Respuesta
a la sequía de variedades de cebolla (Allium cepa L.) utilizando
diferentes índices de selección
Drought
response of onion (Allium cepa L.) varieties using different selection
indexes
Ms.C. Wilfredo Estrada Prado, Dr.C. Elio Lescay Batista, Alexander Álvarez
Fonseca, Ms.C. Yariuska C. Maceo Ramos
Instituto de Investigaciones
Agropecuarias “Jorge Dimitrov”, Carretera Vía Manzanillo Km 16 1/2, Bayamo.
Granma. Cuba. Teléfono: 452161.
RESUMEN
Se evaluó
la tolerancia al déficit hídrico de cinco variedades de cebolla
en un experimento que se desarrolló en el período 2009-2010 en
el Instituto de Investigaciones Agropecuarias “Jorge Dimitrov”, municipio Bayamo,
provincia Granma, Cuba. Se evaluaron tres niveles de humedad en el suelo (100,
75 y 50 %). Se emplearon 15 tratamientos, distribuidos en un diseño completamente
aleatorizado y se seleccionaron 30 plantas al azar en cada tratamiento donde
se evaluaron los índices: pérdida del rendimiento (PR), productividad
media geométrica (PMG), productividad media (PM), índice de eficiencia
relativa (IER), índice de tolerancia a la sequía (ITS), índice
de rendimiento (IY), índice de estabilidad del rendimiento (IEY), índice
de susceptibilidad a la sequía (ISS), media harmónica (MH) y tolerancia
(TOL). Los resultados mostraron que los déficit de humedad evaluados,
influyeron significativamente (p=0,05), donde la variedad Grano-2000 F1
mostró mayor tolerancia al déficit hídrico mientras que
la variedad H-222 fue la más susceptible. Todos los índices evaluados
tuvieron una alta contribución a la variabilidad total.
Palabras
clave: Allium cepa, susceptibilidad a la sequía, tolerancia
a la sequía, variedades.
ABSTRACT
The water deficit
tolerance of five onion varieties was evaluated in an experiment carried out
between the years 2009-2010 at “Jorge Dimitrov” Agricultural Research Institute,
Bayamo municipality, Granma province, Cuba. Three soil moisture levels were
evaluated: 100, 75 and 50 %. 15 treatments were used, distributed in a completely
randomized design and 30 plants were selected at random from each treatment
where indexes were evaluated: Yield losses (YL), geometrical mean productivity
(GMP), mean productivity (MP), relative efficiency index (REI), drought tolerant
index (DTI), stability yield index (SYI), susceptibility drought index (SDI),
harmonic mean (HM) and tolerance (TOL). The results showed that the soil water
deficits evaluated have a significative (p=0,05), where Grano-2000 F1
showed the most tolerant water deficit variety, while H-222 was the most susceptible
variety. All the drought indexes evaluated have a high contribution on the total
phenotypic variability.
Key words:
Allium cepa, drought susceptibility, drought tolerant, varieties.
INTRODUCCIÓN
El cambio climático
es una amenaza progresiva y cada vez más latente para la producción
de alimentos, especialmente en las regiones menos desarrolladas. Entre estas
amenazas se encuentran sequías e inundaciones severas y frecuentes que
favorecen la aparición de nuevas plagas y enfermedades y el aumento de
las ya existentes (1).
El estrés por sequía es el factor abiótico que afecta en
mayor grado la producción mundial de cultivos y en consecuencia a de
alimentos. La tolerancia a sequía en especies vegetales es un proceso
complejo que involucra diferencias morfológicas y anatómicas que
contribuyen a la adaptación de la planta a condiciones restringidas de
humedad (2).
En la agricultura tradicional, en la región oriental de Cuba, el problema
principal lo constituyen las variaciones en la cantidad y distribución
de las lluvias, lo que da lugar al período de sequía que afecta
la producción de los cultivos y su sostenibilidad (3). Una propuesta
reciente para mitigar los efectos del cambio climático y reducir el consumo
de agua en la agricultura, es la generación de variedades que hagan un
uso eficiente del agua (UEA) (4).
El uso de variedades adaptadas con determinado grado de tolerancia a las condiciones
de déficit hídrico y el perfeccionamiento de tecnologías
de manejo del agua, constituyen alternativas importantes para minimizar los
efectos de una deficiencia de agua en el sueloA.
La cebolla (Allium cepa L.) pertenece a la familia de las liliáceas,
es una de las hortalizas más conocidas en el mundo desde tiempos remotos,
infaltable en las comidas y de alto valor por sus propiedades nutritivas y medicinales.
Se consume el bulbo en estado fresco y también la parte aérea
como cebolla de verdeo. También se industrializa como encurtidos en vinagre
y se la deshidrata para sopas o en polvo (sal de cebollas) (5).
Las restricciones hídricas durante el llenado de los bulbos probablemente
causen mermas en el rendimiento. Adicionalmente, la escasez de agua suele causar
adelantos en el ciclo del cultivo, que en este caso podrían ser beneficiosos.
Una restricción hídrica moderada en el cultivo de cebolla, adelantaría
el inicio de la bulbificación. Sin embargo, los rendimientos disminuyen
cuando la deficiencia hídrica coincide con el “período crítico”
al inicio de la formación de bulbos (6).
Por todo lo anterior se desarrolló un experimento con el objetivo de
evaluar la respuesta de cinco variedades de cebolla (Allium cepa L.)
en diferentes condiciones de humedad del suelo, utilizando diferentes índices
de selección.
MATERIALES
Y MÉTODOS
La investigación
se realizó en la campaña 2009-2010, en el Instituto de Investigaciones
Agropecuarias ¨Jorge Dimitrov¨ en el municipio Bayamo, provincia Granma,
Cuba. Se utilizaron semillas comerciales de cebolla (Allium cepa L.)
de las variedades Caribe-71, H–222, Texas, Sivan y Grano–2000 F1B.
Se utilizó el método de trasplante. Para la obtención de
las posturas se realizó la siembra del semillero en octubre del 2009,
en canteros de 10 metros de largo por un metro de ancho, en un sustrato compuesto
por la capa arable de un suelo Fluvisol poco diferenciado (7)
y estiércol ovino bien descompuesto, en una proporción 3:1 con
las características físicas y químicas que aparecen en
la Tabla I.
Las semillas se sembraron en surquillos perpendiculares a la longitud de los
canteros, a una distancia de 15 cm entre uno y otro y a una profundidad de 1,5
cm. A los siete días después de la germinación se realizó
un raleo para evitar que las plántulas se agruparan y se debilitaran
para el trasplante. Las posturas se trasplantaron cuando tenían entre
45 y 50 días con una altura de 16 a 18 cm, una longitud radical de 9
cm y un diámetro del falso tallo de 5 a 6 mm. Las atenciones culturales
que se llevaron a cabo durante esta etapa se ejecutaron según lo establecido
en el instructivo técnico del cultivoC.
El experimento se llevó a cabo en macetas bajo condiciones semicontroladas.
Se utilizó una casa de cultivo con techo de polietileno transparente,
para evitar el efecto de las precipitaciones y el rocío. Las macetas
consistieron en recipientes plásticos de seis litros de volumen, con
diámetro superior a 21,5 cm, un diámetro inferior de 15 cm y una
altura de 21,5 cm. En cada maceta se depositó el sustrato compuesto como
se indicó anteriormente. Se utilizaron tres niveles de humedad: N1, N2
y N3, correspondiendo al 100, 75 y 50 % de la capacidad de campo, respectivamente.
Las macetas se pesaron cada tres días en una balanza técnica y
los niveles de humedad de cada tratamiento se controlaron por el método
gravimétrico. Los tratamientos estuvieron formados por la combinación
de cada una de las variedades objeto de estudio con los diferentes niveles de
humedad. En cada uno de ellos se utilizaron 10 macetas con tres plantas cada
una, para un total de 30 plantas por tratamiento. Se utilizó un diseño
completamente aleatorizado con arreglo bifactorial.
Los datos obtenidos se procesaron mediante el paquete estadístico STATISTICA.
Para determinar las respuestas del rendimiento y algunos de sus componentes
en diferentes niveles de humedad en el suelo, se realizó un análisis
de varianza de clasificación doble, utilizando como factores las variedades
y los niveles de humedad en el suelo. La comparación múltiple
de las medias se realizó mediante la prueba de Tukey para p=0,05.
Para determinar la susceptibilidad y tolerancia de las variedades al déficit
hídrico, se utilizaron 30 repeticiones por tratamiento (Tabla
II), se calcularon las pérdidas de rendimiento de las variedades
en los niveles de 75 y 50 % de humedad en el suelo mediante la fórmula
PR= 1-(Rs/Rr) x 100 (8, 9).
Además se realizó un análisis biplot para determinar la
interacción existente entre las variedades estudiadas y los niveles de
humedad y las variedades y los índices de tolerancia estudiados.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
Selección
de variedades de cebolla tolerantes al déficit hídrico
Tomando como base los criterios de algunos autores, se observa que en los índices
evaluados, la respuesta de las variedades fue diferente (Tablas
III y IV).
Nótese como las pérdidas del rendimiento (PR), tolerancia (TOL)
e índice de susceptibilidad a la sequía (ISS) alcanzaron los valores
menores en las variedades Grano-2000 F1, Sivan y Texas, de ahí
que estas resulten ser las de mayor tolerancia al déficit hídrico.
También
hay coincidencia, que en estas tres variedades, los valores de MP, MPG, IER,
ITS, IY y IEY, están por encima de la media, lo cual reafirma los resultados
ya descritos. Por el contrario, los valores mayores de estos índices
se registraron en las variedades H-222 y Caribe-71, por lo que se consideran
las variedades de mayor susceptibilidad.
También se puede observar, que tanto en el 75 como en el 50 % de humedad
el comportamiento de las variedades fue similar; sin embargo, el valor de los
índices fue mayor en el nivel de 50 %, lo cual indica que al disminuir
la humedad, aumenta la susceptibilidad de las variedades al estrés.
Según algunos autores, dependiendo de la duración del período
de sequía y su magnitud, esta puede causar pérdidas en el rendimiento
de 20 a 100 % (10).
De acuerdo con otros autores, el índice de susceptibilidad a la sequía
(ISS) puede ser considerado como un criterio aceptable para discriminar variedades
(9) bajo condiciones de estrés hídrico. No obstante, se deben
tener en cuenta otras características, ya que puede darse el caso de
que las variedades con mayor tolerancia a la sequía (menor ISS), no necesariamente
sean los más productores en condiciones de sequía, pero sí
los que menos reducen su rendimiento al pasar de la condición de riego
a la de sequía. Otros autores señalaron, que si bien el ISS es
un criterio aceptable para seleccionar variedades que reduzcan menos su rendimiento
en condiciones de estrés hídrico, no necesariamente estos serán
los de mayor rendimiento (9).
En estos tipos de ensayos es necesario la utilización combinada de por
lo menos un índice de cada grupo, y así combinar el alto potencial
de rendimiento con la tolerancia a la sequía, debido a que cada grupo
de índices evalúan fenómenos biológicos distintos
(tolerancia frente a la adaptación y la productividad) (11).
Los índices de tolerancia se basan en la pérdida de rendimiento
bajo condiciones de sequía comparado con las condiciones normales, por
tal motivo la susceptibilidad a la sequía de una variedad está
dada en función de la reducción del rendimiento bajo estrés
por sequía. Estos índices son importantes en la evaluación
de las respuestas de las variedades en las condiciones de estrés y sin
estrés, así como para el conocimiento de la adaptación
y estabilidad del rendimiento (12).
Entre los indicadores de tolerancia, un valor más alto de TOL e ISS,
representa relativamente más sensibilidad a la sequía, mientras
que un valor menor de TOL e ISS es favorable. Las variedades con un ISS menor
a la unidad, son tolerantes a la sequía. La selección basada en
estos dos criterios favorece las variedades con bajo rendimiento en las condiciones
sin estrés, y alto rendimiento en las condiciones con estrés (13).
Para completar el estudio se empleó un gráfico “biplot” (Figura
1), donde se muestra un rendimiento medio en función de las coordenadas
CP1 de variedades y niveles de humedad. Las variedades de mayor contribución
a la interacción variedad con los niveles de humedad fue el tratamiento
al 100 % de humedad, en las variedades Grano-2000 F1, Sivan y Texas,
con un rendimiento a la media general de (143,94 g planta-1) respectivamente,
mientras que las variedades de menor contribución fueron la Caribe-71
y H-222 con un rendimiento ligeramente menor que la media general, respectivamente.
En el caso de los niveles de humedad los de mayor contribución fueron
los de 100 y 75 % de humedad en el suelo, respectivamente.
El biplot muestra información de los efectos principales genotípicos
y los niveles de humedad y sus interacciones simultáneamente. La variedad
Grano-2000 F1 mostró los mejores valores, alcanzando el primer
lugar en todos los niveles de humedad evaluados, mientras que la variedad H-222
ocupó el último lugar en todos los niveles estudiados. Como consecuencia,
las variedades y los niveles de humedad CP1 del mismo signo interactúan
positivamente y el agrupamiento en el mismo cuadrante indica una asociación
positiva.
En los niveles de humedad, las variedades Grano-2000 F1, Sivan y
Texas interactúan y se asocian positivamente con el 100 y el 75 % de
humedad en el suelo, las variedades Caribe-71 y H-222 no mostraron un patrón
de asociación e interacción positiva con los niveles antes mencionados
ya que las variedades más cercanas al origen son las más estables
y al alejarse de este su respuesta es más variable (9).
Estos resultados mostraron similitud con el experimento realizado por varios
autores, los cuales exponen que no se debe basar la selección en un solo
criterio, siendo recomendable agrupar las variedades de similar rendimiento
potencial y seleccionar aquellas cuyos rendimientos muestren mejor reducción
bajo condiciones de secano, utilizando como apoyo la media geométrica
de rendimiento (9).
Entre los índices de tolerancia al déficit hídrico, PM,
PMG y TOL, se conocen como los más convenientes, porque estos siempre
escogen variedades que tienen la media del rendimiento alta. En este estudio,
según PM, PMG y el índices de TOL, Grano- 2000 F1 es la variedad
más tolerante bajo el déficit hídrico al 75 y 50 %, mientras
la variedad H-222 era la más sensible bajo ambas condiciones. Según
el análisis del biplot (Figuras
2 y 3) esta distribución
significa que al comparar este análisis entre la distribución
de los índices, con las variedades, Caribe-71 y H-222 se caracterizaron
por tener una relación positiva y fuerte con la pérdida del rendimiento,
ser más susceptibles al déficit hídrico y, por tanto, menos
tolerantes. Por otra parte, Grano-2000 F1 se caracterizó,
conjuntamente con Sivan y Texas, por tener mayores rendimientos en condiciones
de déficit hídrico, con relaciones fuertes y positivas y valores
de PMG, PM, IER, ITS, IY y IEY, por encima de la media de todas las variedades
y por tanto los más tolerantes al déficit hídrico, por
lo que se demuestra que estos son índices que se basan en la producción
obtenida por las variedades bajo las dos condiciones de humedad (14).
La selección basada en una combinación de índices es un
criterio útil para los mejoradores de plantas en relación con
la tolerancia a la sequía, pero el estudio de coeficientes de correlación
también es útil para encontrar el grado global lineal de la asociación
entre cualquier atributo (14).
La efectividad de los índices de selección diferenciando cultivos
tolerantes varía con la severidad del estrés. La conveniencia
de indicadores parece depender de la elección del momento adecuado y
de la severidad del estrés (14, 15).
CONCLUSIONES
• El rendimiento
se afecta por el nivel de humedad en el suelo y es la variedad Grano-2000 F1
la de mejor respuesta en dichas condiciones, con rendimientos de 153,2; 119,3
y 107,7 g.planta-1 respectivamente.
• La variedad Grano-2000 F1 mostró mayor tolerancia al déficit
hídrico, mientras que la variedad H-222 fue la más susceptible.
• Los índices de selección utilizados permiten caracterizar el
comportamiento de estas variedades en diferentes condiciones de humedad en el
suelo, aunque se sugiere la utilización combinada de al menos un índice
de cada grupo para combinar el alto potencial de rendimiento con la tolerancia
a la sequía.
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Recibido: 17 de
diciembre de 2014
Aceptado: 4 de marzo de 2015
Ms.C. Wilfredo
Estrada Prado, Instituto de Investigaciones Agropecuarias “Jorge Dimitrov”,
Carretera Vía Manzanillo Km 16 1/2, Bayamo. Granma. Cuba. Teléfono:
452161. Email: estrada@dimitrov.cu