Introducción
La canola (Brassica napus L.) es una oleaginosa de la cual se obtiene un aceite comestible de excelente calidad que contiene ácidos grasos esenciales que pueden ayudar a prevenir enfermedades del corazón y algunas autoinmunes como la artritis reumatoide (Morris, 2004). Además, es una alternativa para producción de biodiesel (Panozzo et al., 2014). El término canola se utilizó para diferenciarla de variedades de colza que contiene de 20 a 55% de ácido erúcico que es tóxico para humanos así como de glucosinolatos , que son compuestos que causan efectos perjudiciales al organismo, al reducir el nivel de hormonas y ocasionar anormalidades en el desarrollo del hígado, riñones y tiroides (Pass y Pierce, 2002).
La canola contiene menos de 2% de ácido erúcico en su aceite y cantidades no significativas de glucosinolatos (Starner et al., 1999). Datos del SIAP (2011) señalan que en México, la producción de temporal de canola fue de 3 146 t, siendo los principales estados en orden de producción Tamaulipas (1,402 ha), Estado de México (1 023 ha), Hidalgo (319 ha), Tlaxcala (283 ha), Durango (142 ha) y Puebla (130 ha). En Tamaulipas se han realizado estudios con híbridos como el Hyola 401, Hyola 308 y Hyola 330 y la variedad ICM 204, con un promedio de 1.613 t ha-1, en siembras de humedad residual en otoño con un riego de auxilio, patrón de siembra de 0.80 m * 0.05 m y con 100-60-00 de N, P y K (Ortegón et al., 2006a).
Hernández et al. (2008) señalan para la región tropical de Jalisco, un rendimiento de 3.223 t ha-1 bajo riego con Hyola 401 (53 días a floración) y 1.445 t ha-1 con Westar (67 días a floración) en siembras otoñales con patrón de siembra de 0.76 m* 0.05 m y 110-55-00 kg ha-1 de N, P y K. En el Estado de México, la canola se siembra en temporal, con una producción media de 1.6 t ha-1 (SIAP, 2011). El principal municipio productor es Juchitepec (415 ha), seguido de Villa de Allende (190 ha), Villa Victoria (170 ha), Ixtapaluca y Rayón con 60 ha y Tenango del Valle (55 ha).
Con menos de 50 ha, Almoloya de Juárez, Axapuso, San Antonio Isla, Hueypoxtla, Cocotitlán, Nopaltepec, Temascalapa y Tlamanalco. Resultados obtenidos en estudios anteriores (Ortegón et al. 2002), comprueban que la siembra de canola a distancia de 80 cm entre surcos es el método más eficiente en Tamaulipas y en otras regiones del país (Muñoz et al., 2002). No obstante, dicha producción de canola y la nacional no cubre el requerimiento para satisfacer las necesidades de consumo de la población, por lo que se recurre a la importación. Una alternativa para reducir dicha compra al exterior, es elevar el rendimiento por unidad de superficie, mediante la incorporación de genotipos y la aplicación de prácticas de manejo más apropiadas para cada región.
Dentro de éstas últimas la siembra a corta distancia entre hileras que conduce a incremento en la densidad de población (DP) y la fertilización nitrogenada puede ser una alternativa, como se ha reportado en girasol por Aguilar et al. (2005). Así, el objetivo del estudio fue determinar el efecto de la distancia entre hileras de plantas o surcos y la fertilización nitrogenada en cultivares de canola bajo condiciones de lluvia en Valles Altos sobre: a) los días a ocurrencia a fases fenológicas; b) la biomasa, el índice de cosecha, el rendimiento en grano y de aceite; c) los componentes del rendimiento y el contenido de aceite del grano; y d) la eficiencia en el uso del agua.
Materiales y métodos
El estudio se realizó bajo condiciones de lluvia en Montecillo, México, de clima templado durante el verano, en un vertisol, pH 7.7, 2% de materia orgánica y 40 kg de nitrógeno inorgánico por ha. La siembra se realizó el 20 de junio de 2011. Los tratamientos consistieron en la siembra de tres genotipos (G) de canola: Canadá I (CI), Canadá II (CII) y Westar (W); el suministro de 0 (N0) y 100 kg (N+) de nitrógeno (N), distancia entre hileras (DH) de 0.40 m (DC) y 0.80 m (DA) y entre plantas de 0.10 m, que generó una densidad de 25 y 12.5 plantas m-2, respectivamente. En todo el cultivo se aplicó 100 kg de fósforo por ha. El diseño experimental fue bloques al azar con arreglo en parcelas subdivididas y cuatro repeticiones.
Se registraron los días a ocurrencia a fases fenológicas del cultivo como: días a emergencia (E), a crecimiento de tallo (CT), a inicio de floración (IF), a final de floración (FF), a 50% de silicuas maduras (MS50), a 80% de silicuas maduras (MS80) y a madurez fisiológica total (MT), el criterio fue cuando el 80% de las plantas presentaba estas características. A la MT se determinó: el rendimiento en grano (RG, 10% de humedad), el contenido de aceite (CA) en el grano, mediante la técnica de resonancia magnética nuclear, el rendimiento de aceite (RA) se calculó mediante la ecuación siguiente: RA= (CA*RG)/100; el peso de mil granos (PMG), el número de granos m-2 (NG), número de frutos o silicuas m-2 (NF), número de tallos m-2 (NT) , la biomasa (BT, g m-2) y el índice de cosecha (IC= [RG/BT]*100).
Además, durante el desarrollo del cultivo se registró la media de la temperatura máxima (Tmáx) y la media de la mínima (Tmín), la evaporación (EV) y precipitación pluvial (PP). Se calculó la evapotranspiración del cultivo (ETc) mediante la ecuación: ETc= Ev*K*Kc; donde EV=evaporación del tanque tipo “A”, K= coeficiente de tanque (0.7) y Kc= coeficiente del cultivo (0.6) de acuerdo con Doorenbos y Pruit (1986). La acumulación de calor se determinó mediante las unidades calor (UC, °C días) con la ecuación UC= Tmedia-Tb (Snyder, 1985), donde Tb es la temperatura base. Aquí se consideró una Tb= 5 °C (Morrison et al., 1989).
La relación ETc/PP se calculó para determinar el grado de severidad del déficit hídrico (SDH) a que estuvo sujeto el cultivo, considerando que, un valor menor o igual a 1, el cultivo no está bajo SDH, puesto que el agua disponible es mayor o igual que la cantidad de agua utilizada por ETc. El grado de SDH es más alto cuando los valores son superiores a 1. Se calculó la eficiencia en el uso del agua (EUA, g m-2 mm-1) mediante el planteamiento: EUA= BT, RG y RA/ETc; donde BT, RG y RA es la biomasa total, rendimiento en grano y rendimiento en aceite, respectivamente; ETc es la evapotranspiración estacional del cultivo. A las variables en estudio se les aplicó un análisis de varianza (ANDEVA) y la prueba de comparación de medias de Tukey (α= 0.05).
Resultados y discusión
Fenología y elementos del clima
La Figura 1 presenta la dinámica de elementos del clima, se observa que durante la etapa vegetativa y reproductiva, la Tmáx osciló entre 22 ºC-25 ºC y 23 ºC- 25 ºC y la Tmín entre 7 ºC-12 ºC y 1.5 ºC -10 ºC, respectivamente. Morrison y Stewart (2002), mencionan que bajo condiciones controladas en invernadero, la temperatura superior a 27 ºC incrementa la esterilidad de flores, mientras que la temperatura inferior afecta negativamente el RG debido a la reducción del número y tamaño de semilla por silicua (Ortegón et al., 2006b). La precipitación pluvial estacional (PP) y la evaporación (EV) fue de 326 mm y 408 mm, respectivamente.
La ETc estacional fue de 163 mm de los cuales 69 mm ocurrieron en la etapa vegetativa y 94 mm en la reproductiva. Esto indica que la demanda evaporativa fue superior a la disponibilidad de agua. Así como se observa en la Figura 2, el cultivo estuvo bajo déficit hídrico severo (SDH más alto), particularmente en la etapa reproductiva de llenado de silicuas (período de MS80 a MT), lo que limitó una mayor expresión del rendimiento de la canola, como ha sido reportado por Olsson (1960) y Seyedmohammadi et al. (2011).
El tiempo a ocurrencia de las fases fenológicas, el calor acumulado (UC, °Cd-1), y la evapotranspiración estacional del cultivo (ETc,mm) fue similar entre tratamientos. La emergencia (E) del cultivo ocurrió a los 8 días después de la siembra (dds), el inicio del crecimiento del tallo (CT) a los 30 dds, el inicio de floración (IF) a los 47 dds, final de floración (FF) 67 dds, 50% a silicuas maduras (MS50) a los 84 dds, el 80% de las silicuas maduras a los 102 dds y la madurez total de silicuas (MT) o madurez fisiológica del cultivo (MF) a los 115 dds. En cada fase, las UC fueron de 107 a la E, 338 a CT, 517 a IF, 727 a FF, 905 a MS50, 1 094 a MS80 y 1 231 °Cd-1 a la MF.
Biomasa e índice de cosecha
Para la biomasa total (BT) y el índice de cosecha (IC) el ANDEVA presentó cambios significativos por efecto de G, N, DH y la interacción G*N*DH (Cuadro 1). La mayor producción de BT correspondió a CII con 469 gm-2, que superó a Westar y CI en 29% y 43%, respectivamente. Respecto al N, la canola con N presentó una BT más alta (508 g m-2) y superó 92% al testigo (sin N). Tendencias semejantes se observaron al acortar la DH y consecuente aumento en DP, puesto que de ésta manera se cubre el suelo desde etapas tempranas de crecimiento, con la consecuente mayor radiación interceptada y mayor producción de BT. Esto ha sido reportado también en girasol por Escalante (1995) y frijol por Escalante et al. (2011). Por otra parte, en relación a la interacción G*N*DH, la BT más alta (920 gm-2), se logró con la combinación CIIN+DC, seguido de WN+DC y CIN+DC con 713 gm-2 y 518 gm-2, respectivamente (Cuadro 2). Esto indica que CII al sembrarlo con DC y N fue más eficiente en el uso del espacio, agua, nutrimentos y radiación solar.
Factor | BT (gm -2 ) | IC (%) | RG (gm -2 ) | NG (m -2 ) | PMG (g) | NT (m -2 ) | CA (%) | RA (gm -2 ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
G | * | * | ** | ** | NS | * | NS | ** |
N | *** | NS | ** | ** | NS | * | NS | ** |
G*N | NS | NS | * | ** | NS | NS | NS | * |
DH | *** | *** | ** | ** | NS | *** | NS | *** |
G*DH | NS | NS | NS | NS | NS | NS | NS | NS |
N*DH | * | NS | * | * | NS | NS | NS | * |
G*N*DH | * | * | * | NS | NS | NS | NS | * |
*,**,*** Diferencias significativas p> 0.05,0.01 y 0.001, respectivamente. NS= diferencias no significativas p> 0.05. G= genotipo; N= nitrógeno; DH= distancia entre hileras; BT= biomasa; IC= índice de cosecha; RG= rendimiento en grano; NG= número de granos m-2; PMG= peso de mil granos; NT= número de tallos m-2; CA= contenido de aceite en grano; y RA= rendimiento de aceite.
Trat | BT gm -2 | IC (%) | RG (gm -2 ) | NG m -2 (miles) | PMG (g) | NG (m -2 ) | NT (m -2 ) | CA (%) | RA (gm -2 ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CII | 469 a | 20 | 107 a | 26.7 a | 4.0 | 1068 a | 65 a | 47 | 50 a |
West | 363 b | 18 | 73 ab | 19.7 b | 3.7 | 788 b | 44 b | 48 | 35 ab |
CI | 327 b | 24 | 62 b | 15.9 c | 3.9 | 636 c | 58 a | 47 | 29 b |
Tukeyα= 0.05 | 105 | 8 | 43 | 3 | NS | 98 | 10 | 2 | 18 |
N10 | 508 a | 19 b | 101 a | 26.6 a | 3.8 | 1064 a | 65 a | 47 | 48 a |
N0 | 265 b | 22 a | 61 b | 15.6 b | 3.9 | 624 b | 46 b | 47 | 29 b |
Tukeyα= 0.05 | 57 | 2 | 11 | 5 | NS | 150 | 9 | 0.7 | 5 |
DC | 558 a | 23 a | 121 a | 31.0 a | 3.9 | 1240 a | 80 a | 47 | 58 a |
DA | 215 b | 18 b | 40 b | 10.5 b | 3.8 | 420 b | 31 b | 47 | 19 b |
Tukeyα= 0.05 | 57 | 2 | 11 | 7 | NS | 162 | 9 | 0.7 | 5 |
Media general | 387 | 21 | 81 | 20.8 | 3.9 | 832 | 56 | 47 | 38 |
CV (%) | 24 | 16 | 23 | 10 | 12 | 15 | 28 | 2 | 23 |
Trat= tratamiento; BT= biomasa; IC= índice de cosecha; RG= rendimiento en grano; NG= número de granos m-2; PMG= peso de mil granos; NT= número de tallos m-2; CA= contenido de aceite en grano; y RA= rendimiento de aceite. CII, West y CI son los genotipos Canadá II, Wester y Canadá I; N0 y N10 sin y suministro de N de 100 kg ha-1; DC y DA siembra a distancias entre hileras de 40 cm y 80 cm, respectivamente. En columnas valores con letra similar son estadísticamente iguales.
En cuanto al IC, el genotipo CI fue más eficiente en distribuir mayor cantidad de MS hacia el grano y mostró el IC más alto (24%) que fue superior en 20% y 33% al IC de CII y West, respectivamente (Cuadro 1). Sin embargo, como se presentará más adelante, esto no se reflejó en mayor RG. Por otra parte, el N influyó para que la canola mostrara IC más altos que el testigo. Respuesta semejante ha sido reportada en frijol (Escalante y Rodríguez, 2010) y haba (Escalante y Rodríguez, 2011). Dicho comportamiento posiblemente se debe a la formación de más órganos de demanda (silicuas y grano), los cuales manejan la distribución de MS hacia el grano.
Así mismo, el acortamiento de la DH condujo a que la canola mostrara un IC más alto en relación a la siembra en DH amplia. Respecto a la interacción, el tratamiento CIIN0DC presentó el IC más alto con 30%, seguido del WN0DC con IC de 24% y CIN+DC con 22% y CIIN+DC con 21%. El IC más bajo (15%-18%) correspondió al tratamiento CIN+DA, WN+DA, CINODA, en general los G y N que se combinaron con DA (Cuadro 2).
Rendimiento en grano, rendimiento de aceite y sus componentes
El RG y NT mostraron diferencias significativas debido a G, N, DH y la interacción N*DH, G*N*DH (Cuadro 1). El genotipo CII fue el de mayor RG con 107 g m-2 y superó 46% y 72% a West y CI, respectivamente. Con N, la canola presentó el RG más alto, posiblemente debido a la mayor demanda generada por el mayor número de granos y frutos (Escalante y Rodríguez, 2010). La canola sembrada a DC con el consecuente incremento en DP, presentó un RG más alto. Dichos resultados contrastan con los reportados por Díaz et al. (2011), quienes reportan que el RG del cv Monty, disminuyó conforme se incrementó la DP de 3 a 10 plantas m-2, debido en primer instancia al diferente patrón de siembra que fue solamente de 0.80 m entre hileras y al material genético.
Cabe señalar que el efecto de la interacción G*N*DH fue determinado en mayor parte por la interacción N*DH dentro de cada genotipo. Así, el RG y RA más altos correspondieron a la combinación CIIN+DC con 197 gm-2 y 92 gm-2, que fue superior en 45 y 44%; y 74 y 73% a WN+DC y CIN+DC, respectivamente. Los valores más bajos (<40 g m-2) correspondieron a las siembras en DA, y las combinaciones CIN+DA, CIIN0DA, WN0DA, WN+DA y CIN0DA (Cuadro 3). Dichos incrementos en el RG y RA se relacionaron con incrementos en la BT, NG, NF y NT. El tamaño del grano (PMG) y el CA no fueron afectados por la interacción (Cuadro 3).
Trat | BT (gm -2 ) | IC (%) | RG (gm -2 ) | NG m -2 (miles) | PMG (g) | NF (m -2 ) | NT(m -2 ) | CA (%) | RA (gm -2 ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CIIN+DC | 920 a | 21 bc | 197 a | 49.2 a | 4.1 | 1968ª | 111 a | 47 | 92 a |
WN+DC | 713 ab | 19 bc | 136 b | 36.7b | 3.7 | 1468b | 85 ab | 48 | 65 b |
CIN+DC | 518 bc | 22 abc | 113 bc | 28.9bc | 3.9 | 1156bc | 86 ab | 47 | 53 bc |
WN0DC | 457 cd | 24 ab | 109 bc | 29.4bc | 3.7 | 1176bc | 60 bcd | 48 | 53 bc |
CIIN+DA | 494 cd | 21 bc | 103 bc | 25.1bc | 4.1 | 1004bc | 54 cde | 47 | 48 bc |
CIIN0DC | 310 cde | 30ª | 93 bc | 24.5bc | 3.8 | 980bc | 63 bcd | 47 | 44 bc |
CIN0DC | 432 cd | 19 bc | 81 cd | 19.3bc | 4.2 | 772bc | 77 abc | 48 | 39 cd |
CIN+DA | 262 de | 15 c | 38 de | 9.7de | 3.9 | 388cd | 40 cde | 47 | 18 e |
CIIN0DA | 154 e | 22 abc | 34 de | 8.3de | 4.1 | 332cd | 33 de | 47 | 16 e |
WN0DA | 142 e | 19 bc | 27 e | 7.9e | 3.4 | 316d | 18 e | 48 | 13 e |
WN+DA | 142 e | 16 bc | 22 e | 5.8e | 3.8 | 232d | 15 e | 48 | 11 e |
CIN0DA | 98 e | 18 bc | 18 e | 4.9e | 3.7 | 196d | 27 de | 47 | 9 e |
CV (%) | 24 | 16 | 23 | 10 | 12 | 15 | 28 | 2 | 23 |
Media general | 387 | 21 | 81 | 20.8 | 3.9 | 832 | 56 | 47 | 38 |
G*N*D | 234 | 8 | 47 | 8 | 0.4 | 350 | 40 | 2.7 | 22 |
Tukeyα= 0.05 |
G= genotipo; N= nitrógeno; DH= distancia entre hileras; Trat = tratamiento; BT= biomasa; IC= índice de cosecha; RG= rendimiento en grano; NG= número de granos m-2; PMG= peso de mil granos; NF= número de frutos o silicuas; NT= número de tallos m-2; CA= contenido de aceite en grano; y RA= rendimiento de aceite. CII, West y CI son los genotipos Canadá II, Wester y Canadá I; N0 y N+ sin y con suministro de N de 100 kg ha-1; DC y DA siembra a distancias entre hileras de 40 cm y 80 cm, respectivamente. En columnas valores con letra similar son estadísticamente iguales.
Relaciones entre el rendimiento y sus componentes
En el Cuadro 4, se observa que el RG y RA mostraron una relación alta con el NG, NF, NT y la BT. En contraste, la relación entre el RG con el tamaño del grano (representado aquí por PMG) y el CA fue baja y no significativa, esto indica que ambos componentes del RG presentan estabilidad ante cambios en la FN y DH. Así, para lograr incrementos en el RG de la canola, debe buscarse plantas con mayor tamaño del dosel (BT), mayor NT, NF y NG. Cabe señalar que al aplicar el procedimiento Stepwise, la variable que mejor explicó los cambios en el RG y RA fue el NF. Así, el modelo fue RG= -0.49 + 0.098 NF; con R2= 0.99**; y la ecuación RA= 0.25 + 0.046 NF con R2= 0.99** fue el mejor modelo para estimar el RG.
BT | IC | RG | NG | PMG | NF | NT | CA | RA | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BT | 0.12NS | 0.97** | 0.97** | 0.30NS | 0.96** | 0.92** | -0.13NS | 0.97** | |
IC | 0.34NS | 0.34NS | -0.006NS | 0.36NS | 0.29NS | -0.31NS | 0.34NS | ||
RG | 0.97** | 0.27NS | 0.97** | 0.93** | -0.21NS | 0.99** | |||
NG | 0.21NS | 0.99** | 0.92** | -0.17NS | 0.99** | ||||
PMG | 0.2NS | 0.4NS | -0.49NS | 0.26NS | |||||
NF | -0.17NS | 0.98** | |||||||
NT | -0.23NS | 0.93** | |||||||
CA | -0.85NS |
BT= biomasa (gm-2); IC= índice de cosecha; RG= rendimiento en grano (gm-2); NG= número de granos m-2; PMG= peso de mil granos (g); NF= número de frutos o silicuas; NT= número de tallos m-2; CA= contenido de aceite en grano (%); y RA= rendimiento de aceite (gm-2). *,*, *** Diferencias significativas p>0.05, 0.01 y 0.001, respectivamente. NS= diferencias no significativas p> 0.05.
Eficiencia en el uso del agua (EUA)
Para la eficiencia en el uso del agua (EUA) para RG (EUARG), RA (EUARA) y BT (EUAB), el ANDEVA mostró diferencias significativas entre genotipos (G), niveles de N, DH y por la interacción entre estos factores (Cuadro 5). En el Cuadro 6, se observa que CII fue el que presentó una EUA para RG, RA y BT, superior a West y CI que presentaron eficiencia similar. Así mismo, con N y la siembra a DC la EUA fue más alta. Dicha mayor EUA puede estar relacionada con el tamaño del dosel del cultivar, inducido además de la fertilización nitrogenada, por la siembra a distancias cortas, como también fue demostrado por Escalante (1995) en girasol. En cuanto a la interacción G*N*DH; el tratamiento que presentó la más alta EUA para RG, RA y BT fue CIIN+DC, seguida de WN+DC y CIN+DC. Los valores más bajos correspondieron a WN0DA, WN+DA y CIN0DA (Figuras 3). Cabe señalar que en general la EUA más alta se encontró en los genotipos con N y DC (Cuadro 6).
Factor | EUARG (gm -2 mm -1 ) | EUARA (gm -2 mm -1 ) | EUAB (gm -2 mm -1 ) |
---|---|---|---|
G | *** | *** | ** |
N | ** | ** | *** |
G*N | NS | NS | * |
DH | *** | *** | *** |
G*DH | *** | *** | *** |
N*DH | ** | * | ** |
G*N*DH | ** | * | ** |
*, **,*** Diferencias significativas p> 0.05,0.01 y 0.001, respectivamente. NS= diferencias no significativas p> 0.05. G= genotipo; N= nitrógeno; DH= distancia entre hileras. EUARG, EUARA y EUAB es la eficiencia en el uso del agua para rendimiento en grano, de aceite y biomasa, respectivamente.
Finalmente, para la región de estudio, la mayor RG y RA del CII se relacionó con un mayor número de granos, silicuas, tallos y mayor eficiencia en el uso del agua y de la radiación generado por un mayor tamaño del dosel, como lo demuestra la BT más alta. Así mismo, con N y la siembra a DC se logró una EUA más alta, debido al incremento en el tamaño del dosel, como lo indica la BT más alta, lo que pudo conducir a una mayor cobertura del suelo desde las primeras etapas de desarrollo y en consecuencia mayor radiación interceptada como fue demostrado en girasol (Escalante, 2001) y frijol (Escalante y Rodríguez, 2011).
Conclusiones
Los días a ocurrencia para fases fenológicas no fueron afectados por la aplicación de nitrógeno y los cambios en distancia entre hileras de siembra, en los genotipos de canola estudiados. El genotipo Canadá II presenta una eficiencia en el uso del agua, biomasa, rendimiento de grano y aceite superior a Westar y Canadá I. Con la aplicación de nitrógeno y la siembra a distancias cortas entre hileras se logra mayor eficiencia en el uso del agua, biomasa, rendimiento tanto de grano y aceite. El genotipo Canadá II en siembras a distancias cortas con nitrógeno presenta la eficiencia en el uso del agua, biomasa, rendimiento de grano y aceite más altos .El número de silicuas fue el componente que mostró una mayor relación con el rendimiento. El contenido de aceite del grano no fue afectado por los tratamientos.