Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas ISSN:

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1 Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas ISSN: Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias México Escalante-Estrada, José Alberto Salvador; Rodríguez-González, María Teresa; Escalante -Estrada, Yolanda Isabel Fenología, biomasa y rendimiento de cultivares de girasol en Valles Altos Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, vol. 2, octubre, 2015, pp Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias Estado de México, México Disponible en: Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

2 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 p Fenología, biomasa y rendimiento de cultivares de girasol en Valles Altos José Alberto Salvador Escalante-Estrada 1, María Teresa Rodríguez-González 1 y Yolanda Isabel Escalante-Estrada 2 1 Postgrado en Botánica- Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. Montecillo, Texcoco, Estado de Méx, México jasee@colpos.mx., mate@colpos.mx 2 Instituto de Investigación Científica área de Ciencias Naturales- Universidad Autónoma de Guerrero. Chilpancingo Guerrero, México. y_escalante@yahoo.com.mx. Resumen Introducción El girasol (Helianthus annuus L.) es un cultivo que está adquiriendo importancia económica en México por sus diversos usos. En Valles altos de México, su siembra no es común. El objetivo del estudio fue determinar en cultivares de girasol sembrados bajo clima templado y régimen de lluvia: a) la fenología, producción de biomasa, rendimiento de grano y aceite; b) la eficiencia en el uso de la radiación solar y la eficiencia en el uso del agua; y c) el grado de relación entre el rendimiento en grano, sus componentes y los índices climáticos. La siembra del cultivar Odessyk, Sunbred, Peredovick, Victoria y Contiflor se realizó en Montecillo Méx., (2240 m de altitud) en un suelo arcilloso,el 17 de mayo, con 5 plantas m -2 y de NPK. Los cultivares de girasol presentaron diferencias en los días a fases fenológicas, unidades calor, cociente fototérmico (CFT), radiación solar global recibida, biomasa (BT), índice de cosecha (IC), rendimiento de grano (RG) y de aceite, contenido de aceite (CA), eficiencia en el uso de la radiación y del agua. Los cambios en RG dependen de cambios en número de granos, área del capítulo y número de granos por capítulo. El CA está determinado por cambios en el CFT. El tamaño de grano fue similar entre cultivares. Para la región de estudio, la BT en orden de mayor a menor fue para Peredovick, Contiflor, Odessyk, Sunbred y Victoria; y para RG Peredovick, Odessyk, Victoria, Sunbred y Continflor. Palabras clave: Helianthus annuus L., unidades calor, radiación solar global, eficiencia en el uso de la radiación, cociente fototérmico El girasol es un cultivo de interés mundial que está adquiriendo importancia económica en México, debido a su uso como forraje (Escalante et al., 2008), por su tallo, resistente al acame, podría ser utilizado como una espaldera viva para el frijol (Escalante, 1995; Escalante et al., 2014),sus residuos para el manejo de maleza (Rodriguez et al.,1998).el aceite de sus granos es fuente de tocoferoles (antioxidantes, Sheppard et al.,1993), contienen principalmente alfa-tocoferol, que representa más del 90% del total de los tocoferoles (Padley et al., 1994), ácidos grasos insaturados (oleico y linoleico), por lo que es una excelente opción para la cocina. Así mismo, los granos se utilizan para consumo de aves y conejos, uso medicinal y para biocombustible (Flagella et al., 2006; Medina et al., 2012). La producción de girasol depende del tipo de suelo y las condiciones ambientales; el cultivo puede prosperar bajo condiciones limitantes donde otros no prosperan. Así, puede cultivarse en suelos con cierto grado de salinidad (Escalante y Rodríguez, 2010), bajo condiciones limitantes de nutrimentos, radiación solar incidente (Escalante, 1999) y agua condición atribuible a cultivos que se siembran bajo régimen de lluvia (Escalante, 1995). También, la radiación solar incidente y la temperatura medida a través de sus índices, como el índice fototérmico, que ha mostrado una relación alta con el número de granos en trigo (Fischer, 1985), pueden influir sobre la producción del cultivo (Escalante et al., 2014). Datos del SIAP indican que en 2014 se sembraron

3 308 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 José Alberto Salvador Escalante-Estrada et al. 11,963 ha, con un rendimiento medio de 0.98 t ha -1 y el precio medio rural por t de $ Hay gran interés por parte de empresas en promover el cultivo del girasol en México (http: // En la región de Valles altos de México no es común la siembra de girasol, por lo que dado la rusticidad de este cultivo, podría ser una alternativa para incrementar el ingreso de los productores sobre todo los que cultivan bajo régimen de lluvia. Por tal motivo, el estudio sobre el comportamiento de diversos cultivares en dicha región, sería de interés para conocer la diversidad de rendimiento y seleccionar los de mayor producción de biomasa, grano y aceite. El objetivo de este estudio fue determinar en cultivares de girasol sembrados bajo condiciones de clima templado y régimen de lluvia: a) la fenología, producción de biomasa, rendimiento de grano y aceite; b) la eficiencia en el uso de la radiación solar y la eficiencia en el uso del agua; y c) el grado de relación entre el rendimiento en grano, sus componentes y los índices climáticos. Materiales y métodos El estudio se estableció bajo condiciones de lluvia en Montecillo Méx., de clima templado (García, 2014) y 2240 m de altitud, en un suelo de textura arcillosa, 2% de materia orgánica, ph 7.8 y sin problemas de salinidad. La siembra de girasol (Helianthus annuus L.) Odessyk, Sunbred, Peredovick, Contiflor y Victoria se realizó en el 17 de mayo, a la densidad de 5 plantas m -2 (25 cm* 80 cm ) en surcos con orientación este-oeste y fertilización de de NPK. Se registraron las etapas fenológicas (de acuerdo con el criterio presentado en Schneiter y Miller,1981) de emergencia, capítulo con flores liguladas expuestas y turgentes y madurez fisiológica, posteriormente se hará referencia como Ve, R5 y R9, respectivamente. En R9, se tomaron 20 plantas por unidad experimental y se registró la producción de biomasa (BT, materia seca (MS),g m -2 ), el rendimiento de grano (RG, gm -2 ), el contenido de aceite en grano (%,determinado por resonancia magnética nuclear, CA), el rendimiento de aceite (RA, gm -2 ) mediante la expresión RA= [(rendimiento* contenido de aceite)/100], el número de granos por m 2 (NG) y el tamaño del grano (TG, g), el área del capítulo (AC,cm 2 ) y el número de granos por capítulo (NGC). Los datos de temperatura máxima y mínima (Tmáx y Tmín, respectivamente), la precipitación pluvial (PP, mm), la evaporación (EV, mm) y la radiación global (RG, Kcal cm -2 ) durante el ciclo del cultivo, se obtuvieron de la Estación Agrometeorológica del Colegio de Postgraduados de Montecillo. Estado de México. Además, de siembra a Ve, siembra a R5 y siembra a R9, se calculó las unidades calor (UC, C día) de acuerdo a la expresión presentada por Snyder (1985); UC= [(Tmax + Tmin )/2 TB] donde: Tmax + Tmin son la temperatura máxima y mínima diaria, respectivamente ;TB es la temperatura base, para girasol fue de 8 C (Sadras y Hali, 1988). Además, para el período de siembra a R9, se calculó el cociente fototérmico (CFT) mediante la expresión: CFT = RSG /T- TB; donde: RSG = radiación solar global (Kcal cm -2 ), T= temperatura media diaria, TB es la temperatura base (8 C). La eficiencia en el uso de la radiación (EUR, g m -2 Kcal -1 ) se calculó con la expresión: EUR =BT (gm -2 ) / RSG (Kcal cm -2 ) y la eficiencia en el uso del agua para BT (EUABT, gm -2 mm -1 ) y para RG (EUARG, gm -2 mm -1 ) mediante la expresión EUABT = BT / PP; EUARG= RG/PP, respectivamente. A las variables en estudio se les realizó un análisis de varianza (ANDEVA), a las que resultaron con diferencias significativas, la prueba de comparación de medias de Tukey y un análisis de correlación y regresión entre el RG y sus componentes. Resultados y discusión Elementos del clima y fenología En la Figura 1 que presenta la dinámica de la Tmáx y Tmín, PP y EV, se observa que de siembra a R5 la Tmáx y Tmín fue de 25 C y 6 C; de R5 a R9 de 23 C y 7 C, respectivamente para los cultivares en estudio. La media de la Tmáx y Tmín durante el desarrollo del cultivo fue de 24 C y 7 C. Los días a la ocurrencia a fases fenológicas fue diferente entre cultivares (Cuadro 1). Así, a R5 Odessyk fue el más precoz con 76 dds, con 680 C día y 40 Kcal cm -2 de RSG; y a R9 (días a madurez fisiológica) con 114 dds, 950 UC C día y 56 Kcal cm -2 de RSG,. a los 121 dds y 59 Kcal cm -2 para Peredovick, Victoria y Sunbred; y a los 130 dds y 69 Kcal cm -2 para Contiflor. El CFT fue similar para Victoria y Sunbred con 6.4 Kcal cm -2 C -1, y fue superior en Peredovick,Contiflor y Odessyk que presento el CFT más alto (6.8 Kcal cm -2 C -1 ). La PP (mm) estacional recibida fue diferente entre cultivares y se relacionó con la duración del ciclo del cultivo (Cuadro 1). En promedio fue de 366 mm y la EV de 641 mm. La mayor parte de la PP (56% a 60%) y de la EV (65 a 70%) fue de siembra a R5.

4 Fenología, biomasa y rendimiento de cultivares de girasol en Valles Altos 309 Biomasa, índice de cosecha, rendimiento en grano y sus componentes Figura 1. Dinámica de la temperatura ( C) máxima (TMÁX) y mínima (TMIN) promedio semanal, precipitación pluvial y evaporación (PP y EV mm,respectivamente) suma semanal durante el desarrollo del girasol. Montecillo, Méx. Siembra de Verano. El ANDEVA mostró diferencias significativas entre cultivares para la BT, IC y RG. La BT más alta se encontró en Peredovick (810 g m -2 ), y superó en 9% a la BT de Continflor, 14% a Odessyk, 21% a Sunbred y 28% a Victoria que fue el que menos BT produjo (584 g m -2 ). Dicho comportamiento se relaciona con diferencias en la eficiencia del metabolismo fotosintético, manifestado aquí en la eficiencia en el uso de la RSG y EUABT en donde ésta fue más alta en Peredovick, seguida de Odessyk y Contiflor y por último Sunbred y Victoria (Figura 2 y Figura 3, respectivamente). Dichos resultados son útiles para las propuestas de utilizar al girasol como forraje (Harper et al., 1981; Escalante et al., 2008). Cuadro 1. Días a ocurrencia de fases fenológicas en genotipos de girasol (Helianthus annuus L.), unidades calor (UC C día), Precipitación pluvial (PP, mm), Radiación solar global (RSG, Kcal cm -2 ) y cociente fototérmico (CFT, Kcal cm -2 C -1 ).Montecillo Méx. Siembra de Verano. R5 UC C R9 PP Cultivar Ve UC C RSG Kcal RSG Kcal UC C RSG Kcal CFT Kcal día cm -2 día cm -2 mm día cm -2 cm -2 C -1 Peredovick Odessyk Contiflor Victoria Sunbred Media Figura 2. Eficiencia en el uso de la radiación solar global (EUR, g m -2 Kcal -1 ) en cultivares de girasol. Montecillo, Estado de México.Méx. Siembra de Verano. Columnas con letra similar son estadísticamente iguales. Figura 3. Eficiencia en el uso del agua para producción de biomasa (EUABT, gm -2 mm -1 ) y rendimiento en grano (EUARG, gm -2 mm -1 ) en cultivares de girasol. Montecillo, Estado de México. Méx. Siembra de Verano. Columnas con letra similar son estadísticamente iguales.

5 310 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 José Alberto Salvador Escalante-Estrada et al. Por otra parte, Peredovick, Odessyk y Victoria mostraron mayor eficiencia en acumular MS en el grano, manifestado por un IC más alto (0.25) seguido de Sunbred (0.21) y el menos eficiente fue Contiflor (0.14), lo cual se reflejó en el RG y la EUARG que presentaron una tendencia semejante, donde el RG y EUARG más alto se encontró en Peredovick (202 gm -2 y 0.59 g m -2 mm -1 ) y el más bajo en Contiflor (102 g m -2 y 0.28 g m -2 mm -1, respectivamente) (Cuadro 1 y Figura 3). El IC y RG presentaron un coeficiente de correlación r = 0.87*. En el Cuadro 2 se observa que los cambios en el RG, se relacionan con cambios en el NG, AC y GC componentes que mostraron una correlación más alta con el RG (r = 0.99**, r = 0.73* y r =0.99**, respectivamente). Así mismo, el AC y GC influyeron también en los cambios en el RG, mediante el NG puesto que están altamente relacionados (Cuadro 2). Por otra parte el TG no mostró diferencias significativas entre cultivares de girasol que en promedio fue de 0.07 g. Peredovick presentó el grano más ancho (0.71 cm), seguido de Sunbred y Contiflor (0.65 cm) y Odessyk y Victoria que presentaron los valores más bajos (0.60cm). Dichas diferencias fueron significativas. En contraste, la longitud del grano fue similar (1.2 cm en promedio). Cuadro 2. Biomasa, índice de cosecha, rendimiento y sus componentes de cultivares de girasol (Helianthus annuus L.).Montecillo, Méx. Siembra de Verano. Cultivar BT IC RG gm -2 gm -2 CA (%) RA (gm -2 ) NG m -2 TG (g) AC (cm 2 ) Peredovick 810 a 0.25 a 202 a 38 bc 77a 2892 a a 578 a Odessyk 700 b 0.25 a 178 b 47 a 84 a 2543 ab a 509 ab Sunbred 642 bc 0.21b 147 c 41 b 60 b 2100 bc b 420 b Victoria 584 c 0.25 a 149 c 36 c 54 b 2128 b a 426 b Contiflor 737 b 0.14 c 102 d 36 c 28 c 1457 c b 291 c Media CV (%) Prob.F *** *** *** ** *** *** NS *** *** Tukey (0.05) ***, **P < 0.001, 0.01, respectivamente. NS = diferencias no significativas. En las columnas valores con letra similar son estadísticamente iguales (Tukey 0.05). BT = biomasa; IC = índice de cosecha; RG = rendimiento de grano; CA = Contenido de aceite del grano (%); RA = Rendimiento de aceite; NG = número de granos; TG = tamaño del grano (peso medio por grano, g); AC = área del capítulo; SC = granos por capítulo. GC Contenido de aceite en el grano (%, CA) y rendimiento de aceite (g m -2, RA) El CA y RA mostraron diferencias significativas entre cultivares (Cuadro 2). Odessyk mostró el CA más alto (47%), seguido de Sunbred (41%), Peredovick (38%), Victoria y Contiflor que presentaron los CA más bajos (36%). No obstante, esto no se refleja en el RA, debido a que también el RA está determinado por la acumulación de MS en el grano. Así, Odessyk mostró el RA más alto, seguido de Peredovick, Sunbred, Victoria y Contiflor que presentó el RA más bajo (Cuadro 2). Por otra parte, el relacionar el CA y RA con los índices del clima, se encontró que el cociente fototérmico (CFT) y el CA mostraron dependencia muy alta (R 2 = 0.99**). Esto indica que el CFT es un estimador apropiado del CA del grano del girasol (Figura 4), por lo que para incrementar el RA de girasol, se debe buscar cultivares con CFT y RG más altos (puesto que RA y RG presentaron alto coeficiente de correlación r=0.93**). Cuadro 2. Correlación entre índice de cosecha, el rendimiento en grano y sus componentes de cultivares de girasol (Helianthus annuus L.). Montecillo, Méx. Siembra de Verano. RG IC RA NG AC GC RG 0.87* 0.93** 0.99** 0.73* 0.99** IC 0.86* 0.86* 0.93** 0.86* RA 093** 0.65* 0.93** NG 0.73* 0.99** AC 0.73* **, * P < 0.01, 0.05, respectivamente. El número es el coeficiente de correlación (r). IC = índice de cosecha; RG = rendimiento grano; RA = Rendimiento de aceite; NG = número de granos; AC = área del capítulo; GC = granos por capítulo.

6 Fenología, biomasa y rendimiento de cultivares de girasol en Valles Altos 311 Figura 4. Relación entre el contenido de aceite en el grano (%, CA) y el cociente fototérmico (CFT, Kcal cm -2 C) en cultivares de girasol. Montecillo, Estado de México. Siembra de Verano. Conclusiones Los cultivares de girasol en estudio presentan diferencias en los días a ocurrencia a fases fenológicas, unidades calor, radiación solar acumulada, producción de biomasa, eficiencia en el uso de la radiación y del agua, índice de cosecha, rendimiento de grano, contenido de aceite y rendimiento de aceite. Los cambios en el rendimiento en grano dependen de cambios en número de granos, área del capítulo y número de granos por capítulo. El contenido de aceite está altamente determinado por cambios en el rendimiento de grano y el cociente fototérmico. El tamaño de grano no presentó diferencias significativas entre cultivares. Para las condiciones de la región de estudio, en orden de mayor a menor producción de biomasa los cultivares Peredovick, Contiflor, Odessyk, Sunbred y Victoria son los más apropiadas para forraje; y para grano Peredovick, Odessyk, Victoria, Sunbred y Continflor. Literatura citada Escalante Estrada J.A Aprovechamiento del recurso agua en cultivos de secano. Agroproductividad 3: Escalante Estrada J. Alberto Área foliar, senescencia, y rendimiento del girasol de humedad residual en función del nitrógeno. TERRA 17 (2): Escalante Estrada L. E., Y. I. Escalante E. C. Linzaga E Densidad de siembra del girasol forrajero. Agronomía Costarricence: 32(2): Escalante Estrada J.A. and Rodríguez González M.T Sunflower biomass distribution and seed yield in saline soil of Mexico highlands. HELIA 33 (52): Escalante- Estrada J. A.S., Rodríguez- González M.T., Escalante- Estrada Y. I Rendimiento del girasol en función del cultivar de frijol en siembra asociada. Ciencias Agrícolas Informa. 23(1): Flagella Z.*, Di Caterina R., Monteleone M., Giuzio L., Pompa M., Tarantino E., RotunnoT Potentials for sunflower cultivation for fuel production in southern Italy. HELIA 29 (45): Fischer. A Physiological limitation to producing wheat in semitropical and tropical environments and possible selection criterio.pp in: Proceeding of the International Symposium.Wheats for more tropical environments.méxico. D.F. CIMMYT. García E Modificación al sistema de clasificación climática de Köppen. Cuarta edición. UNAM. México, D.F. 217 p. Harper F.; Donaldson E., Henderson A.R. and Edwards R.A The potential of sunflower as a crop for ensilage and zero grazing in northern Britain. Journal of Agricultural Science (Camb.).96(1): Medina R.I.EChávez V. N.A y Jáuregui R. J Biodiesel, un combustible renovable.investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes: 55: Padley, F.B., Gunstone F.D. and Harwood J.L Occurrence and characteristics of oils and fats, In: F.D. Gunstone, J.L. Harwood and F.B. Padley (Eds.), The Lipid Handbook,Chapman & Hall, London, pp Rodríguez G. Ma. Teresa, Escalante E. J A y Aguilar L Control de maleza con productos de girasol (Helianthus annuus L.). Memorias del XIX Congreso Nacional de la Ciencia de la Maleza. Mexicali BC. México. pp: Sadras, V.O. and Hali, A.J., Quantification of temperature, photoperiod and population effect on plant leaf area in sunflower crop. Field Crop Res. 18: Schneiter A.A. and Miller J. ( 1981). Description of sunflower stages. Crop Sci. 21: Sheppard, A.J., Weihrauch J.L., and Pennington J.A.T Analysis and distribution of vitamin E in vegetable oils and foods. In: L. Packer and J. Fuchs (Eds.), Vitamin E in Health and Disease, Marcel Dekker, New York, pp SIAP (Servicio de Alimentación Agroalimentaria y Pesquera) Disponible en: (Consulta: Septiembre 6, 2015). Snyder R. L. (1985). Hand calculating degree days. Agriculture Forest Meteorology 35: