I-P V-O

900

1100

Biom

a

Cortázar S-94Bárcenas S-2002Maya S-2007Urbina S-2007Eneida F-94

0 1 2 3 4Eficiencia de uso de la radiación ciclo (g MJ-1)

500

700

500 600 700 800 900 1000Radiación interceptada ciclo (MJ m-2)

9Rebeca F-2000Tollocan F-2005

(g )p ( )

Efecto del ciclo y cultivar sobre los componentes numéricos del rendimiento de grano

y = 36.7x + 3.3600

700

) R² = 0.90 P<0.001

400

500

gran

o (g

m-2

)

200

300

ndim

ient

o de

Salamanca S-75Saturno S-86Cortázar S-94Bárcenas S-2002M S 2007

I-P V-O

y = 14.543x164.62R² = 0.74 P<0.01

0

100

Ren Maya S-2007

Urbina S-2007Eneida F-94Rebeca F-2000Tollocan F-2005

0 5 10 15 20Numero de granos (m2 x103)

30 35 40 45Peso individual de grano (mg grano-1)

Experimento: Respuesta en atributos ecofisiológicos determinantes delrendimiento a la fertilización nitrogenada fraccionada.

Lugar del MATERIAL GENETICOexperimento• Condiciones de temporal

MATERIAL GENETICO

• Salamanca S-75• Ciclo agrícola 2011• Facultad de Ciencias

Agrícolas de UAEMex

• Romoga F-96• Tollocan F-2005

SUB-TRATAMIENTOS

ETAPA DE APLICACIÓN FERTILIZANTE TOTAL

SIEMBRA AMAC ET HBTRATAMIENTOSKg

SIEMBRA AMAC. ET HB

1 0 0 0 0 02 50 50 0 0 1003 50 0 50 0 1004 50 0 0 50 1005 100 100 0 0 2005 100 100 0 0 2006 100 0 100 0 2007 100 0 0 100 200

Diseño de parcelas divididas

Bloques completos al azar con 3 repeticiones

Unidad experimental:

6 hileras de 3 m y 0.20 m (3.6 m2)

Densidad: 336 semillas m-2

Ciclo ontogénico

•Medición de la radiación

Antesis•Peso seco de la espiga

M.F.•Rendimiento de grano•Medición de la radiación

interceptada.•Producción de biomasa.•EUR

•Peso seco de la espiga•Número de flores

fértiles

•Rendimiento de grano•Y sus principales

componentes

800

y = 1.861x + 385.03r² = 0.99 P < 0.01700

g m

-2)

600

to d

e gr

ano

(

El cultivar de reciente liberación mostró mejor respuesta que los

lti ti

400

500

Ren

dim

ient cultivares antiguos.

300

400 Salamanca S-75Romoga F-96Tollocan F-2005

0 50 100 150 200 250Dosis de nitrógeno (kg ha-1)

Efecto de la dosis de nitrógeno sobre el rendimiento degrano en tres variedades de trigo en Toluca, México.

Efecto del cultivar sobre atributos ecofisiológicos del rendimiento de grano. Los puntosrepresentan el promedio de combinación dosis y estrategia

900(a) (b)

700

800

o (g

m-2

)

(a)

Salamanca S-75Romoga F-96Tollocan F-2005

(b)

500

600

ient

o de

gra

n

y = 0.26x + 13.7r² = 0 36 P < 0 01

300

400

Ren

dim

i

y = 1768.5x + 25.619² 0 50 P < 0 01r² = 0.36 P < 0.01

2001000 1500 2000 2500 3000

Biomasa a madurez fisiológica (g m-2)

r² = 0.50 P < 0.01

0.1 0.2 0.3 0.4

Índice de cosechaBiomasa a madurez fisiológica (g m ) Índice de cosecha

Efecto del cultivar sobre atributos fisiológicos de la producción de biomasa enmadurez. Los puntos representan el promedio de la combinación dosis y estrategia

3000(b)(a)

2000

2500

ez (g

m-2

) Salamanca S-75Romoga F-96Tollocan F-2005

1500

000

asa

a m

adur

e

y = 497.84x + 319.65

r² = 0.74 P < 0.01

1000Biom

a

1.0 2.0 3.0 4.0

EUR a madurez fisiológica (g m-2)

500400 500 600 700 800

RIA a madurez fisiológica (MJ m-2)

Efecto del cultivar sobre atributos fisiológicos de la producción de biomasa en antesis.Los puntos representan el promedio de la combinación dosis y estrategia

1900

1500

1700

1900

)

Salamanca S-75Romoga F-96Tollocan F-2005

1100

1300

1500

ante

sis

(g m

-2)

900

1100

Bio

mas

a a

a

y = 284.4x + 281.1

R² = 0 57 P<0 001

500

700

200 300 400 500

R 0.57 P<0.001

2.0 3.0 4.0 5.0

(b)(a)

Radiación interceptada acumulada a antesis (MJ m-2) Eficiencia de uso de la radiación a antesis (g MJ-1)

Efecto del cultivar sobre los principales componentes del rendimiento de grano. Lospuntos representan el promedio de dos ciclos.puntos representan el promedio de dos ciclos.

800

900

0_0_0_050_50_0_050 0 50 0

Sal Rom Tol

600

700

ano

(g m

-2)

50_0_50_050_0_0_50100_100_0_0100_0_100_0100_0_0_100

400

500

mie

nto

de g

ra

200

300

Ren

dim

(b)(a)

0

100

0 5 10 15 20 25N d ( 2 103)

0 20 40 60P i di id l d ( )

(b)(a)

Numero de granos (m2 x103) Peso individual de grano (mg)

44

46

44

46

40

42

44

tiles

ant

esis y = 42.4x + 16.8

r² = 0.64 P < 0.0140

42

44

espi

ga-1

)

0_0_0_050_50_0_050 0 50 0

36

38

40

de fl

ores

fért

36

38

o de

gra

nos

(e

50_0_50_050_0_0_50100_100_0_0100_0_100_0100 0 0 100

32

34

Num

ero

32

34

Num

ero

100_0_0_10030

0.3 0.4 0.5 0.6

Peso seco de espiga en antesis (g espiga-1)

300.3 0.4 0.5 0.6

Peso seco de espiga en antesis (g espiga-1)-

Relaciones entre el numero de flores fértiles (a) y el numero de granos por espigacon el peso de espiga en antesis. Los puntos representan el promedio de la combinación dosis y estrategiag

Variabilidad en características físicas, químicas y reológicas de trigos de valles altos deMéxico

Invierno-primavera Verano-otoño

70

80

80

90

40

50

60

reza

50

60

70

rico

(kg

hl

20

30

40

% D

ur

30

40

Peso

hec

tolít

r

0

10

20

0

10

20P

5 6 4 2 7 7 4 0 5

Sal

S-7

5

Sat

S-8

6

Cor

S-9

4

Bar

S-2

002

May

S-2

007

Urb

S-2

007

Ene

F-9

4

Reb

F-2

000

Tol F

-200

5

Sal

S-7

5

Sat

S-8

6

Cor

S-9

4

Bar

S-2

002

May

S-2

007

Urb

S-2

007

Ene

F-9

4

Reb

F-2

000

Tol F

-200

5

Invierno-primavera Verano-otoño

350

40050

250

300

)

30

40

(ml)

150

200

W (1

0-4

J)

20

edim

enta

ción

0

50

100

0

10Se

0

Sal

S-7

5

Sat

S-8

6

Cor

S-9

4

Bar S

-200

2

May

S-2

007

Urb

S-2

007

Ene

F-9

4

Reb

F-2

000

Tol F

-200

5

0

Sal

S-7

5

Sat

S-8

6

Cor

S-9

4

Bar S

-200

2

May

S-2

007

Urb

S-2

007

Ene

F-9

4

Reb

F-2

000

Tol F

-200

5

B M U RB M U R

Invierno-primavera Verano-otoño

3.5 900

2 5

3.0700

800

c)

1 5

2.0

2.5

P/L

400

500

600

en d

e p

an (c

c

1.0

1.5

200

300

400

Volu

me

0.0

0.5

-75

-86

-94

002

007

007

-94

000

005

0

100

-75

-86

-94

002

007

007

-94

000

005

Sal S

-

SatS

-

Cor

S-

Bar

S-2

0

May

S-20

Urb

S-20

Ene

F-

Reb

F-20

Tol F

-20

Sal S

SatS

Cor

S

Bar

S-2

0

May

S-20

Urb

S-20

Ene

F

Reb

F-2 0

Tol F

-20

Conclusiones generales

Existen marcadas diferencias en los atributos que determinan el rendimiento de grano en trigo en función del ciclo de crecimiento, la disponibilidad de nitrógeno y el cultivar.

El incremento en la disponibilidad de nitrógeno provoca cambios positivos en el numero de granos y producción de biomasa estos últimos asociados a incrementos en la eficiencia en el uso de la radiaciónla eficiencia en el uso de la radiación.

El avance logrado en el mejoramiento genético del trigo en valles altos se ve reflejado t l f tili ió it g d l ió di i t d en una mayor respuesta a la fertilización nitrogenada en relación con rendimiento de

grano y sus principales componentes numéricos.

El fraccionamiento del N en etapas criticas mejora la expresión de los atributos El fraccionamiento del N en etapas criticas mejora la expresión de los atributos fisiológicos que determinan el rendimiento de grano.

La estación de crecimiento es el principal factor que determina la calidad harinera del a estac ó de c ec e to es e p c pa acto que dete a a ca dad a e a detrigo en valles latos de México. El incremento en la dosis de N en secano no mejora significativamente los parámetros que definen la calidad harinera de trigo.