Introducción

La seguridad alimentaria mundial es afectada por el cambio climático que, a su vez, afecta la calidad del suelo, la productividad de los cultivos, la salud humana y animal, así como el medio ambiente (1). Es evidente la necesidad de nuevos cultivares/variedades para nuestros productores que motiven y despierten en ellos la comprensión de la necesidad inminente de una agricultura sostenible, que contribuya a la calidad del medio ambiente, la generación de ingresos y la seguridad alimentaria, para que exista coincidencia con el incremento de la población mundial (2).

La producción de frijol, es importante en el consumo de la dieta de los cubanos y de otros países en desarrollo (3-6), porque es una fuente de proteínas, vitaminas y minerales para la alimentación en los países emergentes y de bajas economías (7,8). El empleo de nuevos cultivares pudiera ser una alternativa racional y sostenible, para aumentar la productividad del frijol común, que entre sus limitaciones productivas se encuentran, las altas temperatura, estrés por sequía, plagas, entre otros) (9,10).

La mejora genética de esta especie, puede ser aprovechada por la diversidad biológica ofrecida por diferentes variedades o cultivares (4,11). Estos variedades/cultivares, que toleren los estreses bióticos y abióticos y aumentan el crecimiento y la productividad, deben identificarse y utilizarse por los programas de mejoramiento de frijol (8,12), como estos cultivares relacionados con el programa de Ensayo Nacional de Adap ilidad y Rendimiento (ENAR), realizado en el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) (13,14).

El cultivo del frijol común en Cuba está representado, oficialmente, por 41 variedades de diferentes colores, reconocidas en el Registro Oficial de Variedades Comerciales, diversidad suficiente para lograr la adaptabilidad de la especie a las diferentes regiones y agroecosistemas del país, para mitigar las condiciones adversas, desde el punto de vista edáfico y climatológicas (13).

Por otro lado, la práctica agrícola indica que los productores deben contar con más de una variedad/cultivar del cultivo, para tener una estructura varietal capaz de dar respuesta a las exigencias edafoclimáticas. Además, la biodiversidad es importante para el reciclaje de nutrientes, la regulación de los procesos hidrológicos y el manejo de organismos nocivos, entre otros. De hecho, actualmente en la provincia de Sancti Spíritus son comercializadas pocas variedades, siendo las más demandadas de granos negros la CUL 156 y la Bat-304, mientras que, las de granos rojos son la Velazco largo y la Delicias 364 (15,16).

Por lo tanto, es pertinente probar la hipótesis de que la introducción y la caracterización de cuatro nuevos cultivares de frijol común del grupo ENAR, podrían ser una alternativa eficiente para aumentar la productividad del cultivo y, a la vez, puedan incluirse en la composición varietal del Ministerio de la Agricultura (MINAG) en el territorio. En este sentido, el objetivo central de este trabajo fue evaluar la productividad de cuatro nuevos cultivares de frijol común de testa negra, para aumentar la diversificación y la producción del grano en la provincia Sancti Spíritus.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

Las cultivares de frijol evaluados mostraron efectos significativos (P<0,001) en el NV, NG, M100 y el RD (Figura 1). El NV fue similar en las variedades ENAR-63 y ENAR-67 y fueron significativamente superior en 96 % a la variedad Bat-304 y a los cultivares ENAR-68 y ENAR-64, pero estos últimos, al mismo tiempo, superaron al tratamiento control en 76 y 51 %, respectivamente (Figura 1a). Los cultivares ENAR-67 y ENAR-63 presentaron respuestas similares en el NGy fueron significativamente superiores en 13 % a las ENAR-64 y ENAR-68 y 37 % en comparación a la Bat- 304 (Figura 1b).

La mayor M100 fue obtenida en los cultivares ENAR-63 y ENAR-67, comparado con las ENAR-64, ENAR-68 y con el tratamiento control (Bat-304), porque lograron incrementos promedio de 18 y 38

%, respectivamente. El RD fue aumentado por todas las variedades del grupo ENAR, en relación con el cultivar Bat-304, con destaque para las ENAR-63 y ENAR-67, que mostraron efectos similares y rendimientos de 126 %, en comparación con el tratamiento control. Sin embargo, el RD fue 27 y 14 % superiores en la ENAR-64 y ENAR-68, en comparación con el cultivarBat-304.

Se observó una alta correlación significativa (P<0,001) entre las variables evaluadas (Tabla 1), esto indica que los cultivares incrementaron la productividad del frijol común, especialmente por la fuerte correlación entre el RD con la M100 (P<0,001, r = 0,98**), el NV (P<0,001, r = 0,95**) y NG (P<0,001, r = 0,93**).

En este estudio quedó evidenciado que estos cultivares del grupo ENAR mostraron un alto potencial productivo, superiores a la variedad Bat-304 (Figura 1). Estos efectos pudieron estar influenciados por una mayor adaptabilidad al medio, observados en el incremento de los parámetros productivos NV, NG y M100 y RD (Figura 1) y también por la alta correlación obtenida entre estas variables evaluadas (Tabla 1). El promedio de precipitaciones mensual del experimento favoreció el desarrollo de las primeras etapas, como la germinación y las etapas de desarrollo vegetativo. Las precipitaciones de diciembre fueron menores, pero propiciaron un balance para el mantenimiento de la floración, la fructificación y el llenado del grano, complementadas por las lluvias del mes de diciembre (23).

Este estudio representa el primer reporte en Cuba, obtenido con este grupo de cultivares ENAR de frijol negro, por lo que constituye un resultado inédito para este grupo de cultivares. Por otro lado, los resultados alcanzados por el cultivar (Bat-304) concuerdan con los rendimientos reportados en otros agroecosistemas cubanos (15,24-26).

En el presente estudio las cultivares de frijol del grupo ENAR mostraron altos rendimientos, especialmente las ENAR-63 y ENAR-67, que alcanzaron rendimientos promedio cercanos a las 4 t ha^-1, esto indica que superaron la media nacional en aproximadamente 3 t ha^-1 y en más de 1,5 t ha^-1 la cultivar comercial Bat-304.

Los efectos benéficos de los cultivares ENAR en el aumento del rendimiento pudieron deberse a fluctuaciones significativas de las temperaturas medias mensuales, que fueron muy favorables para las diferentes etapas fenológicas del cultivo, como la floración, la fructificación y el llenado del grano

(23). Estos resultados indican que los cultivares ENAR deben proponerse para la diversificación y aumento de la productividad del cultivo en la provincia Sancti Spíritus, porque alrededor del 37 % de la producción de frijol se obtiene en suelos Pardo Sialítico Carbonatado. Resultados positivos en la productividad del frijol con otras variedades y cultivares, fueron reportados anteriormente en otros agroecosistemas cubanos (16,19).

Finalmente, los resultados confirman la hipótesis propuesta de que los cultivares del grupo ENAR incrementaron los rendimientos del cultivo, los cuales fueron superiores al cultivar comercial. Por tanto, este estudio demostró el potencial productivo de estos cultivares, que benefician a los productores del grano del territorio y deben incluirse entre las variedades comerciales del Ministerio de la Agricultura (MINAG).

Los resultados de esta investigación sugieren la continuación de estudios similares en otros agroecosistemas y manejados en las diferentes épocas de siembras establecidas para el cultivo, bajo otros sistemas de producción (orgánica o de bajos insumos químicos).

Conclusiones

Introduction

Global food security is affected by climate change which, in turn, affects soil quality, crop productivity, human and animal health, as well as the environment (1). There is a clear need for new cultivars/varieties for our producers to motivate and awaken in them the understanding of the imminent need for sustainable agriculture, which contributes to environmental quality, income generation and food security, to coincide with the increase in world population (2).

Bean production is important in the dietary consumption of Cubans and other developing countries (3-6), because it is a source of protein, vitamins and minerals for food in emerging countries and countries with low economies (7,8). The use of new cultivars could be a rational and sustainable alternative to increase the productivity of common beans, which among its productive limitations are high temperatures, drought stress, pests, among others) (9,10).

The genetic improvement of this species can be exploited by the biological diversity offered by different varieties or cultivars (4,11). These varieties/cultivars, which tolerate biotic and abiotic stresses and increase growth and productivity, should be identified and used by bean breeding programs (8,12), such as these cultivars related to the National Adaptability and Yield Assay (ENAR according its acronyms in Spanish) program, conducted at the National Institute of Agricultural Sciences (INCA) (13,14).

The common bean cultivation in Cuba is represented, officially, by 41 varieties of different colors, recognized in the Official Registry of Commercial Varieties, sufficient diversity to achieve the adaptability of the species to the different regions and agroecosystems of the country, to mitigate the adverse conditions, from the edaphic and climatological point of view (13).

On the other hand, agricultural practice indicates that producers should have more than one variety/cultivar of the crop, in order to have a varietal structure capable of responding to edaphoclimatic demands. In addition, biodiversity is important for the recycling of nutrients, the regulation of hydrological processes and the management of harmful organisms, among others. In fact, few varieties are currently marketed in the Sancti Spíritus province, with the most demanded varieties of black grains being CUL 156 and Bat-304, while those of red grains are Velazco largo and Delicias 364 (15,16).

Therefore, it is pertinent to test the hypothesis that the introduction and characterization of four new common bean cultivars of the ENAR group could be an efficient alternative to increase crop productivity and, at the same time, could be included in the varietal composition of the Ministry of Agriculture (MINAG) in the territory. In this sense, the main objective of this work was to evaluate the productivity of four new cultivars of common black bean, to increase the diversification and production of the grain in Sancti Spíritus province.

Materials and methods

Results and discussion

The bean cultivars evaluated showed significant effects (P<0.001) on NP, NG, M100 and YD (Figure 1). NP was similar in the varieties ENAR-63 and ENAR-67 and were significantly higher by 96 % than the variety Bat-304 and the cultivars ENAR-68 and ENAR-64, but the latter, at the same time, outperformed the control treatment by 76 and 51 %, respectively (Figure 1a). ENAR-67 and ENAR- 63 cultivars showed similar NG responses and were significantly superior by 13 % to ENAR-64 and ENAR-68 and 37 % compared to Bat-304 (Figure 1b).

The highest M100 was obtained in cultivars ENAR-63 and ENAR-67, compared to ENAR-64, ENAR-68 and the control treatment (Bat-304), because they achieved average increases of 18 and 38

%, respectively. The YD was increased by all the varieties of the ENAR group, in relation to the Bat- 304 cultivar, with ENAR-63 and ENAR-67 standing out, which showed similar effects and yields of 126 %, compared to the control treatment. However, RD was 27 and 14 % higher in ENAR-64 and ENAR-68, compared to cultivarBat-304.

A high significant correlation (P<0.001) was observed among the evaluated variables (Table 1), this indicates that the cultivars increased common bean productivity, especially because of the strong correlation between YD with M100 (P<0.001, r = 0.98**), NP (P<0.001, r = 0.95**) and NG (P<0.001, r = 0.93**).

In this study, it was evidenced that these cultivars of the ENAR group showed a high productive potential, superior to the Bat-304 variety (Figure 1). These effects could be influenced by a greater adaptability to the environment, observed in the increase of the productive parameters NP, NG and M100 and YD (Figure 1) and by the high correlation obtained between these evaluated variables (Table 1). The average monthly rainfall of the experiment favored the development of early stages, such as germination and vegetative development stages. The December rainfall was lower, but favored a balance for the maintenance of flowering, fruiting and grain filling, complemented by the December rains (23).

This study represents the first report in Cuba, obtained with this group of ENAR cultivars of black bean, so it is an unprecedented result for this group of cultivars. On the other hand, the results achieved by the cultivar (Bat-304) agree with yields reported in other Cuban agroecosystems (15,24-26).

In the present study the bean cultivars of the ENAR group showed high yields, especially ENAR-63 and ENAR-67, which reached average yields close to 4 t ha^-1, this indicates that they exceeded the national average by approximately 3 t ha^-1 and by more than 1.5 t ha^-1 the commercial cultivar Bat-304. The beneficial effects of ENAR cultivars on yield increase could be due to significant fluctuations in monthly average temperatures, which were very favorable for the different phenological stages of the crop, such as flowering, fruiting and grain filling (23). These results indicate that ENAR cultivars should be proposed for the diversification and increase of crop productivity in Sancti Spíritus province, because about 37 % of bean production is obtained in brown carbonate sialitic soils. Positive results in bean productivity with other varieties and cultivars were previously reported in other Cuban agroecosystems (16,19).

Finally, results confirm the proposed hypothesis that the cultivars of the ENAR group increased crop yields, which were superior to the commercial cultivar. Therefore, this study demonstrated the productive potential of these cultivars, which benefit the grain producers of the territory and should be included among the commercial varieties of the Ministry of Agriculture (MINAG).

The results of this research suggest the continuation of similar studies in other agroecosystems and managed in the different planting seasons established for the crop, under other production systems (organic or low chemical inputs).

Conclusions