Introducción

La soya (Glycine max (L.) Merrill) constituye el cuarto cultivo de campo más grande por volumen, además que es un producto básico clave y el principal de semillas oleaginosas producido en el mundo (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ). Sin embargo, se prevé que el consumo per cápita de este cultivo aumente un 17 % para 2029; por tanto, un incremento continuo en el rendimiento de la soya es importante, no solo para los productores del grano y de animales, sino también para los consumidores y la sostenibilidad agrícola global (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ).

No obstante, para alcanzar rendimientos estables en el tiempo o bien incrementarlos, es necesario conocer cuáles son los principales factores que contribuyen a determinarlo, establecer las bases de manejo que permita generar un ambiente de alta productividad y realizar una selección adecuada de los cultivares en cada una de las épocas de siembra (33. Andrade JF, Rattalino Edreira JI, Mourtzinis S, Conley SP, Ciampitti IA, Dunphy JE, et al. Assessing the influence of row spacing on soybean yield using experimental and producer survey data. Field Crops Research. 2019; 230:98-106. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.10.014 ). En este sentido, las características de los genotipos, las diferentes condiciones ambientales y de manejo, influyen en el crecimiento del cultivo, lo que pueden ayudar a explicar las variaciones en la respuesta del rendimiento (44. Wu Y, Wang E, Gong W, Xu L, Zhao Z, He D, et al. Soybean yield variations and the potential of intercropping to increase production in China. Field Crops Research. 2023; 291:108771. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108771 ).

En Cuba, a pesar de la gran demanda del cultivo de la soya, para las diferentes formas de procesamiento, no se ha podido estabilizar su producción (55. González F, Hervis G, Cisneros E, Riverol L, Herrera J, Cid G. Fecha óptima de siembra y productividad de la soya ante escenarios de cambio climático. Ingeniería Agrícola [Internet]. 2022 [cited 2025 July 15];12(1):3-13.). No obstante, en aras de fortalecer el incremento de la productividad de esta oleaginosa en el país, se han introducido algunos cultivares foráneos, específicamente de Vietnam (66. Toledo-Día D, Osa-Naranjo Y de la, Gonzales-Morera T, Delgado MA, Hurtado Y, Toledo-Día D, et al. SOYIG-20 y SOYIG-22: nuevas variedades de soya (Glycine max L. Merrill) introducidas para las condiciones climáticas de Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. Ediciones INCA; 2020 [cited 2025 July 15];41(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000100007&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), y aunque se conocen algunos atributos de estos, carecen de estudios que visualicen su comportamiento en los diferentes ecosistemas. De este modo, su respuesta frente a diferentes condiciones ambientales puede variar según la fecha y época de siembra, de ahí que este análisis puede ser adecuado para detectar su adaptabilidad a diferentes ambientes. A partir de los antecedentes antes mencionados se desarrolló esta investigación, con el objetivo de analizar la influencia de la época de siembra en el rendimiento agrícola de cuatro cultivares de soya, de origen vietnamita, en la localidad de Los Palacios.

Materiales y métodos

El trabajo se llevó a cabo en áreas de la Unidad Científico Tecnológica de Base, Los Palacios (UCTB-LP), perteneciente al Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), situada en la llanura sur de la Provincia de Pinar del Río, sobre un suelo Gleysol Nodular Ferruginoso Petroférrico (77. Hernández Jiménez A, Bosch Infante D, Pérez-Jiménez JM, Castro Speck N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [Internet]. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. 2015 [cited 2024 Sept 19]. Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/ ). Se evaluaron cuatro cultivares de soya procedentes de Vietnam (DT-20, DT-22, DT-26 y DT-84), cuyas características generales se presentan en la Tabla 1 (88. Van B, Thi V, Hernández B, Vinh T, Alemán M. La colaboración en el cultivo de arroz, maíz, soya Vietnam-Cuba: Resultados y perspectivas. 1st ed. Vietnam: HaNoi, Vietnam: Casa editorial de agricultura; 2015.), los cuales se sembraron en tres fechas, diciembre de 2019, mayo y julio de 2020, correspondientes a las ‟épocas invierno, primavera y verano”, establecidas para el cultivo de la soya en Cuba. Algunas propiedades químicas del mismo, que caracterizan su fertilidad se presentan en la Tabla 2.

Se utilizó la siembra directa de forma manual en parcelas de 30 m², con un marco de siembra de 0,7 x 0,05 m, con una norma de semillas de 54 kg ha^-1, para asegurar 28 plantas por m². En cada fecha de siembra se empleó un diseño experimental de bloques al azar con cuatro tratamientos (los cultivares) y tres réplicas.

Las labores fitotécnicas se realizaron según lo recomendado en el Manual Técnico del cultivo de la soya (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.). Siempre se garantizó que no existiera ningún tipo de limitaciones para las plantas. Para ello se aseguró la disponibilidad de agua durante todo el ciclo del cultivo, se realizó de manera oportuna el control de plagas para evitar las afectaciones por las mismas y se desarrolló un estricto control de las plantas arvenses.

Los valores de las variables meteorológicas (radiación solar global, precipitaciones decenales promedio, temperaturas máximas, mínimas y medias diarias) del período en que se desarrollaron los experimentos, se aprecian en la Figura 1, los que se obtuvieron de la Estación Meteorológica de Paso Real de San Diego, en Los Palacios, a unos 3 km aproximadamente del área experimental.

En cada parcela experimental, en el momento de la cosecha, se tomaron diez plantas representativas al azar, siempre respetando el área de borde, a las que se le evaluaron las siguientes variables:

La masa seca total de la parte aérea (M total), se estimó a partir de la sumatoria de la masa seca de cada órgano individual (tallos, vainas, granos), los cuales se mantuvieron en estufa durante 72 horas, a una temperatura de 70 ºC hasta alcanzar una masa constante. En cuanto al número de granos y número de vainas, se contabilizó el valor de cada variable en las diez plantas por parcela y para la cantidad de granos por vaina, se dividió el total de granos entre el total de vainas por planta. De todos los granos de las 10 plantas muestreadas, se tomaron cuatro muestras al azar de 100 granos por parcela, las que se secaron hasta alcanzar 14 % de humedad y se pesaron en una balanza analítica (KERNPLJ e=0,01g). El IC, se estableció como el cociente de la masa seca de granos entre la masa seca total de la parte aérea de la planta. Para determinar el rendimiento agrícola (t ha^-1), se cosecharon 8 m² del centro en cada parcela experimental, se trillaron las plantas y se secaron los granos hasta alcanzar el 14 % de humedad.

Las medias de las variables evaluadas obtenidas por cultivar y fecha de siembra, fueron sometidas a análisis de varianza simple, y las diferencias significativas entre las medias de los tratamientos se verificaron por la prueba de Tukey al 95 %. En el caso de la masa seca total de la parte aérea, el índice de cosecha y el rendimiento agrícola y sus componentes, producto del diseño experimental empleado, se calculó el intervalo de confianza a partir del error experimental del análisis de varianza. Además, con la matriz de datos obtenida (fecha de siembra, cultivares, rendimiento agrícola, componentes de rendimiento y variables del crecimiento), se realizó un análisis multivariado de Componentes Principales, mediante la representación de un Biplot. Se utilizó el paquete estadístico Statgraphics 5.0 (1010. Statistical Graphics Crop. STATGRAPHICS® Plus. [Internet]. 2000.).

Resultados y discusión

El comportamiento del rendimiento agrícola de los cultivares de soya estudiados, en las diferentes fechas de siembra, se muestra en la Figura 2. En las tres fechas de siembra analizadas, el cultivar DT-20 alcanzó los mayores valores del rendimiento, seguido por el cultivar DT-26. Asimismo, en la fecha que corresponde a la ‟época de primavera” (mayo 2020), fue donde los cultivares obtuvieron los valores más altos, los cuales oscilaron entre 2,7 y 3,6 t ha^-1, mientras los valores más bajos lo alcanzaron en la ‟época de invierno” (diciembre 2019), excepto el cultivar DT-22 el cual, en la fecha correspondiente a la ‟época de verano” (julio 2020), mostró un rendimiento inferior al obtenido en diciembre 2019, aunque sin diferencias significativas.

Estos resultados difieren de lo descrito en la literatura (88. Van B, Thi V, Hernández B, Vinh T, Alemán M. La colaboración en el cultivo de arroz, maíz, soya Vietnam-Cuba: Resultados y perspectivas. 1st ed. Vietnam: HaNoi, Vietnam: Casa editorial de agricultura; 2015.), ya que, independientemente, de la época recomendada para cada uno de los cultivares, se demostró que, en primavera, ellos obtuvieron los mayores valores del rendimiento. En este sentido cabe resaltar la respuesta de los cultivares DT-20 y DT-26, los cuales en todas las fechas de siembra fueron superiores, sobre todo en primavera, época en la que no se recomienda su siembra. Asimismo, el cultivar DT-20 obtuvo un rendimiento muy superior al máximo descrito en la Tabla 1, precisamente en la época no recomendada (mayo 2020), con un valor de 3,6 t ha^-1, mientras que se ha descrito un valor máximo de 3 t ha^-1.

Sin embargo, el resto de los cultivares no obtuvieron valores superiores al máximo registrado, aunque si mostraron valores inferiores al mínimo descrito, sobre todo los cultivares DT-22 y DT-84, los cuales alcanzaron los valores más bajos en épocas recomendadas para su siembra. El cultivar DT-22 obtuvo un rendimiento de 1,7 t ha^-1 en julio 2020, muy por debajo del valor obtenido en la fecha correspondiente a la época de invierno, mientras que DT-84 en la fecha de diciembre 2019 obtuvo un rendimiento de 1,3 t ha^-1.

Algunos autores informaron que el rendimiento del cultivo de la soya, estaba fuertemente correlacionado con la temperatura máxima diaria (≤ 30 ^oC) durante la etapa de llenado de los granos (R₅-R₇), o sea, temperaturas altas, generalmente, están asociadas a una mayor duración de este período (1111. Kumagai E, Yamada T, Hasegawa T. Is the yield change due to warming affected by photoperiod sensitivity? Effects of the soybean E4 locus. Food and Energy Security. 2020;9(1): e186. https://doi.org/10.1002/fes3.186 ). Lo antes mencionado puede estar relacionado a la respuesta de los cultivares en la fecha de siembra correspondiente a la ‟época de primavera”, sobre todo los de mejor respuesta, ya que fue la época donde se registraron los mayores valores de temperatura, superiores a 30 ^oC (Figura 1), mientras que en invierno fueron las más bajas y se mostró una mayor variabilidad en la ‟época de verano”. No obstante, algunos estudios, en Cuba, recomiendan centrar la producción de soya en la época de verano (1212. Ortiz R, González R, Ponce M, Martínez J, Fernández C, Batista S. Importancia de la localidad en el comportamiento de variedades de soya durante siembras de primavera en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2004;25(3):67-72.), aunque no se ha llegado a un consenso, sobre todo en función de aprovechar determinados recursos climáticos a la hora de favorecer o estimular procesos fisiológicos que ayuden a obtener un mejor rendimiento en este cultivo.

Este resultado revela la importancia del estudio del comportamiento del rendimiento agrícola de diferentes cultivares de soya, para determinadas condiciones ambientales, sobre todo, si se tiene en cuenta lo planteado por algunos autores, con relación a la influencia que puede ejercer el comportamiento de las variables meteorológicas en el crecimiento y desarrollo de las plantas durante su ciclo en función de la época de siembra (1313. Mwiinga B, Sibiya J, Kondwakwenda A, Musvosvi C, Chigeza G. Genotype x environment interaction analysis of soybean (Glycine max (L.) Merrill) grain yield across production environments in Southern Africa. Field Crops Research. 2020; 256:107922. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.107922 ).

Al evaluar los componentes del rendimiento (Tabla 3), se encontraron diferencias entre cultivares para una misma fecha de siembra y entre ellas. En cuanto al número de vainas y el número de granos, los mayores valores lo obtuvieron los cultivares en la fecha correspondiente a la ‟época de primavera” (mayo 2020). Sin embargo, a pesar de que diversos autores definen al número de vainas como un componente indirecto (1414. Winsor S. Record-Setting Soybeans: What CCAs Should Know. Crops & Soils. 2021;54(4):11-7. DOI: 10.1002/crso.20130 ), de conjunto al número de granos, pudieron ser importantes en la expresión del rendimiento en esta época de siembra. El cultivar DT-26 alcanzó el mayor valor en el número de vainas, aunque sin diferencias con respecto al cultivar DT-20, mientras éste último mostró la mejor respuesta en cuanto al número de granos.

Sin embargo, los menores valores de estas variables fueron obtenidos por los cultivares en la fecha de diciembre 2019. En este sentido, estudios previos relacionaron la cantidad de vainas por planta con las condiciones meteorológicas de temperatura y fotoperiodo prevalecientes, ya que cuando las temperaturas son más bajas y el fotoperiodo más corto, las plantas de soya alcanzan menor altura, por lo que presentan menor número de nudos, lo que consecuentemente, disminuye el número de vainas (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ). Aunque en este estudio no se evaluó la influencia del fotoperiodo, hay que resaltar que en la ‟época de invierno” se presentan los días más cortos del año (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.), aparejado a las temperaturas más bajas durante el período en que duraron los experimentos (Figura 1), lo que pudo incidir en la baja producción de vainas, a la vez que se reduce el número de granos por planta, y así de esta manera existe una disminución del rendimiento.

Con respecto al número de granos por vaina, generalmente se mostró poca variabilidad entre los cultivares en las tres fechas de siembra. En diciembre 2019 solo el cultivar DT-26 difirió del resto de los cultivares, los cuales no mostraron diferencias entre ellos. Sin embargo, en la fecha de siembra de mayo 2020, el cultivar DT-20 alcanzó los valores más altos de esta variable, mientras que en julio 2020, el mejor resultado fue mostrado por el cultivar DT-22.

Este resultado corrobora lo planteado en la literatura, donde se resalta que la variabilidad en el número de granos por vaina entre genotipos, se debe más a un carácter genético que a las condiciones meteorológicas prevalecientes (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ), aunque no se debe obviar que este componente puede afectarse significativamente con la exposición de la planta al estrés hídrico y por temperatura, o la combinación de ambos estreses, ya que los mismos ejercen una influencia considerable durante el proceso de llenado de los granos (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ).

Respecto a la masa de 100 granos, los mayores valores alcanzados por los cultivares, coincidieron con los valores más bajos obtenidos en cuanto al número de vainas y de granos. Este resultado coincide con los obtenidos por diferentes autores, los cuales resaltan la relación que existe entre los principales componentes del rendimiento, ya que a medida que aumenta el número de vainas y el número de granos, disminuye la masa de los mismos y viceversa, lo que demuestra el nivel compensatorio entre estos (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ).

Por otra parte, en la Figura 3 se representa el comportamiento de la masa seca total de la parte aérea de los cultivares de soya en las diferentes fechas de siembra estudiadas. En ella se aprecia que los cultivares alcanzaron los mayores valores en la ‟época de primavera” (mayo 2020), y DT-20 obtuvo la mejor respuesta tanto en primavera como en la fecha correspondiente a la ‟época de invierno” (diciembre 2019), aunque sin diferencias respecto al cultivar DT-26 en esta última fecha. Sin embargo, en la fecha de siembra que corresponde a la ‟época de verano” (julio 2020), el mayor valor de la masa seca fue alcanzado por el cultivar DT-26, sin diferencias con respecto al cultivar DT-20. Una vez más estos cultivares mostraron el mejor comportamiento en la época que no es recomendada para su siembra.

Cabe resaltar que, generalmente, las fechas de siembra donde los cultivares alcanzaron los mayores valores de masa seca total, coinciden con los mayores valores del rendimiento, por lo que esta variable debió jugar un importante papel en el proceso de formación del mismo. Resultados semejantes fueron obtenidos por otros autores, los cuales señalan que el rendimiento se relaciona positivamente con la cantidad de biomasa producida por la planta, y la forma en que ésta la particiona hacia los distintos destinos reproductivos (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ).

Según la literatura, el efecto de las bajas temperaturas y fotoperiodos cortos puede modificar procesos fisiológicos durante el crecimiento de la soya, como la partición de masa seca (1616. V R, Alves Silva A, Santos Brito D, Pereira Júnior J. Drought stress during the reproductive stage of two soybean lines. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2020;55. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2020.v55.01736 ); por lo tanto, la baja producción de masa seca mostrada por los cultivares en este estudio en la fecha de siembra correspondiente a la ‟época de invierno”, puede ser consecuencia del efecto de las temperaturas y el fotoperiodo, ya que en esta época de siembra se registraron las temperaturas más bajas (Figura 1), a la vez que se muestran los días más cortos del año (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.).

Otras investigaciones con diferentes cultivares de soya, de origen nacional, demostraron que la mayor producción de masa seca lo obtuvieron en la ‟época de primavera” (1717. Chacón-Iznaga A, Cardoso Romero S, Barreda Valdés A, Colás Sánchez A. Acumulación de materia seca, rendimiento biológico, económico e índice de cosecha de dos cultivares de soya [Glycine max (L.) Merr.] en diferentes espaciamientos entre surcos. Centro Agrícola [Internet]. 2011 [cited 2025 July 15];38(2):5-10.), resultado que se corrobora en este estudio. Por lo tanto, desarrollar estudios con diferentes cultivares y fechas de siembra sigue siendo una tarea de grandes retos para genetistas, fisiólogos y fitotecnistas, todo esto con el fin de incrementar la productividad biológica del cultivo y lograr incrementos en el rendimiento agrícola, o sea, aumentar la eficiencia del cultivo en la conversión de materia económicamente útil sobre la base de un adecuado manejo en cada una de las fases, donde se decide cada componente del rendimiento.

Por otro lado, cuando se analizó el comportamiento del IC (Figura 4), para cada uno de los cultivares en las diferentes fechas de siembra estudiadas, se pudo apreciar la relación inversa que obtuvo esta variable en comparación a la masa seca total de la parte aérea, ya que en la fecha correspondiente a la ‟época de invierno” (diciembre 2019), fue donde los cultivares mostraron los mayores valores.

La mayor eficiencia en la conversión de masa seca económicamente útil fue representada por el cultivar DT-26, el cual obtuvo los mejores resultados de esta variable en las tres fechas de siembra; sin embargo, en la fecha de mayo 2020, el cultivar DT-84 mostró la más baja eficiencia, lo que puede estar relacionado con las características genéticas y la respuesta del cultivar a las condiciones imperantes durante el desarrollo del mismo. Respecto a esta variabilidad, otros autores han demostrado que los valores de IC pueden variar entre fechas de siembra para un mismo cultivar, y entre cultivares para una misma fecha de siembra (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ); por lo tanto, con este resultado se puede inferir que, la respuesta de los cultivares al índice de cosecha también depende de la época de siembra.

Otros autores refieren que las altas temperaturas, generalmente, dan como resultado una baja eficiencia de la planta medida por el IC, debido a que los asimilados destinados al crecimiento y el rendimiento tienen que ser utilizados en otros procesos fisiológicos (1818. Wei MCF, Molin JP. Soybean Yield Estimation and Its Components: A Linear Regression Approach. Agriculture. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(8):348. https://doi.org/10.3390/agriculture10080348 ), aspecto este que puede justificar los valores bajos de eficiencia manifestados por los cultivares en la fecha correspondiente a la ‟época de primavera” (mayo 2020), ya que es donde las temperaturas fueron más elevadas. Resultados similares fueron informados en otros estudios, los cuales demostraron que el IC se redujo notablemente cuando los genotipos de soya fueron sometidos a altas temperaturas (1616. V R, Alves Silva A, Santos Brito D, Pereira Júnior J. Drought stress during the reproductive stage of two soybean lines. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2020;55. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2020.v55.01736 ).

Sin embargo, se plantea que el índice de cosecha presenta una relación inversa con la longitud del ciclo de los cultivares para una fecha y época de siembra determinada (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ). Esta afirmación se corresponde con los resultados obtenidos en este estudio, ya que los cultivares mostraron una mayor duración del ciclo en la fecha de siembra correspondiente a la ‟época de primavera”, fecha en la que obtuvieron los valores más bajos de IC. En esta época de siembra mostraron valores de duración del ciclo entre los 110 y 113 días, muy superior a lo reportado para estos cultivares, sobre todo para los cultivares DT-20 y DT-26 que no se recomiendan para esta época, mientras que en la fecha perteneciente a la época de invierno no superaron 89 días.

Cuando se analizó el grado de asociación de las variables estudiadas con el rendimiento (Figura 5), se pudo observar que las de mayor influencia fueron el número de vainas/planta, el número de granos/planta y la masa seca total de la parte aérea, vistas de manera general para las tres fechas de siembra estudiadas. Este resultado coincide con los obtenidos por otros autores, que afirman que el número de vainas y granos, en un amplio rango de condiciones agronómicas, son las variables que mejor explican la variabilidad del rendimiento (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ); mientras otros autores le brindan cierta importancia a la producción de masa seca como un proceso ordenado y relacionado positivamente con la expresión de la productividad agrícola (1818. Wei MCF, Molin JP. Soybean Yield Estimation and Its Components: A Linear Regression Approach. Agriculture. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(8):348. https://doi.org/10.3390/agriculture10080348 ).

Investigaciones realizadas con este propósito, han informado que los cultivares modernos de soya producen rendimientos más altos como resultado de una mejor acumulación de biomasa (1919. Veas REA, Ergo VV, Vega CRC, Lascano RH, Rondanini DP, Carrera CS. Soybean seed growth dynamics exposed to heat and water stress during the filling period under field conditions. Journal of Agronomy and Crop Science. 2022;208(4):472-85. https://doi.org/10.1111/jac.12523 ). Por lo tanto, a partir de los resultados obtenidos en este estudio, se infiere que no se debe definir un patrón de comportamiento, sobre todo cuando se trata de explicar respuestas fisiológicas que dependan, en gran medida, de factores que no pueden ser manejados en condiciones naturales, como es el caso de las variables meteorológicas.

Conclusiones

Introduction

Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is the fourth largest field crop by volume, a key commodity and the main oilseed produced in the world (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ). However, per capita consumption of soybeans is expected to increase by 17 % by 2029; therefore a continuous increase in soybean yield is important not only for grain and animal producers but also for consumers and global agricultural sustainability (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ).

However, in order to achieve stable returns over time or increase them, it is necessary to know what the main factors that contribute to determine it, establish the management basis to generate an environment of high productivity and make an adequate selection of cultivars in each sowing season are (33. Andrade JF, Rattalino Edreira JI, Mourtzinis S, Conley SP, Ciampitti IA, Dunphy JE, et al. Assessing the influence of row spacing on soybean yield using experimental and producer survey data. Field Crops Research. 2019; 230:98-106. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.10.014 ). In this sense, genotype characteristics, different environmental and management conditions influence crop growth, which may help to explain variations in yield response (44. Wu Y, Wang E, Gong W, Xu L, Zhao Z, He D, et al. Soybean yield variations and the potential of intercropping to increase production in China. Field Crops Research. 2023; 291:108771. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108771 ).

In Cuba, despite the high demand for soybean cultivation for different forms of processing, it has not been possible to stabilize production (55. González F, Hervis G, Cisneros E, Riverol L, Herrera J, Cid G. Fecha óptima de siembra y productividad de la soya ante escenarios de cambio climático. Ingeniería Agrícola [Internet]. 2022 [cited 2025 July 15];12(1):3-13.). However, in order to strengthen the productivity increase of this oilseed in the country, some foreign cultivars have been introduced, specifically from Vietnam (66. Toledo-Día D, Osa-Naranjo Y de la, Gonzales-Morera T, Delgado MA, Hurtado Y, Toledo-Día D, et al. SOYIG-20 y SOYIG-22: nuevas variedades de soya (Glycine max L. Merrill) introducidas para las condiciones climáticas de Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. Ediciones INCA; 2020 [cited 2025 July 15];41(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000100007&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), and although some attributes of these are known, lack studies that visualize their behavior in different ecosystems. Thus, its response to different environmental conditions may vary according to the date and time of sowing, hence this analysis can be suitable for detecting its adaptability to different environments. Based on the above-mentioned background, this research was developed with the objective of analyzing the influence of the sowing season on the agricultural yield of four soybean cultivars, of Vietnamese origin, in Los Palacios locality.

Materials and methods

The work was carried out in areas of the Scientific and Technological Base Unit, Los Palacios (UCTB-LP), belonging to the National Institute of Agricultural Sciences (INCA), located in the southern plain of Pinar del Rio province, on a Gleysol Nodular Ferruginous Petroferric soil (77. Hernández Jiménez A, Bosch Infante D, Pérez-Jiménez JM, Castro Speck N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [Internet]. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. 2015 [cited 2024 Sept 19]. Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/ ). Four soybean cultivars from Vietnam were evaluated (DT-20, DT-22, DT-26 and DT-84), whose general characteristics are presented in Table 1 (88. Van B, Thi V, Hernández B, Vinh T, Alemán M. La colaboración en el cultivo de arroz, maíz, soya Vietnam-Cuba: Resultados y perspectivas. 1st ed. Vietnam: HaNoi, Vietnam: Casa editorial de agricultura; 2015.), which were sown on three dates, December 2019, May and July 2020, corresponding to the winter seasons, spring and summer", established for the cultivation of soybeans in Cuba. Some chemical properties that characterize its fertility are presented in Table 2.

Direct seeding was used manually in plots of 30 m², with a sowing frame of 0.7 x 0.05 m, with a seed standard of 54 kg ha^-1, to ensure 28 plants per m². At each sowing date an experimental design of random blocks with four treatments (the cultivars) and three replicates was used.

The phytotechnical work was carried out as recommended in the Technical Manual of soybean cultivation (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.). It was always ensured that there were no limitations of any kind for plants. This ensured the availability of water throughout the crop cycle, pest control was carried out in a timely manner to avoid the effects thereof and developed a strict control of herbage plants.

The values of the meteorological variables (global solar radiation, average ten-year precipitation, maximum, minimum and daily mean temperatures) for the period in which the experiments were carried out are shown in Figure 1, those obtained from the Paso Real Weather Station in San Diego, Los Palacios, about 3 km from the experimental area.

In each experimental plot, at the time of harvest, ten representative plants were taken at random, always respecting the edge area, and the following variables were evaluated:

The total dry mass of the aerial part (Total M) was estimated from the sum of the dry mass of each individual organ (stalks, pods, grains), which were kept in an oven for 72 hours at a temperature of 70 ºC until a constant mass was reached. As for the number of grains and number of pods, we counted the value of each variable in the ten plants per plot and for the amount of grains per pod, we divided the total of grains by the total of pods per plant. From all the grains of the 10 plants sampled, four random samples of 100 grains per plot were taken, which were dried to 14 % moisture and weighed on an analytical balance (KERNPLJ e=0.01g). HI was established as the ratio of the dry mass of grains between the total dry mass of the aerial part of the plant. To determine the agricultural yield (t ha^-1), 8 m² of the center in each experimental plot were harvested, the plants were threshed and the grains dried to 14 % moisture.

The averages of the evaluated variables obtained by cultivar and date of sowing were subjected to simple variance analysis, and significant differences between the averages of the treatments were verified by the Tukey test at 95 %. In the case of the total dry mass of the aerial part, the harvest rate and agricultural yield and its components, product of the experimental design used, the confidence interval was calculated from the experimental error of the variance analysis. In addition, with the data matrix obtained (sowing date, cultivars, agricultural yield, yield components and growth variables), a multivariate analysis of Main Components was performed by representing a biplot. The statistical package Statgraphics 5.0 (1010. Statistical Graphics Crop. STATGRAPHICS® Plus. [Internet]. 2000.) was used.

Results and discussion

The agricultural yield performance of the soybean cultivars studied, in the different sowing dates, is shown in Figure 2. In the three sowing dates analyzed, the cultivar DT-20 reached the highest yield values, followed by the cultivar DT-26. Also, on the date corresponding to the spring season" (May 2020), it was where the cultivars obtained the highest values, which ranged between 2.7 and 3.6 t ha^-1, while the lowest values reached it in the winter season" (December 2019), except the cultivar DT-22 which, on the date corresponding to the summer season" (July 2020), showed a performance lower than that obtained in December 2019, although without significant differences.

These results differ from those described in the literature (88. Van B, Thi V, Hernández B, Vinh T, Alemán M. La colaboración en el cultivo de arroz, maíz, soya Vietnam-Cuba: Resultados y perspectivas. 1st ed. Vietnam: HaNoi, Vietnam: Casa editorial de agricultura; 2015.), since, regardless of the time recommended for each cultivar, it was shown that, in spring, they obtained the highest yield values. In this sense, it is worth highlighting the response of cultivars DT-20 and DT-26, which in all sowing dates were superior, especially in spring, when planting is not recommended. Also, the cultivar DT-20 obtained a yield much higher than the maximum described in Table 1, precisely at the non-recommended time (May 2020), with a value of 3.6 t ha^-1, while a maximum value of 3 t ha^-1 has been described.

However, the rest of the cultivars did not obtain values higher than the maximum recorded, although they showed values lower than the minimum described, especially cultivars DT-22 and DT-84, which reached the lowest values at times recommended for sowing. The cultivar DT-22 obtained a yield of 1.7 t ha^-1 in July 2020, well below the value obtained on the date corresponding to the winter season, while DT-84 at the date of December 2019 obtained a yield of 1.3 t ha^-1.

Some authors reported that soybean crop yield was strongly correlated with the daily maximum temperature (30 ºC) during the grain filling stage (R5-R7), i.e., high temperatures are generally associated with a longer duration of this period (1111. Kumagai E, Yamada T, Hasegawa T. Is the yield change due to warming affected by photoperiod sensitivity? Effects of the soybean E4 locus. Food and Energy Security. 2020;9(1): e186. https://doi.org/10.1002/fes3.186 ). The above may be related to the response of cultivars at the sowing date corresponding to the spring season", especially those with the best response, since this was the time when the highest temperature values were recorded, above 30 ºC (Figure 1), while in winter they were the lowest and showed greater variability in the summer". However, some studies in Cuba recommend focusing soybean production on the summer season (1212. Ortiz R, González R, Ponce M, Martínez J, Fernández C, Batista S. Importancia de la localidad en el comportamiento de variedades de soya durante siembras de primavera en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2004;25(3):67-72.), although no consensus has been reached, especially in terms of exploiting certain climatic resources to enhance or stimulate physiological processes that help to obtain a better yield in this crop.

This result reveals the importance of studying the agricultural yield behavior of different soybean cultivars, for certain environmental conditions, especially if one takes into account what some authors with regard to the influence that the behavior of meteorological variables may have on plant growth and development during their cycle depending on the sowing season (1313. Mwiinga B, Sibiya J, Kondwakwenda A, Musvosvi C, Chigeza G. Genotype x environment interaction analysis of soybean (Glycine max (L.) Merrill) grain yield across production environments in Southern Africa. Field Crops Research. 2020; 256:107922. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.107922 ).

When evaluating the yield components (Table 3), differences were found between cultivars for the same sowing date and between them. As for the number of pods and the number of grains, the highest values were obtained by cultivars on the date corresponding to the spring season" (May 2020). However, although several authors define the number of pods as an indirect component (1414. Winsor S. Record-Setting Soybeans: What CCAs Should Know. Crops & Soils. 2021;54(4):11-7. DOI: 10.1002/crso.20130 ), together with the number of grains, they may have been important in the expression of yield at this sowing time. The cultivar DT-26 achieved the highest value in the number of pods, although without differences with respect to the cultivar DT-20, while the latter showed the best response in terms of the number of grains.

However, the lowest values of these variables were obtained by cultivars in December 2019. In this sense, previous studies related the number of pods per plant to the prevailing temperature and photoperiod weather conditions, since when temperatures are lower and the photoperiod is shorter, soybean plants reach a lower height, so that they have fewer knots, which consequently decreases the number of pods (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ). Although the influence of photoperiod was not evaluated in this study, it should be noted that "winter" is the shortest days of the year (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.), coupled with the lowest temperatures during the experiment period (Figure 1), which may have had an impact on the low production of pods, while reducing the number of grains per plant, and thus there is a decrease in yield.

Regarding the number of grains per pod, there was generally little variability between cultivars at all three sowing dates. In December 2019, only cultivar DT-26 differed from the rest of the cultivars, which showed no differences between them. However, at the sowing date of May 2020, cultivar DT-20 reached the highest values of this variable, while in July 2020, the best result was shown by cultivar DT-22.

This result corroborates the literature, which highlights that the variability in the number of grains per pod between genotypes is due more to a genetic character than to prevailing weather conditions (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ), although it should not be overlooked that this component can be significantly affected by the exposure of the plant to water stress and temperature, or the combination of both stresses, since they exert a considerable influence during the grain filling process (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ).

For the mass of 100 grains, the highest values reached by cultivars coincided with the lowest values obtained in terms of number of pods and grains. This result coincides with those obtained by different authors, who highlight the relationship that exists between the main components of yield, since as the number of pods increases and the number of grains decreases their mass and vice versa, which shows the level of compensation between them (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ).

On the other hand, Figure 3 shows the behavior of the total dry mass of the aerial part of soybean cultivars at the different sowing dates studied. It shows that the cultivars reached the highest values in spring" (May 2020), and DT-20 obtained the best response both in spring and at the date corresponding to the winter" (December 2019), although without differences compared to the cultivar DT-26 on this last date. However, at the sowing date corresponding to the summer" (July 2020), the highest dry mass value was achieved by cultivar DT-26, with no differences compared to cultivar DT-20. Once again these cultivars showed the best performance at a time not recommended for planting.

Dates of sowing when the cultivars reached the highest values of total dry mass coincide with the highest values of yield, so this variable must have played an important role in the formation process. Similar results were obtained by other authors, who point out that the yield is positively related to the amount of biomass produced by the plant, and the way in which it divides it towards the various reproductive destinations (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ).

According to the literature, the effect of low temperatures and short photoperiods can modify physiological processes during soybean growth, such as dry mass partition (1616. V R, Alves Silva A, Santos Brito D, Pereira Júnior J. Drought stress during the reproductive stage of two soybean lines. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2020;55. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2020.v55.01736 ); therefore, the low dry mass production shown by the cultivars in this study at the planting date corresponding to the winter season" may be a consequence of the effect of temperatures and photoperiod, because the lowest temperatures were recorded during this sowing season (Figure 1), and the shortest days of the year are shown (99. Esquivel M. El cultivo y utilización de la soya en Cuba. Manual Técnico. Asociación Cubana de Producción Animal; 1997 p. 56.).

Other investigations with different soybean cultivars, of national origin, showed that the highest dry mass production was obtained in spring" (1717. Chacón-Iznaga A, Cardoso Romero S, Barreda Valdés A, Colás Sánchez A. Acumulación de materia seca, rendimiento biológico, económico e índice de cosecha de dos cultivares de soya [Glycine max (L.) Merr.] en diferentes espaciamientos entre surcos. Centro Agrícola [Internet]. 2011 [cited 2025 July 15];38(2):5-10.), a result corroborated by this study. Therefore, developing studies with different cultivars and sowing dates remains a major challenge for geneticists, physiologists and plant technologists, all in order to increase the biological productivity of the crop and achieve increases in agricultural yield, that is, to increase the efficiency of the crop in converting economically useful material on the basis of a proper management in each of the phases, where each component of the yield is decided.

On the other hand, when the behavior of the HI was analyzed (Figure 4), for each of the cultivars at the different sowing dates studied, it was possible to appreciate the inverse relation obtained by this variable in comparison with the total dry mass of the aerial part, since on the date corresponding to the winter season" (December 2019), it was where cultivars showed the highest values.

The highest efficiency in converting economically useful dry mass was represented by the cultivar DT-26, which obtained the best results of this variable in the three sowing dates; however, at the date of May 2020, the cultivar DT-84 showed the lowest efficiency, what may be related to the genetic characteristics and response of the cultivar to conditions prevailing during development. Regarding this variability, other authors have shown that HI values can vary between sowing dates for the same cultivar, and between cultivars for the same sowing date (22. Vogel JT, Liu W, Olhoft P, Crafts-Brandner SJ, Pennycooke JC, Christiansen N. Soybean Yield Formation Physiology - A Foundation for Precision Breeding Based Improvement. Front Plant Sci. 2021; 12:719706. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.719706 ); therefore, with this result it can be inferred that, the response of cultivars to the harvest rate also depends on the planting season.

Other authors report that high temperatures generally result in low plant efficiency as measured by the HI, because assimilates for growth and yield have to be used in other physiological processes (1818. Wei MCF, Molin JP. Soybean Yield Estimation and Its Components: A Linear Regression Approach. Agriculture. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(8):348. https://doi.org/10.3390/agriculture10080348 ), this aspect that may justify the low efficiency values manifested by the cultivars on the date corresponding to the spring" (May 2020), since it is where temperatures were highest. Similar results were reported in other studies, which showed that HI was significantly reduced when soybean genotypes were subjected to high temperatures (1616. V R, Alves Silva A, Santos Brito D, Pereira Júnior J. Drought stress during the reproductive stage of two soybean lines. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2020;55. https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2020.v55.01736 ).

However, it is argued that the harvest rate has an inverse relationship with the length of the crop cycle for a given date and time of sowing (11. Lopez MA, Freitas Moreira F, Rainey KM. Genetic Relationships Among Physiological Processes, Phenology, and Grain Yield Offer an Insight Into the Development of New Cultivars in Soybean (Glycine max L. Merr). Front Plant Sci. Frontiers; 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.651241 ). This statement corresponds to the results obtained in this study, since the cultivars showed a longer duration of the cycle at the sowing date corresponding to the spring season", when they obtained the lowest HI values. In this sowing season they showed values of cycle duration between 110 and 113 days, much higher than reported for these cultivars, especially for the DT-20 and DT-26 cultivars that are not recommended for this season, whereas on the date belonging to the winter season they did not exceed 89 days.

When the degree of association between the variables studied and yield was analyzed (Figure 5), it was observed that those with the greatest influence were the number of pods/plant, the number of grains/plant and the total dry mass of the aerial part, general views for the three sowing dates studied. This result coincides with those obtained by other authors, who affirm that the number of pods and grains, in a wide range of agronomic conditions, are the variables that best explain the variability of yield (1515. Monzon JP, Cafaro La Menza N, Cerrudo A, Canepa M, Rattalino Edreira JI, Specht J, et al. Critical period for seed number determination in soybean as determined by crop growth rate, duration, and dry matter accumulation. Field Crops Research. 2021; 261:108016. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.108016 ); while other authors give some importance to the dry mass production as an ordered process and positively related to the expression of agricultural productivity (1818. Wei MCF, Molin JP. Soybean Yield Estimation and Its Components: A Linear Regression Approach. Agriculture. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(8):348. https://doi.org/10.3390/agriculture10080348 ).

Research conducted for this purpose has reported that modern soybean cultivars produce higher yields as a result of better biomass accumulation (1919. Veas REA, Ergo VV, Vega CRC, Lascano RH, Rondanini DP, Carrera CS. Soybean seed growth dynamics exposed to heat and water stress during the filling period under field conditions. Journal of Agronomy and Crop Science. 2022;208(4):472-85. https://doi.org/10.1111/jac.12523 ). Therefore, from the results obtained in this study, it is inferred that a pattern of behavior should not be defined, especially when it comes to explaining physiological responses which depend largely on factors which cannot be managed under natural conditions, as is the case with meteorological variables.

Conclusions