El uso del diseño de bloques aumentados en la selección de clones de camote (Ipomoea batatas L.)

Transcripción

1 El uso del diseño de bloques aumentados en la selección de clones de camote (Ipomoea batatas L.) VIII Encuentro Científico Internacional de Invierno. 05 agosto 2009 Sergio Contreras Liza Facultad de Ciencias Agrarias e Industrias Alimentarias. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión (Huacho) yahoo.com

2 Introducción 2 En los programas de mejora genética vegetal es frecuente evaluar un número grande de tratamientos o genotipos diferentes en una o más localidades con la finalidad de tomar decisiones en cuanto a la selección de variedades, híbridos, clones u otro tipo de material vegetal que proviene del proceso de recombinación y segregación genética.

3 Se considera que en un experimento agrícola, la replicabilidad de los tratamientos (es decir el uso de las repeticiones) es condición necesaria para poder estimar el error experimental 3 Ello ocasiona un problema que surge de la naturaleza misma de los ensayos agronómicos: la falta de uniformidad en las condiciones experimentales por el incremento del área experimental y del tamaño de los bloques o repeticiones.

4 El Diseño de Bloques al Azar El uso del diseño de bloques al azar en todas las etapas de los programas de investigación agrícola, ha sido extensivo en las últimas décadas y ha contribuido para adoptar decisiones técnicas en la agricultura. 4 Es común encontrar que el investigador tiene como restricciones además de un limitado presupuesto, heterogeneidad del espacio físico en las áreas experimentales y dificultades de naturaleza estadística o de precisión para evaluar un gran número de tratamientos y variables simultáneamente

5 Fuentes de Variabilidad 5 En la experimentación agronómica pueden considerarse como fuentes de variación en general, además de la variabilidad inherente al material experimental : una debida a los factores macro ambientales ( el clima y sus componentes) ; otra, atribuida a factores micro ambientales, principalmente a la heterogeneidad del suelo o al sustrato donde crecen las plantas.

6 Fuentes de variabilidad en un experimento agronómico FACTORES Criterios de Clasificación Dimensiones Fuentes de variabilidad Macroambientales Clima Variabilidad Temporal y Espacial - Localidades - Años Microambientales Suelo Heterogeneidad del Suelo - Repeticiones - Bloques 6 Inherentes al material experimental Herencia Variabilidad Genética -Tratamientos (genotipos, etc).

7 Heterogeneidad del Suelo 7 La heterogeneidad del suelo constituye la principal fuente de variación en los experimentos de campo, debido mayormente a que las plantas en una unidad experimental cualquiera están sometidas a las condiciones reinantes en el micro clima local del suelo y en el que se verifica una interacción entre los tratamientos elegidos y los diferentes tipos de suelos

8 Variabilidad del error experimental 8 Los diseños experimentales y métodos estadísticos se basan en un control eficiente del llamado error experimental. La consecuencia inmediata es que la variabilidad del error experimental (entendida como la diferencia que existe entre unidades experimentales a la cuales se aplica un mismo tratamiento), tiende a crecer en la misma proporción que el número de tratamientos evaluados.

9 9 En la foto, el área experimental muestra diferencias en cuanto a la cubierta vegetal, la gradiente del terreno y el investigador evaluará el uso de bloques en el diseño.

10 El Diseño de Bloques Aumentados El uso de los diseños de bloques aumentados en las etapas tempranas de los programas de fitomejoramiento, es una herramienta valiosa para las decisiones de selección, pero en general es poco el uso que han tenido en los últimos años (Cotes y Ñustes, 2001). 10

11 Antecedentes 11 Federer (1961) propuso por primera vez mejorar la información proveniente de selección de variedades diseñando experimentos con variedades estándar que tienen igual número de repeticiones junto a otros genotipos nuevos con una sola repetición; ello ocurre en programas de mejora en sus etapas iniciales cuando se generan muchos tipos segregantes pero con poca cantidad de semilla para los ensayos.

12 BASES TEORICAS De Mendiburu, (2008) plantea un Diseño Aumentado que consiste en agrupar: un cierto número de tratamientos comunes (variedades) para ser establecidos en bloques completos al azar con varias repeticiones, 12 un segundo grupo de tratamientos aumentados (líneas o clones experimentales) para aplicarlos una sola vez en cualquiera de los bloques, manteniendo cierta equivalencia en el tamaño del bloque.

13 Análisis Estadístico A continuación se presenta el cuadro de Análisis de la Variancia para un Diseño de Bloques Aumentados (Wissar y Pinedo, 1986),donde: 13 CMb, es el cuadrado medio de los bloques en los cuales están los tratamientos comunes, sin tomar en cuenta los tratamientos aumentados. CMt, es el cuadrado medio de los tratamientos eliminando el efecto de bloques CMv, es el cuadrado medio de las variedades o tratamientos comunes, CMc, es el cuadrado medio de los clones o tratamientos aumentados, CMe, es el cuadrado medio del error experimental.

14 Cuadro # 1: ANOVA en Diseño de Bloques Aumentados 14 r, número de repeticiones c, número de tratamientos completos a, número de tratamientos aumentados

15 15 Efecto de la media general (m): ] 1) (... [ 1 j ej i r n Y b Y c a m Efecto de un tratamiento común : m y m b Vi t i bi.

16 Efecto de un bloque : r 1 c Y. j. nlj ig Y j i. Yejg Suma de Cuadrados de los tratamientos eliminando bloques: my... b c ej rjy. j. tb Yi. i ljg ljg j1 i1 j1 g1 a b n t Y Y. j. n lj 2 16 SC tratamientos aumentados = Suma de Cuadrados de los tratamientos eliminando bloques - Suma de cuadrados de tratamientos comunes.

17 Comparación de Promedios Para poder estimar diferencias entre medias de tratamientos es necesario estimar el valor del error estándar (Sd ) para cada uno de los siguientes casos: 17

18 Entre promedios de tratamientos comunes (Variedades): Donde: n= número de repeticiones, CMe es el cuadrado medio del Error. Entre promedios aumentados (líneas o clones): 18

19 Entre promedios de tratamientos comunes versus aumentados. Donde : n =número de repeticiones del tratamiento común. c =número de tratamientos comunes 19

20 ESTUDIO DE CASO: LA SELECCIÓN DE CLONES DE CAMOTE. 20 Para analizar el método de Federer (1961), se utilizaron los datos de un experimento de evaluación de clones de camote, los mismos que fueron proporcionados por el Centro Internacional de la Papa. El objetivo de este experimento fue identificar un grupo de clones con aptitud agronómica y la selección de nuevos cultivares con alta producción, estabilidad de rendimiento y alto valor alimenticio.

21 Elección del Ambiente Experimental La localidad elegida fue Supe Puerto (provincia de Barranca, departamento de Lima) debido a que el suelo era propicio para el cultivo y que se contaba con los recursos humanos y técnicos que garantizaran una adecuada y oportuna asignación de las labores agrícolas. 21

22 Elección de los Tratamientos Los clones fueron clasificados en 2 grupos diferenciados por su estado en el proceso de mejora. El primer grupo (C) estaba constituido por genotipos previamente seleccionados (clones avanzados) llamados tratamientos comunes por el hecho de estar asignados a bloques completos con 3 repeticiones. 22

23 23 El segundo grupo (A) estaba integrado por 90 genotipos experimentales nuevos, denominados tratamientos aumentados debido a que se asignaron aleatoriamente en forma única a cada repetición, a razón de 30 clones por cada uno de los 3 bloques.

24 Considerando las dimensiones del área experimental, se tenía en mente que un problema a presentarse en éste y otros casos similares relacionados al tamaño, era la falta de homogeneidad dentro de los bloques, un requisito considerado indispensable para reducir la magnitud del error experimental. 24

25 Diseño Experimental y Pruebas Estadísticas 25 El Diseño utilizado fue el de Bloques aumentados con 3 repeticiones y 119 tratamientos en total. Se distribuyeron 59 tratamientos por bloque: 29 comunes y 30 aumentados. Asimismo, para probar las hipótesis de igualdad de Variancias para tratamientos, se utilizó la prueba F de Fisher. Para comparar medias de tratamientos se hizo uso de la prueba t de Student.

26 DISEÑO DE CAMPO En el croquis experimental adjunto, se aprecia el diseño experimental con las dimensiones siguientes: Área experimental : 1 115,1 m2. Área de bloque : 318,6 m2. Área de parcela Calles : 1 m. : 5,4 m2. (40 plantas) 26

27 CROQUIS EXPERIMENTAL DEL DISEÑO AUMENTADO 27 1m Block I 1m Block II 1m Block III 1m , , , , , , , , , ,6 Huambachero , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 Huambachero Xushu , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 Block I Block II Block III 1m ,11 Block I ,7 1m Block II ,7 1m Blo , , , , , NN , ,1 Huambachero102051, , , , , , , , , , , , , , , , , , , Huambachero , , , , ,5 102 INA , ,1 Huam Xushu , , , Xushu , , , , , , NCSU , , , , , , , , , , INA Xushu , , , , , ,7 102 NCSU , , , , , Xushu , , , , INA , NCSU , , , , , , ,2 102 Huambachero m m m 102 INA Xushu Nota: Las parcelas en blanco corresponden a los clones o tratamientos aumentados NCS

28 RESULTADOS OBTENIDOS A continuación se presentan los cuadros de resultados provenientes del estudio del caso de la selección de clones de camote; en dicha información se incluye tanto el Análisis de Variancia, como las comparaciones realizadas entre promedios de tratamientos comunes y promedios de tratamientos aumentados: 28

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34 34 Comparaciones entre Tratamientos Comunes

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36 CONCLUSIONES 1. Es posible realizar selección entre un número relativamente grande de genotipos de camote (tanto variedades como clones) aplicando el Diseño de Bloques Aumentados con tratamientos en una sola repetición, sin afectar en forma significativa la magnitud del error experimental debido al incremento del tamaño de los bloques. 36

37 CONCLUSIONES Se puede obtener un efecto discriminante entre grupos de genotipos, ya sean éstos variedades o clones avanzados comparándolos con nuevas selecciones o clones experimentales utilizando el Diseño de Bloques Aumentados, cuando existe la necesidad de evaluar un número relativamente grande de genotipos o cuando no se cuente con suficiente material experimental.

38 CONCLUSIONES 3. En el grupo poblacional que se evaluó en este experimento, se obtuvo una alta tasa de mejora en la selección de nuevos clones de camote, estimándose un incremento de la media de rendimiento en kg. de raíces por planta aproximadamente de 80%, con respecto al grupo de genotipos originales. 38

39 AGRADECIMIENTOS 39 El autor agradece al Ing. Jorge Bermúdez por su participación en la conducción del experimento, el mismo que sirvió para sustentar su tesis en la EAP Agronomía de la UNJFSC. Asimismo, el reconocimiento al CIP, en la persona del Ing. Jorge Espinoza Trelles, quien proporcionó el material experimental y las facilidades para la realización de la investigación.

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