HÍBRIDOS Y VARIEDADES SINTÉTICAS DE MAÍZ AZUL EN TLAXCALA PARA MEJORARA LA PRODUCCIÓN DE MASA, TORTILLA Y HARINA

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1 AGRI-61 HÍBRIDOS Y VARIEDADES SINTÉTICAS DE MAÍZ AZUL EN TLAXCALA PARA MEJORARA LA PRODUCCIÓN DE MASA, TORTILLA Y HARINA *Arellano Vázquez José Luis 1, Rojas Martínez Israel 1, Gámez Vázquez Alfredo J 1, Gutiérrez Hernández Germán Fernando 2 Resumen Los objetivos del presente estudio fueron: 1) Determinar el potencial agronómico de híbridos y variedades sintéticas de maíz azul a través del periodo a floración femenina, resistencia al acame, producción de mazorcas por planta y rendimiento y 2) Seleccionar híbridos y variedades sintéticas de amplia y restringida adaptabilidad. Se evaluaron 14 híbridos trilineales, 10 variedades sintéticas y la variedad criolla de la región. El diseño experimental fue bloques completos al azar con tres repeticiones. Los experimentos se establecieron en el estado de Tlaxcala, en las localidades de Benito Juárez, Tlacotalpan, Huamantla y Calpulalpan. Los análisis combinados de varianza detectaron diferencias (P / 0.001) entre localidades e híbridos para días a floración femenina, acame, mazorcas por planta y rendimiento, en la interacción genotipo x ambiente solo para rendimiento. Entre localidades el rendimiento varió de 7.8 a 10.6 t ha- 1, entre híbridos de 7.2 a Los híbridos de mayor rendimiento a través de localidades fueron: HA-0910, 0911, 0912, 0913 y 0914 con un rango de 9.5 a 10.2 tha-1 que equivalen a un margen de 32 a 46% sobre el rendimiento del maíz criollo, mientras que las mejores variedades sintéticas VSA-902 y VSA-904 rindieron 9.2 y 9.5 tha-1, respectivamente, y superaron al maíz criollo azul en 32%. Palabras clave. Zea mays L., localidades, rendimiento, mazorcas/planta, densidad de plantas. Introducción En el Altiplano Central de México el mejoramiento genético de maíz comenzó hace 75 años, los primeros híbridos de maíz blanco generados para su producción comercial fueron 1 INIFAP (*Autor por Correspondencia: arellano.jose@inifap.gob.mx). 2 UPIBI-IPN.

2 H-1, H-2 y H-5, (Wellhausen, 1951), liberados hace 65 años. El mejoramiento genético de maíz azul comenzó hace 15 años en el Programa de Mejoramiento genético de maíz del Campo Experimental Valle de México, del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). La investigación se inició a partir de nuevas fuentes de germoplasma de maíz azul adquiridas de manera directa con los productores de los Valles Altos de la Mesa Central de México y se complementó con germoplasma de maíz azul de los valles altos a nivel nacional, proporcionado por el Banco de Germoplasma del CIMMYT. La evaluación inicial experimental en campo se desarrolló con 100 variedades nativas (Arellano et al, 2003). En la Mesa Central de México se cultivan alrededor de 150 mil hectáreas de maíz azul, las cuales producen alrededor de 300 mil toneladas de grano con un precio de venta de 60 a 70 % más elevado que el del maíz blanco. La actual importancia comercial del maíz azul en la región del Altiplano Central de México puede inferirse del estudio realizado en localidades de Papalotla, Chiautla, Tepetlaoxtoc y Chiconcuac del Estado de México, donde se siembran 4,950 ha de maíz, de la cuales el 10% se siembra con maíz azul y de su producción, el 56% es adquirida por los productores y comerciantes de tortillas, tlacoyos y quesadillas, el 36% se destina al autoconsumo y 8% restante para su venta como semilla (Victores, 2001). Bajo las características actuales de uso y consumo, la demanda de grano puede llegar a las 400 mil toneladas, sin embargo, la industria de la harina nixtamalizada de maíz azul puede en corto plazo disparar la demanda a 500 mil toneladas o más. Los objetivos del presente estudio son: 1) Conocer el potencial agronómico a través del rendimiento y los caracteres de planta floración femenina, mazorcas por planta, acame y altura de planta de híbridos y variedades sintéticas de maíz azul evaluados en varios ambientes y 2) Seleccionar híbridos y variedades sintéticas con adaptabilidad amplia y/o específica. Materiales y métodos Material genético. Se evaluaron 14 híbridos trilineales y diez variedades sintéticas de maíz azul generados por el Programa de Mejoramiento Genético de Maíz Pigmentado del Campo Experimental Valle de México, del (INIFAP). La variedad testigo fue un maíz criollo azul de Tlaxcala. Los híbridos y variedades sintéticas se constituyeron a partir de líneas S5, cuya aptitud combinatoria general y especifica fue detectada (Arellano, 2010). Las fuentes de diversidad genética que intervinieron en las líneas progenitoras de híbridos y variedades sintéticas fueron: maíz azul de la raza Bolita, elegido por su porte bajo de planta, resistencia al acame, color azul y dureza del grano, maíz azul de la raza Chalqueño que expresa buen rendimiento en valles altos, intensa coloración de antocianinas en grano y grano grande, a los cuales también se determinó su aptitud combinatoria general y específica como poblaciones (Arellano, 2006) y maíz blanco de híbridos comerciales de valles altos del INIFAP, como fuente de resistencia al acame, porte bajo y textura semicristalina de grano. Localidades y manejo y agronómico. Los experimentos se establecieron en las localidades de San Luis Huamantla, Benito Juárez, San Pedro

3 Tlacotalpan y Calpulalpan del estado de Tlaxcala, cuya altitud se ubica entre 2450 y 2600 m. Se aplicó la fórmula de fertilización 140N-60P-30K para las localidades de Huamantla y Calpulalpan mientras que para Benito Juárez y Tlacotalpan 150N-60P-30K, la densidad de siembra fue de 65 mil plantas por hectárea. Diseño experimental y análisis estadístico. Se utilizó el diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. Con los datos registrados se hicieron análisis de varianza de los experimentos en conjunto, la comparación de medias se hizo con base en la prueba de Tukey al 0.05 de probabilidad del error. Resultados Se detectaron diferencias estadísticas (P / 0.001) entre localidades para todas las variables, entre híbridos y sintéticos (P / 0.01) para días a floración femenina, acame de planta, mazorcas por planta y rendimiento y en la interacción híbridos-sintéticos x localidades solo para rendimiento. Comportamiento entre localidades. En Calpulalpan y Huamantla se observaron los rendimientos más altos de 10.6 y 9.0 t ha-1, respectivamente, esto podría atribuirse a una mayor cantidad y mejor distribución de la precipitación pluvial y a los riegos de auxilio aplicados durante el periodo vegetativo y de llenado del grano, mientras que en Benito Juárez y Tlacualpan, los rendimientos logrados fueron de 8.2 y 7.8 t ha-1, respectivamente, este resultado podría atribuirse a un periodo de sequía durante la floración y la etapa inicial de llenado de grano (Cuadro 1). Cuadro 1. Medias de rendimiento de grano y caracteres de planta de Híbridos y variedades sintéticas de maíz azul evaluados en localidades de Tlaxcala, México. Localidad FF (días) AP (cm) ACA (1-5) MPP REND (t ha-1) DP (pls. ha-1) Benito Juárez b 218 c 1.3 b 1.1 b 8.2 c b Huamantla a 235 b 1.5 a 1.1 b 9.0 b a Tlacualpan 98.4 c 239 a 1.5 a 1.2 a 7.8 d a Calpulalpan 98.0 c 245 a 1.3 b 1.2 a 10.6 a a Tukey Medias en una columna con la misma literal son estadísticamente similares (Tukey, 0.05) FF = Días a floración femenina; AP = Altura de planta en cm; ACA = Calificación de acame de planta; MPP = Número de mazorcas por planta; REND = Rendimiento de grano en t ha-1; DP = Densidad de Población a la cosecha, plantas ha-1 Comportamiento de híbridos y variedades sintéticas. Los mejores híbridos y variedades sintéticas rindieron entre 9.4 y 10.2 t ha-1 y establecieron un diferencial de rendimiento respecto a la variedad testigo criollo local de 44 a 56 %. En floración femenina con 97 a 100 días, se caracterizaron como variedades de tipo intermedio a tardío.

4 El acame observado se debió principalmente a deficiencias en el sistema radical, su magnitud varió entre 1.2 y 2.1, que equivalen a valores de 5 a 15 % de plantas acamadas, que son niveles de bajos a moderados. Dentro del grupo de híbridos que mostraron el mayor rendimiento de 9.4 a 10.2 (P/ 0.05), se ubicaron las variedades sintéticas VSA-902 y VSA-904 con rendimientos de 9.7 y 9.5 t ha-1, respectivamente (Cuadro 2), esto indica que son variedades de buen potencial de rendimiento, probablemente debido a la aptitud combinatoria general favorable que existe entre sus progenitores, ya que fueron integradas con tres cruzas simples donde participan cinco líneas, este resultado concuerda con lo obtenido por Córdova y Márquez (1976) quienes observaron los más altos rendimientos de sintéticos de maíz formados con cinco líneas y también atribuible al menor índice de depresión endogámica que se manifiesta en variedades sintéticas desarrolladas a partir de un número reducido de cruzas simples (Sahagún, 2011). Respecto a la densidad de población de plantas registradas a la cosecha, se observaron de 62,291 a 67,395 plantas por hectárea (Cuadro 2), que representan densidades propias para siembra de híbridos en áreas de buena productividad. Cuadro 2. Medias para rendimiento de grano, días a floración femenina y otros caracteres de planta de híbridos y variedades sintéticas de maíz azul evaluados en localidades de Tlaxcala, México Híbrido REND (t ha-1) FF (días) AP (cm) ACA (1-5) MPP DP (pls. ha-1) HA a 99 a 237 a 1.2 c 1.1 b a HA a 97 b 236 a 1.6 a 1.3 a a HA a 98 a 238 a 1.6 b 1.2 a a VSA a 100 a 235 a 1.4 c 1.3 a a HA a 99 a 231 a 1.5 b 1.0 c a HA a 100 a 227 a 1.5 a 1.0 c a VSA a 100 a 226 a 1.6 b 1.2 a a HA a 99 a 240 a 1.6 a 1.2 a a Maíz Criollo 6.5 j 100 a 232 a 2.1 a 0.9 d a Tukey Medias en una columna con la misma literal son estadísticamente similares (Tukey, 0.05) REND = Rendimiento de grano; FF = Días a floración femenina; AP = Altura de planta; ACA = calificación de acame de plantas; MPP = Número de mazorcas por planta; DP = Densidad de Población a la cosecha, plantas ha-1 Interacción localidades por variedades. En las localidades Calpulalpan y Huamantla que tuvieron condiciones ambientales favorables, se identificaron los híbridos HA-905, HA-912, HA-913 y HA-914 con rendimientos de 9.9 a 12.2 t ha-1, mientras que en Calpulalpan, Benito Juárez y Tlacualpan el mejor híbrido fue HA-911 con rendimientos de 9.8 a 11.2 t ha-1. Es importante mencionar que en Tlacualpan la variedad sintética VSA-902, con rendimiento de 10.9 t ha-1, resulto similar (P / 0.05) al hibrido HA-911 (Cuadro 3), lo cual podría atribuirse a su mayor variabilidad genética que les permitió amortiguar mejor las condiciones ambientales, ya que en ellas intervienen entre 6 y 8 líneas. Kutka y Smith

5 (2007) indican que para formar sintéticos de alto rendimiento son necesarias de cinco a ocho líneas. Cuadro 3. Rendimiento (REND, t ha-1) de híbridos y variedades sintéticas de maíz azul sobresalientes por localidad en los valles altos de Tlaxcala, México. Calpulalpan Huamantla Benito Juárez Tlacualpan híbrido REND Híbrido REND Híbrido REND Híbrido REND HA a HA a HA a HA a HA a HA a HA a VSA a HA a HA a HA a VSA b HA a HA a HA a VSA b HA a HA a HA a HA b HA a HA b HA b VSA c Tukey Conclusiones Conclusiones. Tanto los híbridos como las variedades sintéticas sobresalientes en rendimiento y caracteres de planta, mostraron buen potencial agronómico en las localidades de estudio, por lo cual representan una alternativa para elevar la producción de maíz azul en los valles altos. Las variedades sintéticas sobresalientes presentaron un rendimiento competitivo respecto al de los mejores híbridos en la localidad de temporal. Los híbridos y las variedades sintéticas presentaron rendimiento de 10 a 56 % más alto que el de la variedad testigo criollo regional. Referencias Arellano, V. J. L.; Tut C. C.; María, R. A.; Salinas, M. Y. y Taboada, G. O. R Maíz azul de los Valles Altos de México. I. Rendimiento de grano y características agronómicas. Rev. Fitotecnia Mexicana 26: Arellano, V. J. L Aptitud combinatoria para rendimiento de variedades de maíz azul. Memoria de resúmenes XXI Congreso Nacional y I internacional de Fitogenética, del 3 al 8 de septiembre de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México. p 52. Arellano, V. J. L Efectos de aptitud combinatoria, recíprocos y maternos para rendimiento de líneas elite de maíz azul de los valles altos. Memoria de resúmenes XXIII Congreso Nacional y III internacional de Fitogenética, del 21 al 26 de septiembre de Nuevo Vallarta Nayarit, Tepic, México. p 26. Córdoba, O. y Márquez-Sánchez F Efecto del número de líneas endogámicas sobre el comportamiento de variedades sintéticas derivadas de una población de maíz (Zea mays L.): II Parámetros de estabilidad. Informativo del maíz. Número extraordinario 2: 15-23

6 Kutka, F. K. and Smith, M. E How many parents give the highest yield in predicted synthetic and composite populations of maize. Crop Sci. 47: Sahagún, C. J Inbreeding and yield of synthetic varieties derived from single cross hybrids. Advance Access publication Maydica Victores, E. M. N La producción, transformación y comercialización de maíz azul (Zea mays L.) en la zona nororiente del Estado de México y sus perspectivas. Tesis profesional Ingeniero Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, México 115 pp.