Descripción del área de estudio

Este trabajo se realizó en el ciclo primavera verano de 2014 en el Barrio de Guadalupe, Municipio de San Mateo Atenco, Estado de México, México, ubicado a 99⁰ 31’ 10’’ latitud norte y 99° 34’ 05’’ de longitud oeste, a 2 570 msnm. Los suelos predominantes son de origen aluvial y 87% de su superficie son del tipo feozem. El clima común es C (w₂) (w) b (i’’) g; es decir, templado subhúmedo, con verano largo y lluvia invernal. Su temperatura media varía de 10 a 12° C y la precipitación oscila entre 700 y 900 mm (^{García, 1988}).

Material genético

Se consideraron 39 cultivares de haba, 35 de éstas fueron colectadas en los Municipios Mexiquenses de Acambay, Jocotitlán, Calimaya, Mexicaltzingo, Santa Cruz Atizapán, Santiago Tianguistenco, Almoloya del Rio, Toluca, Zinacantepec, Metepec, Lerma y San Felipe del Progreso. Las otras cuatro fueron formadas por el Instituto de Investigación y Capacitación Agropecuaria, Acuícola y Forestal del Estado de México (ICAMEX). En el Cuadro 1 se muestra el código de identificación, el lugar de colecta, las características de las semillas, la altitud y las coordenadas geográficas de los municipios donde fueron colectadas.

Diseño experimental y tamaño de la parcela

Los 39 cultivares se establecieron en campo en un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. La parcela constó de tres surcos de 4 x 0.8 m y el surco central fue la parcela útil (3.2 m²).

Manejo agronómico

La preparación del terreno fue mecánica. La siembra se realizó el 20 de abril de 2014. La fertilización orgánica consistió en aplicar 2.5 t ha^-1 de estiércol de bovino. Se suministraron dos riegos de auxilio después de la siembra (7 de mayo y 7 de junio), se hicieron dos escardas (17 de mayo y 8 de junio) y el control de malezas fue manual. La cosecha se realizó después que el material genético alcanzó la madurez fisiológica.

Variables registradas

Se eligieron 10 plantas como unidad de muestreo en cada una de las unidades experimentales útiles y se registraron 23 variables: 12 cualitativas y 11 cuantitativas. Las variables cuantitativas fueron número de tallos (NT), número de nudos (NN), número de foliolos (NF0), porcentaje de floración (PF), número de flores por nudo (NFN), número de vainas por planta (NVP), peso de vaina (PVP, g), número de semillas por vaina (NSV), peso de 100 semillas (P100S, g). Se registró el peso de semilla por parcela experimental (PSP) y con éste se estimó el rendimiento de grano por hectárea (RHA). Las variables cualitativas registradas con la guía técnica para la descripción varietal de haba del servicio nacional de inspección y certificación de semillas (SNICS, 2000) fueron: hábito de crecimiento (HC), altura de planta (AP), coloración de antocianinas (CA), color del follaje (CF) extensión de la coloración de las antocianinas en la flor (ECA), presencia de la mancha de melanina en el ala (PMM), color de mancha de melanina en el ala (CMMA), mancha de melanina en el estandarte (MME), coloración de las antocianinas en el estandarte (CAE), porte de la vaina (PV), grado de curvatura de la vaina (GCV), intensidad de coloración verde de la vaina (ICVV), forma de la semilla (FS), color de la semilla (CS) y presencia de hilium (PH).

Análisis estadístico

Se hizo un análisis de varianza y sus cuadrados medios fueron empleados para calcular los componentes de varianza y la heredabilidad en sentido amplio (H²), este último considerado como un estimador de la variabilidad genética existente entre accesiones (^{Pérez et al., 2007}). También se realizó una comparación de medias entre cultivares con la prueba de Tukey (α= 0.01). Las medias aritméticas de cada cultivar para las 11 variables cuantitativas fueron utilizados para obtener una matriz de datos: los cultivares se asignaron a las hileras y los valores de cada variable a las columnas. Con esta matriz se obtuvieron los análisis de componentes principales (ACP; ^{Sánchez, 1995}) y de conglomerados (método de la media aritmética no ponderada, UPGMA Method). Ambos análisis se realizaron con el sistema para análisis estadístico Statistical Analysis System (^{SAS, 1988}), pero la gráfica del biplot se hizo con Microsoft Excel 2010, usando las puntuaciones de los dos primeros componentes principales (^{Pérez et al., 2009}).

Análisis de varianza

En el presente estudio (Cuadro 2) se observó que los efectos entre cultivares fueron altamente significativos en número de nudos (NN), porcentaje de floración (DAF), número de flores por planta (NF), vainas por planta (NVP), peso de vaina por planta (PVP), número de semillas por vaina (NSV), peso de 100 semillas (P100S), peso de semilla por parcela (PSP) y rendimiento por hectárea (RHA).

Estos resultados son similares a los reportados por ^{Yahia et al. (2012)} y permiten deducir que para estas variables es posible la identificación de material genético sobresaliente.

Componentes de varianza y heredabilidad

Los componentes de varianza (CV) se evalúan en términos de respuesta a la selección y el empleo del método de momentos, calculado con sus funciones lineales, permite estimar la variabilidad genética (H²) que existe entre cultivares cuando se emplean los cuadrados medios del análisis de varianza (^{Shimelis y Shringani, 2010}). En el presente estudio se observó que en la mayoría de los caracteres cuantitativos la H² varío de 30.7 a 99.8% (Cuadro 3).

En caracteres cuantitativos, como el rendimiento de semilla, es deseable que los valores de H² sean superiores al 50% (^{Filippeti y Ricciardi, 1988}; ^{Khare y Singh, 1991}; ^{Bakheit, 1992}) para contribuir a una mayor respuesta a la selección o para optimizar la asociación genotipo x ambiente. ^{Alan y Geren (2007)} reportaron heredabilidades menores al 50% en altura de planta (29%), número de tallos (17.6%), vainas por planta (3%), semillas por vaina (47%) y peso de 100 semillas (30%).

Análisis de componentes principales

En el biplot que se construyó con los cultivares y las variables se observó que los componentes principales 1 (41.6%) y 2 (23.6%) explicaron 65.2% de la variación total original (Figura 1). ^{Sánchez (1995)}; ^{Pérez et al. (2009)} mencionaron que este porcentaje es deseable para interpretar confiablemente las correlaciones que existen entre ambos.

Figura 1 Interrelaciones entre 39 cultivares de haba (en número) y 11 variables agronómicas (en letra).  

La dispersión de los 39 cultivares en los cuatro cuadrantes del biplot sugiere que hay variabilidad genética que está disponible para iniciar un nuevo programa de mejoramiento. La variabilidad fenotípica que se detectó en las 39 colectas de haba fue mayor en NN, PF, NF, NVP, PVP, P100S, PSP y RHA. La colecta 8 (T8), proveniente de Tixmadejo, Municipio de Acambay, mostró un rendimiento de 4.16 t ha^-1, valor mayor al promedio nacional que es de 0.99 t ha^-1. T8 también mostró superioridad en número de nudos (11.76), porcentaje de floración (90%) y peso de vaina por planta (152.83 g), seguido de P5 (Pueblo Nuevo, Acambay) y P27 (Santa Cruz Cuauhtenco, Zinacantepec) (Cuadro 4).

Estos resultados son similares a los observados por ^{Neal y Mcvetty (I983)} quienes concluyeron que de 68.5 a 76.4% de la variabilidad en el rendimiento de semilla se debe al número de vainas producidas por planta (^{Singh et al., 1987}; ^{De Costa et al., 1997}; ^{Chaieb et al., 2011}), a semillas por vaina (^{Alan y Geren, 2007}), al peso de 100 semillas (^{Baginsky et al., 2013}) y al tamaño de la semilla (^{Al-Refaee et al., 2004}; ^{Mohammed et al., 2013}). Aunque el número de vainas por planta ha sido considerado por muchos autores como la principal fuente de variación en el rendimiento del cultivo de haba (en condiciones muy favorables se llega a producir un exceso de vainas y también de abortos), el número de semillas por metro cuadrado (dependiendo del número de vainas) es el factor que más afecta al rendimiento.

Análisis de conglomerados

En el dendograma de la Figura 2, al cortar a una distancia promedio entre conglomerados de 0.8 unidades, se identificaron cuatro grupos.

Figura 2 Agrupación de 39 cultivares de haba con base en 11 variables agronómicas. Método de agrupamiento de pares no ponderados con medias aritméticas (método UPGMA).  

En el grupo IV sólo se observó al cultivar 24, proveniente de Santiago Tianguistenco, con valores significativos en NN, NFo, NFP y P100S, fue el más alto con respecto a todas las poblaciones y tuvo 3.53 t ha^-1. Estos resultados son similares a los encontrados por ^{Alan y Geren (2007)}; ^{Baginsky et al. (2013)}, quienes comentaron que estos caracteres influyen de manera importante en el rendimiento.

En el grupo II fueron comunes los cultivares identificados como T7 y T29, provenientes de Los Reyes, Jocotitlán y la variedad San Isidro de Metepec, respectivamente, ambos mostraron características deseables en NT, NFo, PVP y produjeron más de 3 t ha^-1, el grupo I quedó conformado por T1, T32, T9, T36, T5, T8, T2, T27, T4, T30, T3, T26, T31,T17, T20 y T25, las primeras 13 pertenecen a la parte norte y centro del Valle Toluca-Atlacomulco, las tres últimas a la zona sur este, en términos de los caracteres agronómicos evaluados es el grupo más importante porque aglomera a las mejores poblaciones. En contraste, en el grupo III se clasificaron el resto de los cultivares con los valores medios más bajos. Tales resultados coinciden con ^{Duc et al. (2010)}, quienes comentan que la respuesta de los genotipos es diferencial, ya que la adaptación al ambiente y su interacción con éste es determinante en una expresión fenotípica deseable.

Caracteres cualitativos

La identificación de variabilidad genética entre y dentro de cultivares permite seleccionar variedades con características agronómicas deseables y contribuye al aumento parcial de la producción y de la calidad de la semilla de haba. La descripción varietal permite una discriminación fácil y rápida entre fenotipos (^{Franco e Hidalgo, 2003}), generalmente son consideradas características altamente heredables, fácilmente detectadas a simple vista y con poca o nula variación a través de los ambientes (^{Pérez et al., 2007}). En esta investigación, se observaron diferencias fenotípicas en las 39 poblaciones en hábito de crecimiento (HC) determinado (D) y color verde grisáceo, excepto T29 (San Isidro) que fue verde y T35 que fue verde azulado, 12 cultivares presentaron coloración de antocianinas en el follaje, la extensión de la coloración de las antocianinas fue grande sólo en T8, en 23 poblaciones fue mediana y en 15 pequeña, la presencia de mancha de melanina la registraron todas las poblaciones, el color de la mancha fue café, hubo presencia de mancha de melanina pero con ausencia de coloración (Cuadros 5 y 6).

El porte de la vaina fue semierecto en 26 poblaciones, erecto en ocho y horizontal en cinco, ésta es importante para los productores ya que un ángulo recto de la vaina favorece la madurez fisiológica, la cosecha mecanizada y la resistencia y tolerancia a la sequía (^{Gresta et al., 2009}), no hubo grado de curvatura en 24 poblaciones, dos fueron de curvatura media y 13 débil, la intensidad del color verde de la vaina fue media en 20 poblaciones, débil en 13 y fuerte en seis. La forma de la semilla fue ovada en 21 poblaciones, oblonga en 15, elíptica en dos y sólo en T29 fue rectangular, el color de la semilla fue café claro en todas las poblaciones excepto en T30 que fue jaspeado, todos los materiales presentaron hilium (Cuadro 7).

Los caracteres morfológicos de tipo cualitativos, como hábito de crecimiento de las hojas y de las flores, entre otros, son los que permiten la identificación visual de los genotipos en campo, pero una mayor o menor uniformidad y adaptación de los genotipos influirá en su uso final por parte de los productores (^{Madriz y Luciani, 2002}).