Introducción

La soya [Glycine max (L) Merril.] es uno de los principales cultivos de ciclo corto de la costa ecuatoriana y constituye un importante aporte económico para el país. La producción comercial de este cultivo se inició en la década de 1970 con 1227 ha, que alcanzaron en el año 2014 las 28,288 ha cultivadas (^{León, 2003}). El rendimiento nacional de este cultivo durante la época seca del año 2015 alcanzó 2040 kg ha^-1; la provincia de Los Ríos es la más productiva del país con 2160 kg ha^-1, donde destacan los cantones Vinces y Babahoyo (^{Moreno y Salvador, 2015}). Aunque actualmente el área del país donde se cultiva soya es relativamente pequeña y abarca provincias como Guayas y Los Ríos, existen diferencias ambientales que podrían influenciar la producción de grano (^{Vera et al., 2013}).

Diferencias ambientales pueden incidir en la presencia de factores bióticos como la roya asiática (Phakopsora pachyrhizi), la cual es mayor en lugares con pluviosidad alta. Esta enfermedad, detectada en el año 2005 en la provincia de Los Ríos, es una de las más importantes de esta leguminosa en el país. Desde esa fecha se ha observado un desplome en el rendimiento de la soya, posiblemente ocasionado por la roya asiática (^{Garcés-Fiallos et al., 2014}). La roya puede ser directamente influenciada por la frecuencia de lluvias a lo largo del ciclo del cultivo (^{Del Ponte et al., 2006}), que puede causar pérdida significativa del área foliar (^{Garcés y Forcelini, 2011}).

Para la selección de nuevas variedades de soya son necesarios estudios regionales (^{Meotti et al., 2012}). Actualmente no existe información agronómica, fenológica, sanitaria y productiva de los genotipos empleados en este estudio ni de su estabilidad en interacción con el ambiente. Entre los métodos utilizados en este tipo de investigaciones, están los análisis de estabilidad genotipo × ambiente, que incluyen análisis de varianza (ANOVA), regresión y componentes principales (ACP), así como el método de efectos principales aditivos e interacciones multiplicativas (AMMI). Este último método combina las técnicas de ANOVA y ACP. El modelo supone componentes aditivos para los efectos principales de los genotipos y componentes multiplicativos para la interacción.

Los modelos AMMI permiten evaluar los efectos de las interacciones genotipo × ambiente de manera simultánea mediante una representación gráfica en diagramas de dispersión multivariante (^{Yokomizo et al., 2013}). Los modelos AMMI han sido utilizados para evaluar genotipos de soya y poder determinar la estabilidad del genotipo a recomendar (^{Amira et al., 2013}; ^{Meotti et al., 2012}; ^{Polizel et al., 2013}). El modelo ha demostrado ser más eficiente que otras técnicas tradicionales como las de Finlay y Wilkinson y de Eberhart y Russell (^{Giménez et al., 2001}).

No obstante que en la última década en el Ecuador la disminución de la producción de soya se debió posiblemente a la presencia de la roya asiática (^{Garcés-Fiallos et al., 2014}), hasta la fecha no se cuenta en el Ecuador con variedades resistentes o tolerantes a esta enfermedad, a pesar de ser el control genético una de las principales estrategias de manejo. Ante esta problemática nacional, en el año 2006, la Universidad de Guayaquil comenzó los cruzamientos de genotipos de soya pertenecientes a su banco de germoplasma. De esta manera, la presente investigación tuvo como objetivo evaluar la adaptabilidad y estabilidad, potencial agronómico y sanitario de siete líneas de soya en la costa ecuatoriana.

Materiales y métodos

Resultados

La variedad INIAP-308 obtuvo la menor altura de carga (12.02 cm) y de planta (53.25 cm), con promedios de todos los genotipos de 16.15 y 68.89 cm, respectivamente. Así mismo, la variedad INIAP-308, con 41.13 d, fue el genotipo más precoz; sin embargo, esta misma variedad alcanzó más tardíamente (111.63 d) el estado fenológico R8 (Cuadro 1).

El número de granos por vainas y rendimiento de grano se diferenció estadísticamente entre genotipos. La línea So ITAV 7, con 2.72, obtuvo el mayor número de granos por vaina. El rendimiento de grano de este genotipo (2917.25 kg ha^-1) fue semejante al resto de las líneas, pero mayor estadísticamente a la variedad comercial testigo INIAP-308 (2594.50 kg ha^-1, Cuadro 1).

Todas las variables agronómicas fueron mayores en genotipos de soya establecidos en los ambientes de Vinces. El mayor número de vainas por planta fue encontrado en genotipos establecidos en las localidades de Vinces y Babahoyo, temporada 2016. El número de granos por vaina por planta fue mayor en genotipos establecidos en Quevedo y Vinces en la temporada 2016. Independientemente de la temporada, en los genotipos establecidos en la localidad de Vinces se observó un mayor peso de mil granos; en cuanto al rendimiento de grano, el mejor ambiente fue Vinces; por ejemplo, el rendimiento de grano aumentó más de 17 % en genotipos establecidos en la localidad de Vinces temporada 2016, comparadas a las analizadas en la localidad de Puebloviejo temporada 2015 (Cuadro 1). Cabe mencionar que únicamente en estas dos localidades y temporadas se presentó un rendimiento de grano mayor a los 3000 kg ha^-1.

El análisis de la varianza conjunto mostró un efecto de los genotipos y el ambiente altamente significativo (P ≤ 0.001), con 1.61 y 18.34 % de variación del total de la suma de cuadrados. El factor interacción (estabilidad) fue significativo (P ≤ 0.05), registró 4.92 % de la variación de la suma total de cuadrados (Cuadro 2).

De acuerdo con el índice ambiental, Vinces en todas las temporadas, así como Babahoyo en la temporada 2016, fueron catalogados como clase favorable; mientras que, Puebloviejo en todas sus temporadas y Quevedo 2016 de clase desfavorable.

Se correlacionó significativamente de forma positiva el número de vainas por planta con el número de granos por planta (0.87 P ≤ 0.005), el peso de 1000 granos (0.76 P ≤ 0.026) y el rendimiento de grano (0.90 P ≤ 0.002) en la localidad de Puebloviejo temporada 2017; también, el número de granos por vaina por planta se correlacionó significativamente de forma positiva con el rendimiento de grano en Vinces temporada 2016 (0.83 P ≤ 0.010) y en Puebloviejo temporada 2017 (0.79 P ≤ 0.019).

Los primeros síntomas de la roya asiática fueron encontrados en el estado reproductivo R3 y con mayor intensidad en R6. En relación con la severidad de la enfermedad, no se observaron diferencias significativas entre los genotipos analizados; sin embargo, una mayor severidad de la roya fue observada en genotipos establecidos en la localidad de Quevedo (Figura 1).

Figura 1 Severidad promedio de roya asiática de ocho genotipos de soya en los estados fenológicos R3 a R6 en cuatro ambientes de la costa ecuatoriana, en los años 2015 a 2017. 

Con base en los modelos de regresión lineal simple obtenidos, la severidad de la roya asiática se relacionó significativamente, de forma negativa, únicamente con las variables número de granos por vaina (P = 0.022) y rendimiento de grano (P ≤ 0.002, Figura 2). Según la ecuación generada entre la severidad de la enfermedad y el rendimiento de grano, el coeficiente de daño fue de 90.09, lo que significa que 1 % de incremento en la severidad puede originar una reducción de grano de 90 kg ha^-1 (Figura 2).

Figura 2 Regresión entre la severidad de la roya asiática y el rendimiento de grano en ocho genotipos de soya, utilizando el promedio de todas las localidades estudiadas durante las temporadas 2015 a 2017. 

Según el modelo AMMI, se observó una interacción significativa genotipo × ambiente, donde el primer componente explicó el 51 % de la variabilidad total de la interacción y el segundo el 26 %, explicando conjuntamente el 77 % de la variabilidad total de la interacción (Cuadro 2).

El modelo AMMI aplicado a los valores de rendimiento (Figura 3) muestra el efecto de la interacción genotipo × ambiente, y en el biplot se observaron cinco sectores delimitados por líneas de puntos, en los cuales se agrupan ambientes donde el rendimiento presentó un ordenamiento similar. Cada línea negra con un círculo negro en su punto final representa un ambiente. En los vértices del polígono se ubican los genotipos con mayor interacción, los que se representan con un círculo de color gris; por lo tanto, existe mayor adaptación específica a los ambientes del sector correspondiente. En el sector superior derecho se ubican los ambientes Vinces 2015 y Vinces 2017, donde destacan las líneas So ITAV 4 y So ITAV 7. En el sector inferior izquierdo se encuentran los ambientes Vinces 2016 y Puebloviejo 2017, donde destaca el genotipo So ITAV 5.

Figura 3 Representación de genotipos y ambientes con respecto a los dos primeros ejes de componentes principales del modelo AMMI para el rendimiento de grano en ocho ambientes de la costa ecuatoriana, entre los años 2015 a 2017. Ambientes: Vin 15, Vin16, Vin 17, Pvj 15, Pvj 16, Pvj 17, Bab 16, Qvd 16 = Vinces 2015, Vinces 2016, Vinces 2017, Puebloviejo 2015, Puebloviejo 2016, Puebloviejo 2017, Babahoyo 2016, Quevedo 2016.  

Los genotipos INIAP-308, So ITAV 1, So ITAV 2, So ITAV 6 y So ITAV 3 se ubican en los vértices del polígono; consecuentemente, tienen mayor interacción en los ambientes de cada sector. Asimismo, se pudo inferir que el genotipo So ITAV 7 fue el más estable al encontrarse más próximo al origen, en tanto que la mayor distancia agronómica fue encontrada en el genotipo INIAP-308, por presentar los mayores efectos de interacción genotipo × ambiente, y es por ende, menos estable.

Según la ubicación de los genotipos con respecto a los componentes principales, se puede observar que los genotipos INIAP-308 y So ITAV 7 se encuentran en la misma posición en relación con el CP1. Los genotipos So ITAV 1, So ITAV 2, So ITAV 6 y So ITAV 3 tuvieron comportamiento similar con referencia al CP2.

Discusión

La variedad INIAP-308 obtuvo la menor altura de carga 12.02 cm, esta variable es una característica preponderante en los sistemas de cosecha mecanizada en el cultivo de soya (^{Ponce et al., 2002}). Se sabe que genotipos con altura de carga inferior a 13 cm originan una reducción en el rendimiento de grano (^{Maldonado y Ascencio, 2012}). Así, cualquiera de las líneas promisorias analizadas en el presente trabajo puede ser utilizada en sistemas de producción mecanizada. Hay que mencionar que tanto la altura de carga como la de planta están determinadas por la genética de los cultivares (^{Sneller, 1994}).

La variedad INIAP-308 alcanzó más tardíamente el estado fenológico R8, con una diferencia de 5 d; aunque se apreció esta divergencia, estos materiales estarían clasificados como semiprecoces (< 118 d), según ^{de Almeida et al. (2014)}.

En el número de granos por vaina, la línea So ITAV 7 alcanzó el mayor promedio, de 2.72 granos, en comparación con el testigo. Este valor es superior al promedio de cinco genotipos reportado por ^{Garcés-Fiallos et al. (2014)}, en las épocas seca (1.7 granos) y lluviosa (2.26 granos), en Quevedo, Ecuador.

El rendimiento de grano es una de las variables más importantes, es un carácter poligénico y depende tanto de la herencia como de los factores agroecológicos (^{Mundstock y Thomas, 2005}). En el presente experimento, el genotipo So ITAV 7 obtuvo el mayor rendimiento de grano, con una media de 2917 kg ha^-1. Aunque el promedio de esta línea avanzada fue menor al reportado por ^{Garcés-Fiallos et al. (2014)}, quienes encontraron rendimientos promedios entre 2259 y 3426 kg ha^-1, este genotipo mostró ser superior cuando se consideró el análisis promedio de todos los ambientes. Así también, el promedio observado en el genotipo So ITAV 7 está por encima del promedio nacional de 2020 kg ha^-1 (^{Monteros, 2016}).

En relación con la roya asiática, no se observó diferencia significativa entre genotipos; sin embargo, una mayor severidad de la roya fue observada en genotipos establecidos en la localidad de Quevedo. Posiblemente, la mayor severidad observada en genotipos establecidos en esta localidad está asociada con la humedad relativa del aire y pluviosidad (^{Peña-del-Río et al., 2014}). De hecho, estos componentes agroclimáticos presentaron medias mayores en localidades como Quevedo y Puebloviejo; inclusive, en Quevedo llovió todos los meses en que fue establecido el experimento.

La roya asiática se relacionó negativamente con el número de granos por vaina y el rendimiento de grano. Aunque autores como ^{Danelli et al. (2015)} obtuvieron relaciones significativas entre la enfermedad y el rendimiento de grano, aún no existen reportes acerca de la reducción en los componentes de rendimiento. No obstante, la falta de estudios más profundos para cuantificar los daños en el rendimiento de grano y sus componentes en genotipos de soya en el Ecuador, los resultados aquí presentados dan una noción científica de la reducción en el rendimiento de grano a causa de la roya asiática.

Con respecto a la variabilidad total, el 77 % obtenido en el biplot conformado por los componentes CP1 y CP2 está de acuerdo con lo mencionado por ^{Arroyo et al. (2005)}, por lo que puede ser aplicado el modelo AMMI en este tipo de estudio.

Se observó una interacción significativa genotipo × ambiente en la que se encontró, incluso, una variación de rendimiento especialmente entre localidades, lo que, como fue explicado anteriormente, se debió posiblemente a la presencia de la roya asiática, pues la incidencia de factores bióticos puede alterar el comportamiento de los genotipos (^{de Oliveira et al., 2003}).

El genotipo So ITAV 7 fue el más estable en el ambiente Vinces durante las temporadas 2015 y 2017, con un rendimiento de grano promedio de 2917 kg ha^-1. Es importante recomendar la siembra de un nuevo cultivar de soya cuando existe una estabilidad de producción para garantizar su adecuada explotación (^{Sediyama et al., 1990}); esto facilitaría la recomendación de los materiales para la zona en estudio, lo que garantiza altos rendimientos cuando el germoplasma sea cultivado en estos ambientes.

Al analizar los ambientes, se encontró que Vinces temporadas 2016 y 2017, así como Puebloviejo temporada 2016, fueron los principales contribuyentes a la interacción genotipo × ambiente. Estos resultados no estuvieron en correspondencia con el índice ambiental, toda vez que bajo este análisis los ambientes Vinces temporadas 2016 y 2017, fueron considerados de clase favorable, excepto Puebloviejo temporada 2016 que se ubica como clase desfavorable. Esta relación divergente de resultados entre ambos análisis es análoga con un trabajo desarrollado en Brasil durante las temporadas 2014 y 2015 en 12 genotipos de soya (^{Freiria et al., 2018}).

Es posible observar que no existe un patrón de agrupamiento en el análisis de componentes principales, donde los ambientes evaluados se distribuyeron en los cuatro cuadrantes. El ambiente Vinces temporada 2017 fue el más variable, en tanto que el ambiente Puebloviejo temporada 2015 presentó la menor variación. Los ambientes con mayores diferencias fueron Babahoyo temporada 2016 y Vinces temporada 2017. En todos los ambientes existen genotipos que producen mejor, esto explica la interacción positiva encontrada.

Aunque existen trabajos como los de ^{Piovesan et al. (2009)}, donde se estudió la estabilidad y adaptabilidad de genotipos de soya en otras latitudes, no existe hasta el momento ningún trabajo de esta naturaleza en el Ecuador, por lo que este estudio es el primero en el país.

Conclusiones

La línea So ITAV 7 obtuvo el mayor rendimiento de grano y estabilidad. En cuanto a los ambientes, Vinces temporada 2017 fue el más variable, y Puebloviejo temporada 2015 registró la menor variación. Los ambientes Babahoyo temporada 2016 y Vinces temporada 2017 registraron las mayores diferencias. Los genotipos de soya establecidos en la localidad de Vinces mostraron la menor severidad de la roya asiática, en comparación con otras localidades.