RECONOCIMIENTO. Héctor Deras, Marcos Riquelmi, Jorge Montano, Carlos Mejía. José Luis Zea, René Velázquez, Mario Fuentes.

Transcripción

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2 RECONOCIMIENTO El presente documento es un trabajo cooperativo y profesional realizado por técnicos de entidades e instituciones Públicas y Privadas de diferentes países de Centro América y México, a quienes felicitamos y agradecemos por su dedicación y esfuerzo para la realización de este importante trabajo para la Región. El Salvador: Héctor Deras, Marcos Riquelmi, Jorge Montano, Carlos Mejía Guatemala: José Luis Zea, René Velázquez, Mario Fuentes Honduras: Oscar Cruz Nicaragua: Angela Pineda, Gonzalo Brenes México: Félix San Vicente, Jesús Alcázar, Heriberto Torres Panamá: Roman Gordon M, Jorge Franco B Prosemillas

3 Evaluación de híbridos blancos y amarillos del PCCMCA, 2010 Roman Gordon Mendoza., Héctor Deras Flores

4 Evaluación de híbridos blancos y amarillos del PCCMCA, 2010 Introducción El cultivo de maíz en la región de Meso América, ocupa el primer lugar de acuerdo al área de producción y a la importancia como producto de consumo humano (grano blanco) y en la elaboración de concentrados para la alimentación animal (grano amarillo). La evaluación de genotipos a través de distintos ambientes, principalmente en ambientes contrastantes, es una de las prácticas más usuales para la recomendación de nuevos híbridos a los productores de una región específica y el mismo ha sido uno de los principales objetivos en los Programas de Mejoramiento Genético tanto de las empresas que se dedican a la venta de semillas como de las instituciones estatales. La Interacción Genotipo-Ambiente (IGA) sucede cuando hay respuestas diferentes de los híbridos en relación con los ambientes en donde se realicen las evaluaciones. Esta interacción merece gran importancia en la evaluación de híbridos desarrollados para diferentes circunstancias de producción, por lo que es preciso integrar los conceptos de adaptabilidad y estabilidad para definir el comportamiento de los híbridos evaluados a través de distintos ambientes. La adaptabilidad se refiere a la capacidad de los genotipos de aprovechar a su favor los estímulos del ambiente, en cuanto que la estabilidad se refiere a la capacidad de los genotipos de mostrar un comportamiento altamente previsible en función del estímulo ambiental. Becker, 1981; Lin et al. 1986; Becker y León 1988, definen conceptos de estabilidad fenotípica que se complementan del punto de vista estadístico, biológico y agronómico. Allard y Hansche, (1969); citados por Márquez (1991), definen a una variedad estable como una variedad con capacidad de amortiguamiento o flexibilidad para cambiar en actitud, que para el caso de variedades agrícolas, significaría ajustar su rendimiento a las condiciones ambientales, es decir, variedades capaces de ajustar sus procesos vitales para mantener la productividad. Por otro lado Simmonds (1962), citado por Marquez (1991), resalta que el término adaptabilidad se ha tomado como la capacidad para responder a la selección, lo cual implica la variabilidad genética. En estas condiciones una población genotípicamente heterogénea será adaptable a diferentes ambientes al estar sujeta a diferentes presiones de selección, manifestando su adaptación específica a un ambiente de acuerdo a la presión de selección de éste, mediante su respuesta cambiante a los diferentes ambientes, se medirá la adaptabilidad. El análisis de varianza y regresión conjunta, es una metodología empleada ampliamente para explicar la IGA (Finlay y Wilkinson 1963; Eberhart y Russell 1966; Perkins y Jinks 1968). Técnicas multivariadas también han sido usadas para estudiar los efectos de la IGA; por ejemplo el análisis de componentes principales (PCA), análisis de coordenadas principales, análisis de cluster (Crossa 1990; Westcott 1986). El desarrollo del modelo AMMI (Efectos principales aditivos e interacción multiplicativa), que integra análisis de varianza y de componentes principales (Zobel et al. 1988), ha mostrado su eficiencia para explicar una proporción de la suma de cuadrados de la interacción, superior a la obtenida con el análisis de varianza y regresión conjunta (Gauch y Zobel 1988; Zobel et al. 1988; Crossa 1988;, Crossa 1990; Crossa et al. 1990; Crossa et al. 1991). 1

5 Objetivos: 1. Evaluar la adaptación de híbridos de maíz de grano blanco y amarillo desarrollados por los Programas Nacionales y las principales Compañías Privadas de semillas, en diferentes ambientes de la región maicera de Centro América. 2. Determinar la interacción de los híbridos con los diferentes ambientes, con el propósito de identificar genotipos superiores y con buena estabilidad de rendimiento. 3. Facilitar la información obtenida a los Programas Nacionales, Compañías Privadas de Semilla, mejoradores e instituciones internacionales, para la toma de decisiones en relación a la selección de genotipos tanto a nivel de cada país como a nivel regional. Materiales y Métodos Ubicación: Se realizó un experimento de híbridos blancos y otro de híbridos amarillos en 18 localidades de la Región Mesoamericana, en estaciones experimentales y parcelas facilitadas por productores de maíz de los distintos países de Centro América y México, durante la época lluviosa del año 2010 (Cuadro 1). Cuadro 1. Localidades y países del ensayo de evaluación de híbridos de maíz, Centro América, 2010 Localidad (blancos) País Localidad (amarillos) País 1. Ahuachapán El Salvador Santa Cruz Porrillo E El Salvador 2. Santa Cruz Porrillo El Salvador San Andrés El Salvador 3. San Andrés El Salvador Chiapa de Corzo, Chiapas México 4. Acayucan, Veracruz México Acayucan, Veracruz México 5. Chiapa de Corzo, Chiapas México Monjas Guatemala 6. Quesada Guatemala Quesada Guatemala 7. Jalapa Guatemala La Puzunca, Olancho Honduras 8. Danlí Honduras Comayagua Honduras 9. Comayagua Honduras Danlí Honduras 10. La Puzunca, Olancho Honduras Santa Rosa, Managua Nicaragua 11. Santa Rosa, Managua Nicaragua Palestina, Peten Guatemala 12. Palestina, Peten Guatemala San Vicente El Salvador 13. San Vicente El Salvador Monjas RV Guatemala 14. Monjas RV Guatemala Agua Fría México 15. El Ejido E; Los Santos Panamá Las Cruces, El Peten Guatemala 16. El Ejido L, Los Santos Panamá El Ejido E, Los Santos Panamá 17. Las Cruces, El Peten Guatemala El Ejido L, Los Santos Panamá 18. Agua Fría México Santa Cruz Porrillo L El Salvador Material genético: El grupo de híbridos evaluados fue obtenido de diferentes fuentes. En el experimento de híbridos blancos, las Compañías Privadas suministraron 14 genotipos, el sector oficial contribuyó con 4 híbridos, el CIMMYT con 4 y se incluyeron 3 testigos, para un total de 25 híbridos. El ensayo de híbridos amarillos incluyó 14 genotipos de los cuales 6 fueron aportados por el sector privado, 3 del sector oficial, 3 del CIMMYT y se incluyeron 2 testigos (Cuadro 2). 2

6 Cuadro 2. Híbridos de maíz de grano blanco y amarillos evaluados en el ensayo uniforme del PCCMCA, 2010 Híbrido Blancos Institución Híbridos Amarillos Institución 1. Platino CENTA 1. HEA-4 CENTA 2. HESQ-1 CENTA 2. DK-7088 Monsanto 3. M-ORO INTA NIC 3. HEA-12 CENTA 4. M-ORO-D INTA NIC 4. HEA-14 CENTA 5. P-4081W Pioneer 5. P-3862 Pioneer 6. P-4082W Pioneer 6. P-3523 Pioneer 7. P-4063W Pioneer 7. NB-316 Syngenta 8. DK-370 Monsanto 8. NB-205 Syngenta 9. MH-9056 Monsanto 9. HE-3415 Prosemillas 10. MH-9058 Monsanto 10. CLRCY041/CL02450//CML451 CIMMYT NC-69C Syngenta 11. CLQ-S89YQ04/CML161//CL02450Q CIMMYT NC-49C Syngenta 12. CLYN205/CL02450 CIMMYT N-79C Syngenta 13. HS-14 (Testigo común) Cristiani 14. NC-59C Syngenta 14. Testigo Local (por país) 15. NC-6530 Syngenta 16. NC-6531 Syngenta 17. HR-17 Prosemillas 18. HE-2988 Prosemillas 19. CLRCWQ26/CML491//CRCWQ104/CML502 CIMMYT CLRCWQ126/CML491//CML503 CIMMYT CLRCW44/CLRCW42//CML494 CIMMYT CLRCW96/CLRCW85//CML494 CIMMYT DK-357 (Testigo común) Monsanto F-32 (Testigo común) Pioneer 25. Testigo Local (por país) Manejo Agronómico: El sistema de preparación del suelo en todos los experimentos fue de acuerdo a las condiciones de cada país. La densidad inicial de siembra utilizada fue de 6.00 a 6.66 plantas m -2, ésto se logró sembrando surcos separados entre 0.75 a 0.80 m y dejando una o dos plantas cada 0.20 ó 0.40 m (esto dependió de la recomendación por país). La fertilización consistió en la aplicación de una fórmula completa al momento de la siembra, en forma de banda continua o a chuzo a cuatro centímetros de la línea de siembra. Posteriormente se realizaron una o dos aplicaciones suplementarias de urea, en caso de dos aplicaciones, la primera se realizó a los 20 días después de siembra (dds) y la segunda a los 37 dds. En el caso de una aplicación, la misma se realizó a los 30 dds. El control de malezas consistió en la aplicación en pre-emergencia de herbicidas (glifosato, atrazina, pendimentalina, etc.). Variables medidas: Los datos tomados incluyeron caracteres cuantitativos, que son altamente influenciados por el ambiente como: altura de planta y mazorca, rendimiento de grano, porcentaje de plantas acamadas, porcentaje de mazorcas podridas y la evaluación de las principales enfermedades al follaje (Curvularia sp, Bipolaris maydis, Helminthosporium turcicum, Puccinia polysora, Phyllacora maydis y achaparramiento). Además se midieron variables que son poco influenciadas por el ambiente, como: días a floración femenina, número de plantas y mazorcas al momento de la cosecha y humedad del grano. Para la evaluación de enfermedades se utilizó una escala de 1 a 5, donde 1 indica ausencia de enfermedad y 5 infección muy severa. La evaluación se realizó en las etapas finales (70-80 dds) del cultivo, antes que las hojas se tornaran de color café. 3

7 Diseño Experimental: El tamaño de las parcelas experimentales consistió de dos surcos de 5.2 m de largo. Para la ejecución en campo se utilizó un diseño de Alfa Látice descrito por Barreto (1999), con tres repeticiones. Análisis Estadístico: Se realizó un análisis por localidad utilizando el método REML para el cálculo de las varianzas de cada una de las fuentes de variación del modelo Alfa Látice y se procedió a calcular la repetibilidad (H) de acuerdo a la siguiente fórmula: Se realizó un análisis de varianza combinado, considerando un modelo mixto (ambiente aleatorio y genotipo fijo) para las localidades con una H mayor de Para la separación de medias se utilizó el análisis de separación de medias de rendimiento, a través de las diferencias mínimas significativas (DMS). Para el análisis estadístico de las variables % de plantas acamadas (raíz y tallo), % de mazorcas con mala cobertura y podridas se realizó el análisis de la variable transformada por el método de la raíz cuadrada más un medio ( x 0.5 ). Análisis de Estabilidad: Para el análisis de estabilidad se utilizó el modelo AMMI Bi-plot GGE-SReg, que integra el análisis de varianza y el análisis de componentes principales (Zobel et al. 1988, Yan et al., 2000). El modelo matemático es: Y g e = μ + α g + β e +Σ N λ n Y g n δ en + ρ g e En donde: Y g e = Rendimiento promedio de un genotipo g en un ambiente e α g = Efecto de las desviaciones de las medias de los genotipos μ = Media General β e = Efecto de las desviaciones de las medias del ambiente λ n = Es el valor singular para el PCA δ en = Son los valores de los vectores para cada ambiente (PCA) N = Número de PCA retenidos en el modelo ρ g e = Residual Y g n = Son los valores de vectores de los genotipos (PCA) Análisis de Conglomerados: Los datos de rendimiento fueron sometidos a un análisis de conglomerado mediante el método de Ward (Johnson, 1998), el cual utiliza el análisis de la varianza para evaluar la distancia entre conglomerados, minimizando la suma de los cuadrados de las distancias entre los conglomerados que son formados en cada interacción. Es una técnica multivariada que busca agrupar elementos (o variables) tratando de lograr la máxima homogeneidad en cada grupo y la mayor diferencias entre los grupos (Johnson, 1998). Luego se representó en un dendograma el cual es la representación gráfica que mejor ayuda a interpretar el resultado de este análisis. 4

8 En donde: Es la media del grupo g. El criterio comienza suponiendo que cada dato forma un grupo, g = n y por tanto W es cero. A continuación se unen los elementos que produzcan el incremento mínimo de W. Obviamente esto implica tomar los más próximos con la distancia euclídea. En la siguiente etapa tenemos n-1 grupo, n-3 de un elemento y uno de dos elementos. Decidimos de nuevo unir dos grupos para que W crezca lo menos posible, con lo que pasamos a n-2 grupos y así sucesivamente hasta tener un único grupo. Los valores de W van indicando el crecimiento del criterio al formar grupos y pueden utilizarse para decidir cuántos grupos naturales contiene nuestros datos. Para discernir sobre el comportamiento de los genotipos, los ambientes y la interacción, dentro de cada mega ambiente, complementamos el análisis de conglomerado con el Biplot GGE. 5

9 Experimento de híbridos Blancos Resultados y Discusión Análisis de repetibilidad En el Cuadro 3 se observan los promedios ajustados (LS Mean) varianzas y el cálculo de repetibilidad (H) para la variable rendimiento de grano en cada localidad tomando en cuenta el análisis de Látice. De acuerdo a este análisis todas las localidades presentaron un valor de H > 0.20 por lo que todas fueron incluidas en el resto de los análisis combinados realizados. En el Anexo 1B se puede observar el cálculo de repetibilidad para todas las variables medidas en los diferentes ensayos sembrados en toda la Región. Cuadro 3. Medias ajustadas, cuadrados medios por fuente de variación y repetibilidad del análisis por localidad del ensayo de híbridos blancos del PCCMCA, 2010 Localidad Rendimiento (LS Mean) Repetición Rep x Blk Tratamiento Residuo Repetibilidad Ahuachapán Santa Cruz E San Andrés Acayucan Chiapas Quesada Jalapa Danlí Comayagua Olancho Santa Rosa El Petén San Vicente Monjas RV El Ejido E El Ejido L Las Cruces Agua Fría Análisis de Varianza: El análisis de varianza combinado del rendimiento y algunas características agronómicas se presenta en el Cuadro 4. El análisis señala una diferencia altamente significativa entre ambientes e híbridos para todas las variables estudiadas. La interacción genotipo ambiente resultó altamente significativa para todas las variables estudiadas. 6

10 Cuadro 4. Cuadrados medios y grados de libertad de las fuentes de variación del análisis de varianza combinado del rendimiento y otras características agronómicas de 18 localidades, Híbridos blancos, 2010 F. de V Rend Flor AlPt Pomz Ptm -2 Mzpt -1 PMz Pud Acat Acar Cob Ambiente ** 2068** 94295** 0.077** 22.42** 0.193** 43102** 0.614** 0.052** 0.345** ** Rep (Amb) Genotipo 13.3** 39** 5118** 0.018** 1.37** 0.046** 2147** 0.006** 0.002** 0.003** * Gen x Amb 1.73** 5** 214** 0.002** 0.35** 0.009** 364** 0.003** 0.001** 0.002** ** Error Exp C.V. (%) No loc g.l. Error **= diferencias estadísticas con probabilidad menor al 1% Rend= Rendimiento de grano, Flor= Floración femenina, AlPt= Altura de planta, Pomz= relación altura de mazorca y altura de planta, Ptm -2 = Plantas/m 2, MzPt -1 = Mazorcas por planta, PMz = Peso de mazorcas, Pud= % de mazorcas podridas, Acat=% plantas acamadas de tallo, Acar= % plantas acamadas de raíz, Cob = % Mazorcas con mala cobertura Efecto de Ambientes: De acuerdo al análisis de varianza del rendimiento, el ambiente capturó el 69.4% de la suma de cuadrados total del experimento. En el Cuadro 5 se presentan el rendimiento de grano y algunas de las variables medidas por localidad. En relación a las localidades, el mayor promedio del rendimiento de grano se obtuvo en la siembra temprana de El Ejido (Los Santos, Panamá), mientras que el más bajo se obtuvo en la siembra realizada en San Andrés (El Salvador) con media de 8.45 y 5.52 tha -1, respectivamente. El rendimiento promedio a través de las 18 localidades fue de 5.51 tha -1 (Cuadro 5). El análisis AMMI Bi-plot GGE-SReg permitió identificar dos grupos ambientales o dominios de recomendación. El primer grupo lo conformaron las localidades de Quesada, Jalapa y Danlí (Grupo Ambiental A). El segundo grupo estuvo conformado por los ensayos sembrados en el resto de las 15 localidades (Grupo Ambiental B). El rendimiento obtenido en las localidades del Grupo A fue superado significativamente por el obtenido en las localidades del Grupo B (5.15 vs 5.59 tha -1, respectivamente). En las localidades del Grupo A, el mayor rendimiento se obtuvo con el híbrido MH-9058 con un rendimiento promedio de 7.10 tha -1. En el Grupo B el rendimiento más alto se obtuvo con el híbrido NC-69C con un rendimiento promedio de 6.59 tha -1. En la Figura 1 se puede apreciar el Dendograma producto del análisis de Conglomerados de Ward. En este análisis las localidades se agrupan en dos grupos generales; coincidiendo en un 100% con los grupos del análisis AMMI Biplot-SReg. En cuanto al porcentaje de plantas acamadas de tallo, el mismo fue bajo en casi todas las localidades con excepción de Agua Fría cuyo porcentaje de acame fue el mayor, con una media de 47.6%. Los mayores porcentajes de mazorcas podridas fueron reportados en San Andrés con 70.4%; le siguieron Ahuachapán, Quesada y Santa Rosa con valores cercanos al 10%. Los ensayos con menor número de plantas a la cosecha se dieron Santa Cruz y San Andrés (todos con valores menores a 5.5 plantas m -2 ). 7

11 Cuadro 5. Promedio de rendimiento y otras características agronómicas del Ensayo de híbridos blancos del PCCMCA, según localidades y por grupo de acuerdo al análisis AMMI Biplot SReg, 2010 Rend (t ha -1 ) Flor (días) Alpt (cm) Almz (cm) Ptm -2 Mzm -2 MzPt -1 Pmz (g) Danlí Quesada Jalapa Promedio A El Ejido E Peten Agua Fría Chiapas Santa Cruz P Comayagua El Ejido L Las Cruces Ahuachapán Monjas RV Acayucan Olancho San Vicente Santa Rosa San Andrés Promedio B Prom General Rend= Rendimiento de grano, Flor= Floración femenina, AlPt= Altura de planta, Almz= Altura de mazorcas, Ptm 2 = Plantas/m -2, Mzm -2 = Mazorcas/m 2, MzPt -1 = Mazorcas/planta, PMz= Peso de mazorcas, Pud= % mazorcas podridas, Acar=% plantas acamadas de raíz, Acat= % plantas acamadas de tallo, Aspt= Aspecto de plantas, Asmz= Aspecto de Mazorcas, Cob= % plantas con mazorcas descubiertas, Pomz= relación altura de mazorca y altura de planta Pud (%) Acar (%) Acat (%) Aspt (1-5) Asmz (1-5) Cob (%) Pomz Figura 1. Dendograma del análisis de conglomerados de las 18 localidades del ensayo de híbridos blancos del PCCMCA,

12 Efecto de Genotipos: El análisis de varianza mostró diferencias altamente significativas entre los distintos híbridos evaluados para la variable rendimiento de grano; logrando capturar el 6.3% de la suma de cuadrados del análisis de varianza de esta variable (Cuadro 4). La media de rendimiento de los 25 híbridos, así como el comportamiento de los híbridos en los dos grupos ambientales definidos se puede observar en el Cuadro 6. De todos los híbridos evaluados, 15 sobrepasaron la media general de las 18 localidades, sobresaliendo de manera significativa los híbridos NC-69C, P-4063W y CIMMYT 11 con medias de 6.29, 6.07 y 6.01 tha -1, respectivamente. Estos tres híbridos superaron al 30F-32 (testigo común) en más del 15% y al DK-357 entre el 1 al 5% (testigo común). Siguieron a éstos, el grupo formado por los híbridos MH-9058, DK-357, N-79C, CIMMYT-13, NC-49C y DK-370 con rendimientos por encima de las 5.74 tha -1 (superiores todos ellos en más del 10% del testigo regional 30F-32). Un tercer grupo de híbridos estuvo conformado por P-4081W, NC-59C, HE-2988, MH-9056, CIMMYT-7 y P-4082W, los cuales presentaron rendimientos promedios por arriba de la media del experimento. El resto de los cultivares evaluados tuvieron rendimientos por debajo del promedio (Cuadro 6). Cuadro 6. Rendimiento, población, peso de mazorca, % de mazorcas podridas de los híbridos blancos evaluados, PCCMCA, 2010 Híbridos Rendimiento (tha -1 ) % sobre30f-32 Peso Mazorca (g) Plantas m -2 % Maz Podridas 18 loc Gr-A Gr-B 18 loc Gr-A Gr-B 18 loc Gr-A Gr-B 18 loc Gr-A Gr-B 18 loc Gr-A Gr-B 1. NC-69C P-4063W CIMMYT MH DK-357 (TC) N-79C CIMMYT NC-49C DK P-4081W NC-59C HE MH CIMMYT P-4082W TEST LOCAL HESQ NC M-ORO F-32 (TC) CIMMYT PLATINO M-ORO-D NC HR Promedio En la evaluación del porcentaje de mazorcas podridas, en 16 de los 18 ensayos se tomó esta variable, el análisis estadístico presentó diferencias altamente significativas entre los híbridos y localidades. Las localidades del Grupo B presentaron los mayores valores, mientras que las localidades del Grupo A los más bajos. Los híbridos NC-6530, MH-9056 y CIMMYT-13 presentaron la más alta susceptibilidad a la pudrición de mazorcas con porcentajes superiores al 13% en el promedio de todas las localidades. 9

13 En cuanto a la población de plantas al momento de la cosecha, se encontró diferencias estadísticas significativas entre los híbridos evaluados. Se observó en el promedio general (18 localidades) que el híbrido con menor rendimiento corresponde al más afectado por la baja población de plantas al momento de la cosecha. Esta misma tendencia se observó en los promedios de los dos grupos ambientales. En relación a las otras características evaluadas, los promedios obtenidos para cada una de las variables medidas a través de las 18 localidades se observan en el Anexo. Todos los híbridos fueron muy similares en su precocidad de floración femenina, con valores entre 57 y 60 dds. Con respecto a la altura de planta, el híbrido de menor estatura fue el MH-9056 con 202 cm, seguido por los híbridos NC y N-79C. Las medidas de la altura de la mazorca variaron entre 101 a 121 cm, siendo los híbridos MH-9056 y CIMMYT-9 los híbridos con la posición más baja de este componente (Cuadro 2B del Anexo). En cuanto a las principales enfermedades foliares en cada localidad se calificaron distintas enfermedades, por lo que la media general indica más bien la sanidad foliar de los cultivares. En general, el promedio de todas las localidades está por debajo de la calificación 2.5, lo que sugiere una baja presión de estos patógenos este año, a pesar de la alta precipitación registrada en toda la región. En relación al porcentaje de plantas acamadas tanto de raíz como de tallo fue bajo con valores promedios de 6.5 y 5.4%, respectivamente. Interacción Genotipo por Ambiente: El Cuadro 7 muestra el análisis de varianza del rendimiento de grano, así como el valor de los dos ejes principales de la interacción genotipo-ambiente, obtenidos a través del modelo AMMI Biplot GGE-SReg. El resultado de este análisis indicó que los dos primeros ejes (PCA) explicaron el 58.0% de la interacción genotipo ambiente con tan solo el 19.1% de los grados de libertad. El PCA-1 explicó el 40.7 %, mientras que el PCA-2 fue responsable del 17.3% con el 9.8 y 9.3% de los grados de libertad, respectivamente. Cuadro 7. Análisis de varianza Tipo IV y componentes principales (PCA) para la variable rendimiento de grano del ensayo del PCCMCA, 2010 F de V. g.l. Suma de Cuadrados Tipo IV Cuadrados Medios Prob. F AMB GEN GEN x AMB PCA PCA Residuo En el Cuadro 8 se presentan las puntuaciones o valores AMMI, tanto de los 25 genotipos como de los 18 ambientes, los mismos presentan diferentes patrones de interacción. De acuerdo a las puntuaciones de ambos ejes (PCA-1 y PCA-2) los híbridos con mejor rendimiento y más estables fueron MH-9056, DK-357, NC-69C, DK-370 y CIMMYT 13. De acuerdo a Yan et al. (2000), al graficar las puntuaciones de ambos ejes principales (PCA1 y PCA2), se forma un polígono con los híbridos que quedan en la parte externa de la figura (éstos fueron los híbridos NC-69C, P-4063W, MH-9058, HR-17 y el Testigo Local). Los híbridos localizados en los vértices son considerados los mejores e inferiores dependiendo de su ubicación. Con relación a la interacción genotipo ambiente, la Figura 2 muestra los híbridos que mejor se comportaron 10

14 en cada uno de los grupos ambientales, de acuerdo a la posición o cercanía a la que se encuentran de cada grupo. El híbrido NC-69C, presentó el mejor comportamiento en las localidades del Grupo B, mientras que en el Grupo A, el de mejor comportamiento fue el MH9058. La Figura 2, muestra que Jalapa y Danlí en el Grupo A, Acayucan y Agua Fría en el Grupo B fueron los ambientes que mejor discriminaron los genotipos. Cuadro 8. Puntuaciones de los dos ejes correspondientes a los componentes principales (PCA) para rendimiento de grano según genotipo y localidad, PCCMCA, 2010 Híbridos Rend. Puntuación Puntuación Rend. Puntuación Puntuación Localidades (tha -1 ) PCA1 PCA2 (tha -1 ) PCA1 PCA2 Platino Ahuachapán HESQ Santa Cruz P M-ORO San Andrés M-ORO-D Acayucan P-4081W Chiapas P-4082W Quesada P-4063W Jalapa DK Danlí MH Comayagua MH Olancho NC-69C Santa Rosa NC-49C Peten N-79C San Vicente NC-59C Monjas RV NC El Ejido E NC El Ejido L HR Las Cruces HE Agua Fría CIMMYT CIMMYT CIMMYT CIMMYT DK F T LOCAL

15 1.6 Jalapa MH-9058 Danli 1.2 HE Quesada CIMMYT-13 Comayagua P-4063W PCA HRQ-517 M-ORO PLATINO M-ORO-D CIMMYT-9 NC F-32 Santa Cruz Olancho MonjasRV Santa Rosa San Andres P-4081W CIMMYT-11 P-4082W San Vicente Chiapas CIMMYT-7 Ahuachapan Ejido E MH-9056 DK-370 DK-357 NC-59C Cruces NC-69C N-79C Ejido L NC-49C HESQ-1 NC-6531 T LOCAL Acayucan Agua Fria Peten -1.2 PCA1= 40.7%, PCA2= 17.3%, SUM= 58.0% Figura 2. PCA-1 Puntuaciones del primer y segundo eje del componente principal de 25 híbridos de maíz blanco en 18 ambientes de Centro América (Biplot GGE-SReg) Análisis Biplot por grupo ambiental Con el análisis Biplot por grupo de localidades separadas por el análisis de conglomerado se obtiene el comportamiento relativo de cada genotipo en los dos mega ambientes, este análisis facilita la interpretación de la interacción genotipo por ambiente. En las Figura 3 se observa la gráfica Biplot de ambos mega ambientes. En el Grupo B se encontró que los cultivares más estables fueron el NC-69C, DK-357 y P-4063W. Además se puede observar que el híbrido NC-69C fue el que mejor se comportó en las localidades Agua Fría, El Ejido E y L, San Andrés, Olancho, Santa Rosa, Ahuachapán, Monjas RV y Petén; mientras que el NC-49C fue el de mejor comportamiento en San Vicente, Santa Cruz Porrillo y Las Cruces. El análisis para las localidades del Grupo A indicó que el híbrido MH-9058 fue el mejor en las localidades Jalapa y Quesada, mientras que en Danlí el mejor fue el CIMMYT-13. En este grupo no hubo un material que sobresalió por su estabilidad. 12

16 Grupo Ambiental A PCA1= 72.7%, PCA2= 19.0%, SUM= 91.7% Quesada 0.8 NC-59C CIMMYT-9 M-ORO Jalapa 0.4 HESQ-1 DK-357 M-ORO-D MH-9058 HE-2988 PCA DK-370 PLATINO HRQ-517 NC-69C NC-6531 T LOCAL P-4081W NC-6530 NC-49C MH-9056 CIMMYT-11 N-79C CIMMYT-7 30F-32 P-4063W CIMMYT-13 P-4082W Danli PCA Grupo Ambiental B 1.2 Santa Cruz P 0.8 T LOCAL Las Cruces San Vicente NC-49C PCA HRQ-517 NC-6530 M-ORO HE F-32 MH-9058 CIMMYT-7 NC-59C HESQ-1 CIMMYT-13 CIMMYT-11 DK-357 San Andrés P-4063W Olancho Santa Rosa N-79C NC-6531 Comayagua Acayucan Chiapa Agua El Ejido NC-69C Fría E -0.4 M-ORO-D PLATINO P-4081W P-4082W Ahuachapan -0.8 CIMMYT-9 DK-370 Monjas RV El Ejido L Peten -1.2 PCA1= 49.0%, PCA2= 11.0%, SUM= 60.0% MH Figura 3. PCA-1 Puntuaciones del primer y segundo eje del componente principal de 25 híbridos de maíz blanco según grupo ambiental del análisis de conglomerado (Biplot GGE-SReg) 13

17 Experimento de híbridos Amarillos Análisis de repetibilidad En el Cuadro 9 se observan los promedios ajustados (LS Mean) varianzas y el cálculo de repetibilidad (H) para la variable rendimiento de grano en cada localidad tomando en cuenta el análisis de Látice. De acuerdo a este resultado la siembra tardía en la localidad de Santa Cruz Porrillo (Santa Cruz L) presentó un valor por debajo de 0.20 por lo que no se incluyó en el resto de los análisis combinados realizados. El resto de las localidades presentó un valor aceptado por lo que sí fueron incluidos en los análisis combinados posteriores. En el Anexo 1A se puede observar el cálculo de repetibilidad para todas las variables medidas en los diferentes ensayos sembrados en toda la Región. Cuadro 9. Medias ajustadas, cuadrados medios por fuente de variación y repetibilidad del análisis por localidad del ensayo de híbridos amarillos del PCCMCA, 2010 Localidad Rendimiento (LS Mean) Repetición Rep x Blk Tratamiento Residuo Repetibilidad Santa Cruz E San Andrés Chiapa Acayucan Monjas Quesada Olancho Comayagua Danlí Santa Rosa El Petén San Vicente Monjas RV Agua Fría Las Cruces El Ejido E El Ejido L Santa Cruz L Análisis de Varianza: El análisis de varianza combinado del rendimiento y algunas características agronómicas se presenta en el Cuadro 10. El análisis señala una diferencia altamente significativa entre ambientes para todas las variables estudiadas. Por otra parte, para genotipos y la interacción Genotipo-Ambiente también se encontró diferencias altamente significativas para todas las variables. Efecto de Ambientes: De acuerdo al análisis de varianza del rendimiento, el ambiente capturó el 66.9% de la suma de cuadrados total del experimento. En el Cuadro 11 se presentan el rendimiento de grano y algunas de las variables medidas por localidad. En relación a las localidades, el mayor promedio del rendimiento de grano se obtuvo en la siembra temprana de El Ejido (Panamá), mientras que el más bajo se obtuvo en la siembra realizada en San Andrés (El Salvador) con media de 8.58 y 3.02 tha -1, respectivamente. El rendimiento promedio a través de las 17 localidades fue de 5.51 tha -1 (Cuadro 11). 14

18 Cuadro 10. Cuadrados medios y grados de libertad de las fuentes de variación del análisis de varianza combinado del rendimiento y otras características agronómicas, Híbridos amarillos, 2010 F. de V Rend Flor AlPt Pomz Ptm -2 Mz pt -1 PMz Pud Acar Acat Cob Ambiente 131.2** 788.8** 53268** 0.049** 14.24** 0.09* 28792** 0.147** 0.280** ** ** Rep (Amb) Genotipo 10.16** 41.2** 1704** 0.008** 1.89** 0.02** 2984** 0.013** 0.004** ** ** Gen x Amb 2.64** 4.3** 224** 0.002** 0.63** 0.01** 484** 0.003** 0.003** ** ** Error Exp C.V. (%) No loc g.l. Error **= diferencias estadísticas con probabilidad menor al 1 %. Rend = Rendimiento de grano, Flor = Floración femenina, AlPt= Altura de planta, Pomz= relación altura de mazorca y altura de planta, Ptm -2 = Plantas/m 2, MzPt -1 = Mazorcas por planta, PMz = Peso de mazorcas, Pud= % de mazorcas podridas, Acat=% plantas acamadas de tallo, Acar= % plantas acamadas de raíz, Cob = % Mazorcas con mala cobertura La información general en el ensayo a través del análisis AMMI Bi-plot GGE-SReg permitió identificar dos grupos ambientales o dominios de recomendación. El primer grupo (Grupo ambiental A), lo conformaron 11 localidades (El Ejido E, Agua Fría, Petén, Las Cruces, Comayagua, El Ejido L, Chiapas, Santa Cruz P, Acayucan, San Vicente y Santa Rosa). El segundo grupo agrupó los ensayos sembrados en 6 localidades, las cuales fueron Danlí, Olancho, Quesada, Monjas, Monjas RV y San Andrés, (Grupo ambiental B). En la Figura 4 se puede apreciar el Dendograma producto del análisis de Conglomerados de Ward. En este análisis las localidades se agrupan en dos grupos generales; coincidiendo en un 82% con los grupos del análisis AMMI Biplot-SReg. Cuadro 11. Localidades Promedio de rendimiento y otras características agronómicas del Ensayo de híbridos amarillos del PCCMCA, según localidades, 2010 Rend (tha -1 ) Flor (días) Alpt (cm) Almz (cm) Ptm -2 Mzm -2 Mz/Pt El Ejido E Agua Fría Peten Las Cruces Comayagua El Ejido L Chiapas Santa Cruz Monjas RV Santa Rosa Promedio A Danlí Olancho Quesada Monjas Acayucan San Vicente San Andrés Promedio B Prom General Rend= Rendimiento de grano, Flor= Floración femenina, AlPt= Altura de planta, Almz= Altura de mazorcas, Ptm -2 = Plantas/m 2, Mzm -2 = Mazorcas/m 2, Mz/Pt= Mazorcas/planta, PMz= Peso de mazorcas, Pud= % mazorcas podridas, Acar=% plantas acamadas de raíz, Acat= % plantas acamadas de tallo, Aspt= Aspecto de plantas, Asmz= Aspecto de Mazorcas, Cob= % plantas con mazorcas descubiertas, Pomz= relación altura de mazorca y altura de planta Pmz (g) Pud (%) Acar (%) Acat (%) Aspt (1-5) Asmz (1-5) Cob (%) Pomz 15

19 En cuanto al porcentaje de plantas acamadas de tallo el mismo fue bajo en todas las localidades con una media menor del 5.0 %. Los mayores porcentajes de mazorcas podridas fueron reportados en Agua Fría con 58.4%. Los ensayos con menor número de plantas a la cosecha se dieron en Santa Cruz P y San Andrés (con valores menores a 5.0 plantas/m 2 ). En esta última localidad se reportaron los rendimientos más bajos, lo que sugiere que estas dos variables están muy relacionadas entre sí. Figura 4. Dendograma del análisis de conglomerados de las 18 localidades del ensayo de híbridos blancos del PCCMCA, 2010 Efecto de Genotipos: El análisis de varianza mostró diferencias altamente significativas entre los distintos híbridos evaluados para la variable rendimiento de grano; logrando capturar el 4.2% de la suma de cuadrados del análisis de varianza de esta variable (Cuadro 10). La media de rendimiento de los 14 híbridos, así como el comportamiento de los híbridos en los dos grupos ambientales definidos se puede observar en el Cuadro 12. De los 14 híbridos evaluados, 5 sobrepasaron la media general, sobresaliendo de manera significativa los híbridos P-3862, P-3523 y HE-3415 con medias de 6.64, 6.05 y 6.01 tha -1, respectivamente. Estos híbridos superaron al testigo común HS-14 en 24.1, 13.0 y 12.4%, respectivamente. Siguieron a éstos, el grupo formado por los híbridos NB-316 y CIMMYT-2 con rendimientos superiores a las 5.50 tha -1 y con promedios similares al testigo local. El resto de los híbridos evaluados tuvieron rendimientos por debajo del promedio (Cuadro 12). 16

20 Cuadro 12. Rendimiento, población, peso de mazorca, % de mazorcas podridas de los híbridos amarillos evaluados, PCCMCA, 2010 Híbridos Rendimiento (tha -1 ) % sobrehs-14 Peso Mazorca (g) Plantas m -2 % Maz Podridas 17 loc Gr-A Gr-B 17 loc Gr-A Gr-B 17 loc Gr-A Gr-B 17 loc Gr-A Gr-B 17 loc Gr-A Gr-B 1. P P HE NB CIMMYT T Local CIMMYT HS-14 (TC) DK CIMMYT HEA HEA NB HEA Promedio En la evaluación del porcentaje de mazorcas podridas, en 15 de los 17 ensayos se tomó esta variable. Las localidades del Grupo B presentaron los mayores valores. El híbrido HEA-4 presentó el valor más alto con un 13.1% de mazorcas podridas a través de las 17 localidades. En el Grupo B el Testigo Local junto con el HEA-4 fueron los híbridos con mayor porcentaje de podridas. En cuanto a la población de plantas al momento de la cosecha se encontró diferencias estadísticas significativas entre los híbridos evaluados. Los dos grupos ambientales presentaron medias similares para esta variable. En relación a las otras características evaluadas, los promedios obtenidos para cada una de las variables medidas a través de las 17 localidades se observan en los cuadros Anexos al final del documento. Todos los híbridos son muy similares en su precocidad con valores entre 55 y 59 dds. Con respecto a la altura de las plantas, el híbrido de menor estatura fue el DK-7088 con 220 cm, seguido por los híbridos NB-316 y NB-205. Las medidas de la altura de la mazorca variaron entre 111 a 124 cm, siendo los mismos híbridos con la posición más baja de este componente (Cuadro 2A del Anexo). En cuanto a las principales enfermedades foliares en cada localidad se calificaron distintas enfermedades, por lo que la media general indica más bien la sanidad foliar de los cultivares. En general, el promedio de todas las localidades está debajo de la calificación 2.5, lo que sugiere una baja presión de estos patógenos este año, a pesar de la alta precipitación registrada en toda la región. La otra enfermedad causante de pérdidas en el cultivo, lo es el complejo de hongos que ataca la mazorca (Diplodia maydis y Fusarium sp); los cuales se presentaron en valores que van de 3.5 a 13.1% de mazorcas podridas. En relación al acame de raíz los híbridos HE DK-7088 y HEA-4 presentaron los valores más altos, mientras que los porcentajes más bajos se obtuvieron con los híbridos CIMMYT-6 y NB-205 con porcentajes de 2.6 y 2.8, respectivamente. Interacción Genotipo por Ambiente: El Cuadro 13 muestra el análisis de varianza del rendimiento de grano, así como el valor de los dos ejes principales de la interacción genotipo-ambiente, obtenidos a través del modelo AMMI Biplot GGE-SREG. 17

21 El resultado de este análisis indicó que los dos primeros ejes (PCA) explicaron el 54.6% de la interacción genotipo ambiente con tan solo el 25.9% de los grados de libertad. El PCA-1 explicó el 30.8 %, mientras que el PCA-2 fue responsable del 23.8% con el 13.5 y 12.5% de los grados de libertad, respectivamente. Cuadro 13. Análisis de varianza Tipo IV y componentes principales (PCA) para la variable rendimiento de grano del ensayo del PCCMCA, 2010 F de V. g.l. Suma de Cuadrados Tipo IV Cuadrados. Medios Prob. F AMB GEN GEN x AMB PCA PCA Residuo En el Cuadro 14 se presentan las puntuaciones o valores AMMI, tanto de los 14 genotipos como de los 18 ambientes, los mismos presentan diferentes patrones de interacción. De acuerdo a las puntuaciones de ambos ejes (PCA-1 y PCA-2) el híbrido más estable fue el HE De acuerdo a Yan et al. (2000), al graficar las puntuaciones de ambos ejes principales (PCA1 y PCA2), se forma un polígono con los híbridos que quedan en la parte externa de la figura (éstos fueron los híbridos P-3862, NB-205, HEA-12 y DK-7088). Los híbridos localizados en los vértices son considerados los mejores e inferiores dependiendo de su ubicación (Figura 5). Cuadro 14. Híbridos Puntuaciones de los dos ejes correspondientes a los componentes principales (PCA) para rendimiento de grano según genotipo y localidad, PCCMCA, 2010 Rend. (tha -1 ) Puntuación PCA-1 Puntuación PCA-2 Localidades Rend. (tha -1 ) Puntuación PCA-1 Puntuación PCA-2 HEA Santa Cruz P DK San Andrés HEA Chiapas HEA Acayucan P Monjas P Quesada NB Olancho NB Comayagua HE Danlí CIMMYT Santa Rosa CIMMYT Peten CIMMYT San Vicente HS-14 (TC) Monjas RV T Local Agua Fría Las Cruces El Ejido E El Ejido L

22 1.6 PCA1= 30.8%, PCA2= 23.8%, SUM= 54.6% Peten1 1.2 NB-205 PCA TLocal P3523 CIMMYT-6 Cruces Santa Cruz Agua Fria Ejido L Chiapas Ejido E Santa Rosa NB-316 Acayucan San Vicente Comayagua CIMMYT-4 San Andres Olancho HS-14 HEA-14 HEA-4 MonjasRV HE-3415 Danli P CIMMYT-2 HEA-12 Quesada -1.2 DK-7088 Monjas Figura 5. PCA-1 Puntuaciones del primer y segundo eje del componente principal de 14 híbridos de maíz amarillo en 17 ambientes de Centro América (Biplot GGE-SReg) Con relación a la interacción genotipo ambiente la Figura 5, muestra los híbridos que mejor se comportaron en cada uno de los grupos ambientales, de acuerdo a la posición o cercanía a la que se encuentran de cada grupo. El híbrido DK-7088, presentó el mejor comportamiento en las localidades del Grupo B, mientras que en el Grupo A, el de mejor comportamiento fue el P La Figura 4, muestra que Peten en el Grupo A y Monjas en el Grupo B fueron los ambientes que mejor discriminaron los genotipos. Análisis Biplot por grupo ambiental En las Figura 6 se observa la gráfica Biplot de ambos mega ambientes. En el Grupo A se encontró que el cultivar más estables fue el CIMMYT-6. Además se puede observar que el híbrido P-3862 fue el que mejor se comportó en las localidades Comayagua, Chiapas Cruces, Santa Rosa y Petén. El análisis para las localidades del Grupo B indicó que el híbrido HE-3415 fue el más estable. Los mejores híbridos fueron el P-3862 y DK-7088 en todas las localidades con excepción de San Vicente. En este análisis por grupo ambiental los dos primeros ejes de cada análisis explicaron el 61.0 y 82.4% de cada Grupo ambiental del análisis de conglomerados. 19

23 PCA1= 40.1%, PCA2= 20.9%, SUM= 61.0% TLocal Monjas RV CIMMYT-2 Ejido E Agua Fria Santa Cruz Ejido L Grupo Ambiental A 0.4 HEA-12 HE-3415 PCA HS-14 HEA-4 CIMMYT-4 Santa Rosa CIMMYT-6 NB-316 Cruces Comayagua Chiapas P3523 P3862 NB DK-7088 HEA-14 Peten PCA PCA1= 55.2%, PCA2= 27.2%, SUM= 82.4% Acayucan Grupo Ambiental B 1.2 TLocal 0.8 NB-205 P3523 Danli PCA NB-316 San Vicente HEA-4 HEA-12 CIMMYT-4 HEA-14 HS-14 DK-7088 P3862 HE-3415 Olancho San Andres -0.8 CIMMYT-6 Quesada Monjas -1.2 CIMMYT PCA-1 Figura 6. Puntuaciones del primer y segundo eje del componente principal de 14 híbridos de maíz amarillo según grupo ambiental del análisis de conglomerado (Biplot GGE-SReg) 20

24 Conclusiones El grupo de híbridos blanco conformado por NC-69C, P-4063W y CIMMYT 11 sobresalieron por su alto rendimiento y buenas características agronómicas, superando al testigo regional 30F-32 en más del 15%. El grupo de híbridos amarillos conformado por P-3862, P-3523 y HE-3415 sobresalieron por su alto rendimiento y buenas características agronómicas, superando al testigo regional HS-14 en más del 12%. El modelo Biplot GGE-SReg, identificó a los híbridos blancos MH-9056, DK-357, NC-69C, DK-370 y CIMMYT 13 como los más estables. Mientras que en los amarillos el más estable fue el HE De los 40 ensayos de ambos tipos de granos distribuidos a diferentes Programas Nacionales y Compañías Privadas de la Región para su siembra y conducción de campo, se recibieron datos de 26 localidades, lo que representa un 90% de recuperación de la información. Bibliografía 1. Barreto, H Alpha programa para crear y analizar diseños alpha (0,1) látice In: Manual del usuario para Fieldbook 5.1/7.1 y Alpha. México D.F. CIMMYT p Becker, H.C, J. Leon Stability Analysis in plant breeding. Plant Breeding 101: Becker, H.C Correlation among some statistical measure of phenotypic stability. Euphytica 30: Crossa, J A comparison of results obtained with two methods for assessing yield stability. Theor. Appl. Genet 75: Crossa, J Statistical analysis of multi-location trials. Advances in agronomy. 44: Crossa, J., H.G. Gauch, Jr., R.W. Zobel Additive main effects and multiplicative interaction analysis of two international maize cultivar trials. Crop. Sci. 30: Crossa, J., P.N. Fox, W.H. Pfeiffer, S. Rajaram, H.G. Gauch, Jr AMMI adjustment for statistical analysis of an international wheat yield trial. Theor Appl. Genet. 81: Díaz-Romeu, R. y Hunter, A Metodología de muestreo de suelos y tejidos vegetal e investigación en invernadero. Turrialba, Costa Rica, CATIE. 68 p. 9. Eberhart, S. A., W.A. Russell Stability parameters for comparing varieties. Crop. Sci. 6: Finlay, K.W., G.N. Wilkinson The Analysis of Adaptation in plant breeding program. Aust. J. Agric. Res. 14: Gauch, H. G., R.W. Zobel Predictive and postdictive success of statistical analyses of yield trials. Theor. Appl. Genet. 76: Gordón. R., I. Camargo, J. Franco y A. González Impacto de la Precipitación Pluvial en el Rendimiento de Grano de Maíz en la Región de Azuero, Panamá, I. Análisis de la distribución de lluvias y su relación con la época de siembra. Revista Ciencia Agropecuaria No. 16 IDIAP

25 13. Johnson, D.E Métodos multivariados aplicados al análisis de datos. International Thompson Editors. 566 p. Cap Lafitte, H. R Estreses abióticos que afectan el maíz. En: El Maíz en los trópicos: Mejoramiento y Producción por R. Paliwal, G. Granados, H Lafitte, A. Violic y J Marathée. Colección FAO: Producción y protección vegetal No Lin, C.S., M.R. Binns, L.P. Lefkovith Stability Analysis. Where do we stand? Crop Sci Márquez, F Genotecnia Vegetal Métodos, Teorías Resultados. Primera Edición. Impreso en México. 500 p. 17. Perkins, J. M. Y J.L. Jinks Environmental and genotype-environmental components of variability. IV Non-linear interactions for multiple inbred lines. Heredity, 23: Westcott, B Some methods of analyzing genotype environment interaction. Heredity 56: Yan, W, L:A. Hunt, Q. Sheng and Z. Szlavnics Cultivar Evaluation and Mega Environment Investigation based on the GGE Biplot. Crop Sci. 40: Zobel R.W., M.J. Wright Y H.G. Gauch, Jr Statistical analysis of a yield trial. Agron. J. 80:

26 23