Variables de productividad

A continuación, se presentan las variables de productividad analizadas en esta investigación:

Rendimiento. Manualmente se cosecharon 10 m² en cada unidad experimental; la humedad del grano se determinó en madurez fisiológica, cuyos registros se utilizaron para expresar el rendimiento al 12 % de humedad del grano.

Peso de 1000 granos (P1000G). En cada genotipo 100 granos obtenidos al azar se pesaron en una microbalanza Sartorius Basic con sensibilidad de 0,001 g, posteriormente el resultado en gramos se multiplicó por 10.

Número de granos por metro cuadrado (G/m²). El número de G/m² fue estimado mediante el cociente entre el rendimiento (sobre base seca) y el peso individual del grano. Este fue determinado con el promedio de dos muestras de 200 granos cada una, secadas en una estufa de aire forzado, durante 10 días.

Variables de calidad del grano

Por otra parte, se presentan las variables referidas a la calidad del grano, que fueron analizadas en esta investigación:

• Peso hectolítrico ( ph ). El ph se estimó según el método 55-10 (Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists [AACC], 1998) y se expresó en kg/hL.

Índice de flotación (if). El IF se obtuvo a partir de 100 granos sanos colocados en un Erlenmeyer de 250 mL, conteniendo 170 mL de una mezcla de kerosene-tetracloruro de carbono (d=1,305 a 25 °C). Luego de una agitación breve con varilla de vidrio, se contaron los granos que flotaron. El índice de flotación se calculó como el porcentaje de granos que flotaron (^{Robutti, Borrás, González, Torres, & De Greef, 2002}).

Dureza (d). La D se determinó por quintuplicado en una muestra de 10 granos, mediante una prueba de resistencia a la penetración medida con un analizador de textura (TAXT2) provisto con un punzón cónico (ángulo 30°), a una velocidad de 0,5 mm/s, y una distancia de penetración de 2 mm. La dureza del grano se informó en kg-f.

Proteína cruda (%) (pc). La pc se determinó a través del método de Kjeldahl (aacc, 1998).

Análisis estadístico

Los datos se analizaron con el programa estadístico Statistix 8.0; se realizó análisis de varianza de acuerdo con el diseño experimental utilizado, y las medias de las combinaciones de los distintos niveles de fertilización se compararon a través del test de comparaciones múltiples de Tukey. También se realizaron las correlaciones entre las variables medidas utilizando el método de Pearson.

Rendimiento y sus componentes

La interacción híbrido × fertilización fue estadísticamente significativa (p ≤ 0,001) para todas las variables medidas; este comportamiento está relacionado con el potencial de rendimiento de cada híbrido y el tipo de endospermo, que determinaron la respuesta de los materiales evaluados. En la tabla 2 se observa el efecto de la fertilización nitroazufrada sobre el rendimiento y sus componentes para cada genotipo de maíz evaluado. El híbrido de endospermo semidentado (blando) DK-5277 obtuvo los rendimientos más altos (10.274 kg/ha) cuando se aplicó el nivel de fertilización N200S50, con un incremento respecto al testigo de 42,2 %, en comparación a 39,8 % y 38,7 % de los genotipos córneo y semicórneo, respectivamente.

Comúnmente se observan mayores rendimientos en maíces de textura blanda o semidentados que en maíces duros o córneos, lo que puede estar determinado por una disminución del contenido de proteína en el grano (^{Ciampitti & Vyn, 2013}; ^{Salvagiotti, Castellarín, Ferragutti, Dignani, & Pedrol, 2010}). Por su parte, Ferragutti, Castellarín, y Salvagiotti (2016) obtuvieron también mayor respuesta respecto al rendimiento en un híbrido semidentado que en uno córneo, cuando evaluaron los requerimientos nutricionales de maíces córneos y semidentados. Todos los genotipos evaluados alcanzaron los mayores rendimientos cuando fueron fertilizados con N₂₀₀, S₅₀, con diferencias estadísticamente significativas entre niveles de fertilización y con el testigo (p ≤ 0,05).

Capurro et al. (2002) encontraron que la respuesta en rendimiento del maíz al agregado de S fue significativa con dosis de N superiores a 60 kg/ha y mayor a dosis crecientes de N; además, mostraron que existe una significativa interacción N*S. Por otra parte, los genotipos de maíz de alto potencial de rendimiento tienen requerimientos de nutrientes muy elevados, por lo que la respuesta es mayor a mayores dosis de N (^{Salvagiotti et al., 2010}). De igual modo, la interacción entre nutrientes puede incrementar la eficiencia del fertilizante aplicado y mejora la utilización de N por el cultivo (^{Stewart, 2007}).

Otros cereales también han experimentado respuestas similares a la aplicación de S; Hoffman, Fassana, Mazzilli, Berger y Ernst (2016) encontraron que el agregado de N en presencia de S incrementó las cantidades absorbidas de N en trigo. La respuesta al S de los materiales genéticos de este ensayo está relacionada con los contenidos bajos a medios de materia orgánica y los reducidos tenores de este nutriente en el suelo (tabla 1), además de la prolongada historia agrícola de la zona sin aportes de fertilizantes azufrados, que es la causa determinante de la deficiencia de S en los suelos (^{Pagani, Echeverría, & Sainz, 2009}).

Con respecto al P1000G, se observaron diferencias estadísticamente significativas (p ≤ 0,05) entre los niveles de fertilización y con el testigo (tabla 2) para todos los genotipos, detectándose respuesta a la fertilización con N y S. Todos los materiales evaluados alcanzaron el mayor P1000G con la aplicación de 200 y 50 kg/ha de N y S, respectivamente, diferenciándose significativamente (p ≤ 0,05) del resto de los niveles de fertilización aplicados.

El aumento del P1000G al incrementar la dosis de N depende generalmente de la relación entre el peso del grano y el crecimiento de la planta durante el llenado de los granos, razón por la cual en el testigo este aumento se vio limitado por la menor cantidad de asimilados (^{Amin, 2011}). En este caso, el agregado de S mejora tanto el rendimiento en grano como el P1000G a la dosis más alta de N, aun cuando el P1000G no es un componente que se asocie tan directamente con el rendimiento como el número de G/m² (^{Pérez, 2015}); estos resultados son indicativos de que las características de cada genotipo y su capacidad para removilizar asimilados hacia el grano pueden favorecer el rendimiento y sus componentes.

En cuanto al número de G/m², considerado el factor más estrechamente relacionado con las variaciones en el rendimiento (^{Capurro et al., 2002}; ^{Muchow, 1998}), se obtuvieron los mayores valores con el nivel de fertilización N₂₀₀ S₅₀ para todos los híbridos, con diferencias estadísticas significativas (p ≤ 0,05) entre los niveles de fertilización y con el testigo. Estos resultados indican que el aumento del número de G/m², en respuesta al agregado de S, fue determinante en el incremento del rendimiento en los genotipos de maíz evaluados, y que la fertilización con N y, en menor medida, con S modifican la oferta de asimilados y nutrientes y afecta el peso individual y la calidad de los granos (^{Pagani et al., 2009}). Ferragutti et al. (2016) obtuvieron una respuesta similar cuando evaluaron la fertilización con nitró­geno y azufre en maíces córneos y semidentados.

Tabla 2. Efecto de la fertilización nitroazufrada sobre el rendimiento, el peso de mil granos y el número de granos por metro cuadrado, de tres híbridos de maíz de diferentes texturas de endospermo 

^Nota.Letras distintas dentro de una columna indican diferencias significativas (p ≤ 0,05) de acuerdo con el test de compara­ciones múltiples de Tukey

Fuente: Elaboración propia

Tabla 2. (cont.) Efecto de la fertilización nitroazufrada sobre el rendimiento, el peso de mil granos y el número de granos por metro cuadrado, de tres híbridos de maíz de diferentes texturas de endospermo. 

^Nota. Letras distintas dentro de una columna indican diferencias significativas (p ≤ 0,05) de acuerdo con el test de comparacionesmúltiples de Tukey.

Fuente: Elaboración propia

Calidad física y nutricional del grano

En la tabla 3 se observa que los valores de ph presentaron diferencias significativas (p ≤ 0,05) entre los niveles de fertilización y con el testigo, para todos los híbridos evaluados, lo que muestra que la interacción genotipo × fertilización influyó significativamente sobre el ph de los granos. En este estudio, los genotipos córneo y semicórneo (DK-5632 y DK-440) obtuvieron valores mayores de ph que el híbrido semidentado, debido a que los granos de endospermo córneo son más densos y pesados que los de endospermo blando, lo que confirma que a mayor dureza del endospermo el ph es mayor. Resultados similares fueron informados por Barrios et al. (2016).

En general, el ph es un parámetro de calidad que responde a la fertilización nitrogenada y, al tomar en consideración que la absorción de N se favorece cuando el cultivo es fertilizado con S (^{Salvagiotti et al., 2009}), son esperables los aumentos de ph alcanzados. Por otra parte, aun cuando la calidad del genotipo córneo fue mayor en lo relativo al ph, el rendimiento fue menor en comparación con el híbrido de textura blanda o semidentado (tabla 2). Este comportamiento se observa comúnmente en campo, ya que los maíces dentados y semidentados tienen mayor potencial de rendimiento, producto del mejoramiento genético (^{Calderone, Torres, Papucci, Cruciani, & González, 2008}).

El híbrido semidentado DK-5277 mostró también mayor respuesta sobre el PH, en comparación con los otros dos híbridos con la aplicación de N₂₀₀ S₅₀, si consideramos que este genotipo experimentó un aumento del 8,9 % con respecto al PH del testigo, en comparación con los aumentos experimentados por el DK-5632 y DK-440, de 6,4 % y 7,7 %, respectivamente. Estos resultados indican una mayor eficiencia en el uso del N con el agregado de 50 kg/ha de S, y representa una mejora en la calidad del grano de este genotipo debido al incremento en los valores de ph. Ya que el S se encuentra en las proteínas como componente de aminoácidos, entre otros metionina y cistina, la aplicación de fertilizantes azufrados pudiera tener efectos importantes no solo sobre el aumento del contenido de proteínas, sino también sobre los cambios en la textura y densidad del endospermo, aumentando la resistencia al quebrado del grano (^{Cruciani, González, Papucci, & Pedrol, 2014}).

Por su parte, el if representa uno de los indicadores de dureza más importantes para el proceso de molienda seca (^{Ferragutti, Salvagiotti, & Castellarín, 2012}). En este ensayo se obtuvieron diferencias significativas (p ≤ 0,05) para el if entre los niveles de fertilización y con el testigo, para cada uno de los genotipos evaluados (tabla 3), siendo los híbridos de textura dura y semidura DK-5632 y DK-440 los de menor if. En este experimento, la aplicación del nivel de fertilización N₂₀₀S₅₀ permitió una disminución significativa de los valores de IF, que es indicativo de una mejora en la calidad del grano en cuanto a su dureza (^{Zepeda et al., 2009}). Esta tendencia se presentó especialmente en el caso del híbrido semidentado DK-5277. Teniendo en cuenta estudios que han mostrado que ocurre una mayor absorción de N en cultivos fertilizados con S (^{Salvagiotti et al., 2009}), estos resultados corroboran que la estrategia de fertilización nitroazufrada tiene un efecto importante sobre la textura del endospermo, aumentando la densidad del grano a través del aumento de la proporción de zeínas y glutelinas en el endospermo córneo (^{Barrios et al., 2016}; ^{Tsai, Dwerkat, Huber, & Warren, 1992}).

En relación con la dureza del endospermo, esta es una propiedad del grano asociada a una mayor densidad y vitrosidad del endospermo córneo, factores que dependen de la unión entre el almidón y las proteínas, especialmente las zeínas, fracción abundante en aminoácidos azufrados (^{Cirilo, Actis, Andrade, & Valentinuz, 2011}). En este estudio se obtuvieron, para todos los genotipos evaluados, diferencias significativas (p ≤ 0,05) entre los niveles de fertilización y con el testigo para el test de dureza; el genotipo DK-5277 de endospermo blando alcanzó valores más bajos que los genotipos córneo y semicórneo, como era de esperarse, ya que mientras en la fracción córnea del endospermo el almidón y la proteína se encuentran fuertemente ligados, en la fracción harinosa el enlace es más débil, aunque la fertilización con N y S permitió una respuesta mucho más evidente en este genotipo, debido a que el aumento con respecto al testigo fue de más de 100 % en comparación con 15,99 % y 20,18 % de los híbridos córneo y semicórneo, respectivamente. El mejoramiento de los valores del test de dureza, en respuesta a la fertilización nitroazufrada en todos los híbridos evaluados, corrobora que una oportuna nutrición con S y N, que asegure un flujo adecuado de estos nutrientes a los granos, favorecería su dureza al aumentar la concentración de ambos elementos (^{Cirilo et al., 2011}).

Con respecto al contenido de PC, las medias del nivel de fertilización N₂₀₀S₅₀ para todos los híbridos difirieron significativamente con las del resto de los niveles de fertilización y el testigo (p ≤ 0,05). Estos resultados confirman que el contenido de proteínas se incrementa por una suplencia adecuada de N y S, y que este aumento influye positivamente sobre la densidad del grano, reduciendo la susceptibilidad al quebrado como consecuencia del mayor contenido de zeínas y de la mayor relación endospermo córneo/ endospermo harinoso (^{Cirilo et al., 2011}; ^{Cruciani et al., 2014}). Por otra parte, las gamma y beta zeínas también requieren S para su síntesis, debido a la presencia de aminoácidos azufrados en su composición (^{Wu & Messing, 2010}), lo que explicaría la respuesta a esta estrategia de fertilización.

La correlación entre las variables medidas se presenta en la tabla 4. Para los tres genotipos la pc se asoció positiva y significativamente con el rend y la D, y de forma positiva y altamente significativa con el ph y el P1000G, mientras que con el if presentó una correlación negativa y altamente significativa. Las estrategias de fertilización evaluadas en este ensayo permitieron un aumento de la calidad física del grano a través de una disminución de los if de cada híbrido. El ph se asoció de manera negativa y altamente significativa con el if, mientras que el P1000G y el rendimiento se asociaron de forma positiva y altamente significativa

Tabla 3. Efecto de la fertilización nitroazufrada sobre el peso hectolítrico, el índice de flotación, la dureza y el contenido de proteína cruda de tres híbridos de maíz de diferentes texturas de endospermo. 

^Nota.Letras distintas dentro de una columna indican diferencias significativas (p ≤ 0,05) de acuerdo con el test de comparaciones múltiples de Tukey

Fuente: Elaboración propia

Tabla 3. (cont.) Efecto de la fertilización nitroazufrada sobre el peso hectolítrico, el índice de flotación, la dureza y el contenido de proteína cruda de tres híbridos de maíz de diferentes texturas de endospermo. 

^Nota.Letras distintas dentro de una columna indican diferencias significativas (p ≤ 0,05) de acuerdo con el test de comparaciones múltiples de Tukey

Fuente: Elaboración propia

Tabla 4. Coeficientes de correlación lineal entre la dureza del endospermo (D), granos por metro cuadrado (G/m²), índice de flotación (IF), peso hectolítrico (PH), peso de 1.000 granos (P1000G), porcentaje de proteína cruda (PC) y rendimiento, en tres híbridos de maíz de diferentes texturas de endospermoNs: No significativo. **Significativo al 1 % de probabilidad. *Significativo al 5 % de probabilidad. 

Fuente: Elaboración propia