manejo de la fertilización nitrogenada en trigo y cebada ... · carlos g. martínez rueda. fueue...
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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
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0
10Se
0
Sal
S-7
5
Sat
S-8
6
Cor
S-9
4
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-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
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400
Volu
me
0.0
0.5
-75
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002
007
007
-94
000
005
0
100
-75
-86
-94
002
007
007
-94
000
005
Sal S
-
SatS
-
Cor
S-
Bar
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Cor
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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.
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