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Introducción
El arroz (Oriza sativa L.) por su importancia alimentaria a nivel mundial es uno de los cereales más apreciados, contiene gran cantidad de energía, proporciona 27% del suministro alimentario, comparado con el trigo que suministra 19% y el maíz solo 5%; en tanto a proteínas, por cada 100 g de arroz contiene aproximadamente 6.8 g de proteína; 1.2 mg de hierro; 0.5 mg de zinc y 0.6 g de fibra; asimismo, constituye una importante fuente de tiamina, riboflavina y niacina (Tavitas et al., 2016a). En consecuencia, a nivel mundial el arroz se produce en 113 países concentrados en las vastas regiones de África, América, Asia, Europa y Oceanía. Según la FAO, en un período de 10 años (2010 al 2019), la producción mundial se incrementó en 8.13%. De esta tendencia, los países concentrados en Asia produjeron el 90% de la producción total, equivalente a 627 452 833 t en el año 2010 y alcanzó las 677 276 789 t en el año 2019. En cambio, África y América en la década de registro participaron con 4% y 5% en la producción mundial, respectivamente, manteniendo el volumen de producción en el último año 2019 las 38 771 392 t y 35 325 593 t, respectivamente. Europa y Oceanía, aún con un importante tonelaje de producción y participación, este fue inferior al 1% en el periodo (FAOSTAT, 2021).
En México, según el SIAP-SADER (2020), esta especie participó con 0.8% de la producción nacional de granos, y el consumo anual per capita fue de 9 kg. Así, el arroz es uno de los cuatro cultivos básicos, después del maíz, el trigo y el frijol, que forma parte de la dieta del mexicano. Por ello, la demanda nacional de este cereal ha ido en incremento, estimándose en un millón de toneladas anuales; sin embargo, desde los últimos años, la producción nacional poco ha mejorado, con la consecuencia de depender de la importación masiva de arroz (Osuna et al., 2000; Chávez-Murillo et al., 2011). Ante estas circunstancias, es un gran reto para México y para los propios productores abastecer la demanda nacional. Prueba de ello, en los últimos cinco años la producción nacional poco trascendió al pasar de las 254 043 t en el año 2016 a las 295 338 t en año 2020 (SIAP-SADER, 2021). Por lo anterior, para equilibrar la demanda y el abastecimiento de este grano y a fin de estar en posibilidades competitivas contra otros países productores de arroz, además de las tecnologías desarrolladas e implementadas, se requiere impulsar en forma simultánea el desarrollo de sistemas de producción acordes a condiciones actuales e impulsar los apoyos para la producción y comercialización del grano, orientado lograr una mayor rentabilidad del cultivo en su conjunto (Tavitas et al., 2016b).
Es importante precisar, que en el país se utilizan dos sistemas de producción, uno basado en el suministro de riego y el otro sujeto al abastecimiento por efecto de la precipitación pluvial. El del sistema de riego está localizado principalmente en la región del Pacifico, se compone de los estados de Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Estado de México, Morelos y Oaxaca. El del sistema de secano está localizado en el sureste, incluye los estados de Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Chiapas, Campeche y Quintana Roo (Hernández y Tavitas, 2005). Tanto plagas como enfermedades constituyen las principales limitantes en el cultivo, se reportan 43 enfermedades y de las 70 especies reconocidas, solo 20 insectos plagas son consideradas las de mayor importancia (Pathak y Khan, 1994). Por ello, en los últimos años, se han modificado algunas prácticas agrícolas en el paquete tecnológico, aunado a la liberación variedades con gran potencial de rendimiento (Salcedo y Barrios, 2012; Álvarez et al., 2016; Barrios et al., 2016; Hernandez et al., 2019). Lo anterior ha traído como resultado rendimientos superiores a 9 t ha-1.
Particularmente en el estado de Michoacán, el cultivo del arroz representa una actividad económica importante para los productores de los municipios de Buenavista, Parácuaro, Apatzingán, Gabriel Zamora y Nuevo Urecho, por consecuencia, las evaluaciones de líneas avanzadas de arroz para el Valle de Apatzingán se han orientado a la determinación de parámetros de estabilidad de rendimientos (Álvarez et al., 2018). Bajo esta perspectiva, recientemente el genotipo de arroz denominado Lombardía FLAR 13 ha sido un material de arroz adaptado a las condiciones edáficas y climáticas de la región; por tanto, se dio seguimiento a fin de determinar su capacidad y estabilidad productiva. Con base a lo anterior, el objetivo fue evaluar la línea avanzada de arroz Lombardía FLAR 13, comparado con el material convencional en diferentes ciclos productivos, en el Valle de Apatzingán, Michoacán. Bajo este precepto, la hipótesis planteada, fue el genotipo de arroz de grano largo y delgado presentan capacidad de desarrollar y producir adecuadamente en las condiciones climaticas de zona arrocera de Michoacán.
Materiales y métodos
Características edáficas, climáticas y de paisaje de la zona arrocera
En la región arrocera de Michoacán, los suelos se identifican por tener elevada capacidad de retención de agua, altos contenidos de arcilla y por condición de planicie son fácilmente inundables, aunque pueden diferir en color y profundidad, estos suelos son los de mayor rendimiento de grano y corresponden a los Vertisoles pelico (FAO, 2008). Asimismo, en el Valle de Apatzingán es frecuente el clima BS1, correspondiente al grupo de climas secos, el menos seco de los BS muy cálido, con temperatura media anual >22 °C, la del mes más frío >18 °C, régimen de lluvias de verano por lo menos 10 veces mayor cantidad de lluvia en el mes más húmedo de la mitad caliente del año que en el más seco, con porcentaje de lluvia invernal <5% de la anual, con poca oscilación Köppen, modificado por García (2004); INEGI (2016). Respecto al tipo de vegetación, está representado por los tipos vegetativos primarios de selva baja caducifolia, etapas secundarias de sucesión natural (diferentes grados de regeneración después de eliminada), de porte arbustivo de 4 a 8 m de altura y arbóreo de 8 a 12 m de altura y en áreas más altas, pequeñas extensiones de bosques de encino y pino (Andres et al., 1994; García y Linares, 2012).
Planeación de los experimentos de estabilidad productiva
A través de materiales promisorios obtenidos en ensayos compactos nacionales y mediante el establecimiento de parcelas de validación en condiciones de riego y temporal, se seleccionaron líneas experimentales avanzadas de arroz de grano largo y delgado, que durante los ciclos otoño-invierno del año 2013 al año 2016, se observó una línea identificada como Lombardía FLAR 13 que destacó agronómicamente para la región, esta surgió de una línea avanzada en generación F6 proveniente de una cruza triple con características de grano largo y delgado. Por lo anterior, la línea Lombardía FLAR 13 se sometió a un proceso de validación, que de manera formal inició a partir del año 2017 al año 2020, dando seguimiento a través de experimentos de campo, comparado con la variedad Milagro Filipino. Dentro de predios de productores cooperantes del ejido Lombardía, municipio de Gabriel Zamora, Michoacán, anualmente se establecieron las parcelas experimentales de validación, cuyas fechas de siembras fueron a partir del 5 de junio, por un periodo aproximado a los cuatro meses a cosecha de cada año. Los datos climáticos promedio anuales de precipitación, temperaturas máximas y mínimas, y evaporación ocurridos durante los periodos 2017 a 2020 se muestran en el (Cuadro 1).
Cuadro 1 Variación climática durante las pruebas experimentales.
| Variables climaticas | Valor promedio mensual (junio, julio, agosto, septiembre, octubre) | |||
| 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | |
| Temperatura máxima (°C) | 37 | 38.1 | 39 | 38.2 |
| Temperatura mínima (°C) | 18.2 | 18.9 | 17.3 | 17.5 |
| Precipitación (mm) | 136.62 | 114.74 | 95 | 102.74 |
| Evaporación (mm) | 5.59 | 5.77 | 6.52 | 6.09 |
Departamento de Hidrometría, Distrito de Riego 097, CONAGUA, México.
La preparación del suelo consistió en labores mecanizadas básicas de barbecho, rastreo, nivelación y formación de bordos a 2.1 m. Enseguida se dispersó la semilla manualmente al ‘voleo’, a densidad de 80 kg ha-1 y se dio ‘un paso’ con tractor e implemento acondicionada solamente con los timones, marcando pequeños surcos de 0.3 m de separación (Coria et al., 2017). El manejo consistió en labores básicas (Hernández et al., 2013), de aplicación de riego de nacencia, después riegos de auxilio con intervalos entre 5 y 8 días, el control de malezas fue con herbicidas pre y posemergentes selectivos (Esqueda y Tosquy, 2014), la fertilización se hizo en dos etapas (aproximadamente a los 20 días de emergencia y en la etapa de ‘embuche’ o formación de primordio floral) (Tapia et al., 2016) y aplicación de fungicidas sistémicos (Hernández et al., 2018).
Los tratamientos empleados fueron los genotipos Lombardía FLAR 13 (LF 13) y Milagro Filipino (MF), bajo diseño experimental de parcelas independientes, conformados cada tratamiento por cuatro ‘melgas’ de 2.1 m x 40 m, dando un área 336 m2 por tratamiento. El registro de datos por unidad experimental se formó de cuatro bloques (basado en cada melga de las cuatro consideradas por tratamiento), el número de plantas consideradas por tratamiento fue de 20 para los aspectos morfológicos y fenológicos y para la productividad de un metro cuadrado por cada melga.
Las variables evaluadas fueron altura de la planta (con flexómetro se midió de la base de suelo hasta el punto de unión de entre la panícula y la hoja bandera), el número de macollos (hijuelos), el número de espigas y los granos por espigas, la longitud de espigas (con flexómetro se midió la longitud de la espiga principal), el rendimiento de grano al momento de cosecha, el rendimiento de grano posterior a la cosecha y el peso hectolitro (esto se registró con una báscula digital). La diferencia entre las variables de rendimiento de grano se debe a que el contenido de humedad de los granos es mayor al momento de cosecha.
Los datos fueron verificados mediante pruebas de normalidad y homogeneidad de varianzas previo al análisis estadístico, para después ser comparados en mediante la prueba estadística de t-student para muestras independientes, utilizando el paquete estadístico Past 4.06, software de libre acceso desarrollado por el Natural History Museum, University of Oslo (Hammer, 2021). También, se corrió una prueba de correlación de Pearson (r, p= 0.05), sobre la mayoría de las variables contra las variables rendimiento de grano poscorte.
Resultados
Los valores promedio comportamiento agronómico en las diferentes variables morfológicas y respectivos años se muestran en el Cuadro 2. En principio, los resultados del análisis estadístico para la variable altura de planta presentó diferencias solo en los ciclos de estudio (p= 0.00008, 0.03, 0.07, 0.5), 2020 no presentó diferencias. Como se observa en el Cuadro 2, el tratamiento Lombardía FLAR 13 superó al tratamiento Milagro Filipino, en promedio por 4 cm aunque es importante señalar que la condición compacta los materiales de arroz deseables (Cuadro 2).
Respecto al número de ‘macollos’ por planta, el análisis estadístico mostró diferencias significativas solo en los ciclos 2019 y 2020 (Cuadro 2). El tratamiento Milagro Filipino fue superado en 1.5 unidades por el tratamiento Lombardía FLAR 13. Asimismo, a pesar de no mostrar diferencias significativas en los ciclos 2017 y 2018, el tratamiento Lombardía FLAR 13 presentó la mayor cantidad de macollos. Cuantitativamente, el tratamiento Lombardía FLAR 13 presentó valores en la mayoría de los ciclos, ligeramente por encima de 11 ‘macollos’ por planta, en cambio, el tratamiento Milagro Filipino, fue más cercano a 10 macollos por planta (Cuadro 2).
Cuadro 2 Comportamiento de las variables morfológicas en los tratamientos Milagro Filipino y Lombardía FLAR 13 en diferentes ciclos agrícolas, Valle de Apatzingán.
| Ciclos | Tratamientos | Altura de planta | Número de macollos | Número de espigas | Longitud de espigas | Granos por espigas |
| 2017 | MF | 69.6 ±1.4 b | 10.4 ±0.5 a | 10.7 ±0.6 b | 25.7 ±1 a | 183.6 ±12.8 b |
| LF 13 | 74.2 ±1.6 a | 11.4 ±0.6 a | 12 ±0.5 a | 25.9 ±1 a | 212 ±20.9 a | |
| 2018 | MF | 71 ±3.4 b | 10.4 ±0.7 a | 10.2 ±0.7 b | 25.9 ±1 a | 186.1 ±24.3 a |
| LF 13 | 75.4 ±2.5 a | 10.8 ±0.6 a | 11.4 ±0.6 a | 26.6 ±1.2 a | 211.9 ±24.6 a | |
| 2019 | MF | 73.3 ±2.2 b | 10.1 ±0.8 b | 10.3 ±0.7 a | 25.8 ±1.1 a | 184.8 ±18.2 a |
| LF 13 | 76.2 ±2.3 a | 11.6 ±1.1 a | 10.9 ±0.6 a | 26.4 ±1.5 a | 203.6 ±23.8 a | |
| 2020 | MF | 73.8 ±2.4 a | 10.2 ±0.8 b | 10.4 ±0.3 b | 25.8 ±1.2 a | 194.6 ±25 a |
| LF 13 | 74.8 ±3 a | 11.5 ±0.6 a | 12.2 ±0.5 a | 26 ±1.3 a | 206.1 ±26.9 a |
Medias ± amplitud del intervalo de confianza (95%) con letras diferentes indican diferencias estadísticas según prueba t-student (p< 0.05); n= 20.
Para el número de espigas por planta, el análisis mostró diferencias estadísticas en la mayoría de los ciclos (p= 0.003, 0.01, 0.2, 0.0000006), solo con excepción de 2019, que estadísticamente fue igual. Como se observa en el Cuadro 2, el tratamiento Lombardía FLAR 13 tuvo en promedio dos espigas más que el tratamiento Milagro Filipino (Cuadro 2). Por su parte, en la variable longitud de espigas, el análisis estadístico no encontró diferencia y en promedio se tuvo una longitud de 26 cm, para ambos tratamientos (Cuadro 2).
Un comportamiento muy similar a la variable anterior presentó el número de granos por espiga, donde solo mostró diferencias significativas el ciclo 2017. En los ciclos posteriores no se detectaron diferencias. A pesar de ello, es importante remarcar la tendencia observada en esta variable, ya que tanto el tratamiento Milagro Filipino como el tratamiento Lombardía FLAR 13 presentaron valores estables en los cuatro años y cuya diferencia entre ambos fluctuó solamente en 20 semillas aproximadamente, siendo inferior el tratamiento Milagro Filipino (Cuadro 2).
Para la variable rendimiento por área al momento de la cosecha, el análisis estadístico detectó diferencias significativas en los cuatro ciclos de evaluación (Figura 1). El tratamiento Lombardía FLAR 13 superó en más 333 g m-2 en promedio de los ciclos de evaluación al tratamiento Milagro Filipino. Así el tratamiento Lombardía FLAR 13 registró valores superiores a 1 250 g m-2 promedio en los ciclos de evaluación (Figura 1).
Posteriormente, el análisis estadístico aplicado al rendimiento por metro cuadrado después de la cosecha encontró diferencias estadísticas significativas (Figura 1). Como se observa, el tratamiento Lombardía FLAR 13 continuó siendo superior al tratamiento Milagro Filipino, ya que el tiempo invertido en el secado de la humedad en grano, mantuvo una tendencia parecida a la variable rendimiento por metro cuadrado al corte, por lo que sobresalió el tratamiento Lombardía FLAR 13 con valores entre 1 085 a 1 118 g m-2, y de entre 260 g m-2 por encima del tratamiento Milagro Filipino (Figura 1).
Figura 1 Comportamiento de las variables rendimiento de grano al momento y después de cosecha en tratamientos Milagro Filipino y Lombardía FLAR 13 en diferentes ciclos agrícolas. Medias ± amplitud del intervalo de confianza (95%) con letras diferentes indican diferencias estadísticas según prueba t-student (p< 0.05); n= 20.
La variable peso hectolítrico, solo en los ciclos 2017 y 2019 de evaluación se presentaron diferencias estadísticas, y en los años 2018 y 2020, los tratamientos no fueron significativos. Como se observa, los valores rondaron entre 20 y 23 g para el tratamiento Milagro Filipino. En cambio, para el tratamiento Lombardía FLAR 13, el peso hectolítrico alcanzó los 28 g en promedio para los cuatro años de estudio (Figura 2).
Además, para determinar la relación existente entre la variable rendimiento de grano y el resto de las variables que forman parte de los componentes del rendimiento, el análisis de correlación (r) obtuvo algunas correlaciones positivas en los dos genotipos durante los ciclos agrícolas (Cuadro 3). Como se observa, las variables número de macollos y granos por espiga son las variables más relacionadas con la variable rendimiento de grano. El resto de las variables muestran algunas relaciones positivas, pero no fueron tan constantes (Cuadro 3).
Figura 2 Comportamiento de la variable peso hectolítrico en tratamientos Milagro Filipino y Lombardía FLAR 13 en diferentes ciclos agrícolas. Medias ± amplitud del intervalo de confianza (95%) con letras diferentes indican diferencias estadísticas según prueba t-student (p< 0.05); n= 20.
Cuadro 3 Coeficiente de correlación de Pearson (r, p< 0.05) entre la variable de rendimiento de grano posterior a cosecha y las variables agronómicas de los componentes del rendimiento, en tratamientos Milagro Filipino y Lombardía FLAR 13 bajo diferentes ciclos agrícolas. Valle de Apatzingán, Michoacán.
| Variables | Rendimiento por área posterior a la cosecha (r) | |||||||||||
| 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | |||||||||
| MF | LF 13 | MF | LF 13 | MF | LF 13 | MF | LF 13 | |||||
| Altura de planta | -0.25 | 0.69 | 0.02 | -0.11 | -0.9 | 0.63 | -0.55 | -0.33 | ||||
| Número de macollos | 0.14 | -0.2 | 0.54 | -0.74 | 0.41 | 0.59 | 0.63 | -0.86 | ||||
| Número de espigas | -0.78 | 0.21 | -0.77 | 0.42 | -0.52 | 0.65 | -0.06 | -0.99 | ||||
| Longitud de espigas | -0.81 | 0.7 | 0.55 | -0.16 | 0.98 | -0.28 | -0.31 | -0.13 | ||||
| Granos por espigas | 0.35 | 0.38 | 0.4 | -0.18 | 0.57 | 0.28 | -0.83 | 0.2 | ||||
| Peso 1000 semillas | -0.41 | 0.4 | -0.81 | 0.98 | -0.39 | -0.41 | 0.31 | -0.08 | ||||
Discusión
México produce dos tipos de granos para consumo, el de grano grueso que abarca 75% y el de grano delgado que abarca 25%, este último en casi un 100% depende de la importación (Barrios et al., 2016). Ante ello, la reciente liberación de las variedades conocidas como INIFLAR R e INIFLAR RT (SNICS, 2021), ambas de grano largo y delgado con alto potencial de rendimiento, resistentes a la enfermedad endémica quema de arroz Pyricularia oryzae o Magnaporthe grisea y a otras enfermedades, lo que forman parte del acervo de materiales alternativos a la variedad Milagro Filipino, además que compiten con el arroz de grano largo y delgado importado (Hernández et al., 2015).
En tanto, las variedades Pacífico FL15 y Golfo FL16 (SNICS, 2021), también liberadas recientemente, ambas resistentes al complejo sogata-VHB (virus de la hoja blanca) y a la enfermedad endémica quema del arroz (Pyricularia oryzae= Magnaporthe grisea), y moderadamente resistentes a la enfermedad grano manchado causada por Helminthosporium oryzae. Se estima que con estas variedades los productores pueden contribuir con el grano largo delgado que demanda la población (Hernández et al., 2019).
Respecto al estado de Michoacán, como participe de la producción nacional, posicionado en los últimos años en cuarto lugar en superficie establecida y rendimientos ligeramente superiores a las 8 t ha-1 (SIAP-SADER, 2021), situación que ha impulsado a realizar trabajos experimentales del comportamiento de líneas avanzadas de arroz, surgiendo el genotipo Lombardía FLAR 13 que presenta características que el consumidor demanda. Además, ante la situación que prevalece en la variedad sobreexplotada Milagro Filipino, siendo predominante en las áreas arroceras pero que ha perdido su pureza, cuyos rendimientos son inferiores a los del grupo de materiales de grano largo y delgado (García et al., 2011).
Esta situación se constató en el presente estudio, pues el desarrollo de los macollos y número de espigas, se presentó una diferencia de un macollo y dos espigas entre el genotipo Lombardía FLAR 13 sobre el genotipo Milagro Filipino, respectivamente (Cuadro 1). En el rendimiento de grano al momento de cosecha, el genotipo Lombardía FLAR 13 superó en más 333 g m-2 en promedio de los años de evaluación al genotipo Milagro Filipino, lo que representa un incremento de tres toneladas por hectárea (Figura 1). Esta respuesta puede atribuirse a la capacidad de adaptación a las condiciones ambientales de la región, lo que le producir mayor número de macollos a su vez mayor número de espigas, pero además, mayor peso de los granos.
Por lo anterior, este material es de alto potencial rendimiento, no se acama, ni desgrana y es tolerante a las enfermedades, ya que estas no se presentaron en los ciclos de evaluación. Además, por los resultados fue estable en la condición climática de la zona arrocera de Michoacán. En cuanto a calidad industrial, el grano largo y delgado que produce fue aceptable, lo que lo hace competitivo con el arroz de importación de Tailandia y Vietnam (Tolentino, 2014).
Por otra parte, la tecnología que se emplea en el cultivo de arroz en Michoacán mejoró, la siembra es directa en surcos y riegos de auxilio. En este aspecto, a diferencia de otras especies, el agua es básica para que la planta de arroz complete sus funciones esenciales y se reduzca la competencia de malezas y otras plantas antagónicas. Un aspecto importante del genotipo Lombardía FLAR 13 al igual que las nuevas variedades liberadas, es que no requieren de inundación continua, lo cual permite tener eficiencia y mejor aprovechamiento del recurso.
En el sistema de producción, funciona significativamente la siembra directa en surcos y riegos de auxilio. En tanto que el estrés por calor que experimenta la planta está en función de la temperatura del aire, y de los factores genéticos y agronómicos que determinan el potencial de enfriamiento evaporativo de la planta (López-Hernández, 2018). Ante esta situación, el manejo del agua en este cultivo gradualmente deberá trascender a nuevos esquemas que den respuesta al inminente cambio climático.
Conclusiones
El genotipo Lombardía FLAR 13 presentó estabilidad productiva en las condiciones ambientales del Valle de Apatzingán, además es competitivo con la variedad convencional Milagro Filipino, que se establece en la zona, pues en la mayoría de las variables morfológicas evaluadas igualó, e incluso superó en las variables productivas. Lombardía FLAR 13 expresó rendimientos superiores a 9 t ha-1, es precoz, resistente al acame y de buena calidad industrial, lo que da certeza a su establecimiento a mayor escala.
