Acido salicilico,inductor de resistencia a sequia en canola de riego bajo labranza reducida

ÁCIDO SALICÍLICO: INDUCTOR DE RESISTENCIA A SEQUÍA EN CANOLA DE RIEGO BAJO LABRANZA REDUCIDA

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS CENTROÁCIDO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL PACÍFICO CENTRO SALICÍLICO: INDUCTOR DE CAMPO EXPERIMENTAL URUAPAN RESISTENCIA A SEQUÍA EN CANOLA DE Folleto técnico No. 2 Marzo de 2010

RIEGO BAJO LABRANZA REDUCIDA Blanca Leticia Gómez Lucatero Mario Alberto Cepeda Villegas

DIRECTORIO LIC. ECON. FRANCISCO JAVIER MAYORGA CASTAÑEDA Secretario de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación ING. FRANCISCO LÓPEZ TOSTADO Subsecretario de Agricultura y Ganadería ING. ANTONIO RUÍZ GARCÍA Subsecretario de Desarrollo Rural LIC. JEFFREY MAX JONES JONES Subsecretario de Fomento a los Agronegocios LIC. JOSÉ DE JESÚS LEVY GARCÍA Oficial Mayor BIOL. ESTEBAN CRUZALEY DÍAZ BARRIGA Delegado en Michoacán INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS DR. PEDRO BRAJCICH GALLEGOS Director General DR. SALVADOR FERNÁNDEZ RIVERA Coordinador de Investigación, Innovación y Vinculación DR. ENRIQUE ASTENGO LÓPEZ Coordinador de Planeación y Desarrollo LIC. MARCIAL ALFREDO GARCÍA MORTEO Coordinador de Administración y Sistemas CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL PACIFICO CENTRO DR. KEIR FRANCISCO BYERLY MURPHY Director Regional DR. GERARDO SALAZAR GUTIÉRREZ Director de Investigación M.C. PRIMITIVO DÍAZ MEDEROS Director de Planeación y desarrollo L.A.E. MIGUEL MÉNDEZ GONZÁLEZ Director de Administración DR. IGNACIO VIDALES FERNÁNDEZ Director de Coordinación y Vinculación en Michoacán y Jefe del Campo Experimental Uruapan

ÁCIDO SALICÍLICO: INDUCTOR DE RESISTENCIA A SEQUÍA EN CANOLA DE RIEGO BAJO LABRANZA REDUCIDA

1

Blanca Leticia Gómez Lucatero 1 Mario Alberto Cepeda Villegas

CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL DEL PACÍFICO CENTRO CAMPO EXPERIMENTAL URUAPAN 1

Investigadores del Campo Experimental Uruapan de INIFAP. Folleto Técnico No. 2

Marzo del 2010

ÁCIDO SALICÍLICO: INDUCTOR DE RESISTENCIA A SEQUÍA EN CANOLA DE RIEGO BAJO LABRANZA REDUCIDA “No esta permitida la reproducción total o parcial de esta publicación, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito a la Institución” Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias.

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Primera edición: Marzo de 2010 ISBN 978-607-425-312-2 Centro de Investigación Regional del Pacífico Centro.

Parque Los Colomos S/N 2da. Sección Col. Providencia, C.P. 44660, Guadalajara, Jal. Campo Experimental Uruapan.

Av. Latinoamericana No. 1101. Col. Revolución.

C.P. 60150 Uruapan, Michoacán. México.

La cita correcta de la obra es: Gómez Lucatero B. L. y Cepeda V. M. A. 2010. Ácido salicílico: inductor de resistencia a sequía en canola de riego bajo labranza reducida Folleto Técnico No. 2. SAGARPA. INIFAP – CIRPAC. Uruapan, Mich., México.

CONTENIDO Página RESUMEN

1

SUMMARY

2

INTRODUCCIÓN

3

ANTECEDENTES

4

Situación del agua en México

5

Labranza de conservación

8

Riego deficitario

10

Inductores de resistencia a sequía

12

Ácido Salicílico

13

Cultivo de Canola

15

MATERIALES Y MÉTODOS

16

Sitios experimentales

16

Tratamientos

17

Características estudiadas

18

Diseño experimental

18

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

20

CONCLUSIONES

30

LITERATURA CITADA

30

ÁCIDO SALICÍLICO: INDUCTOR DE RESISTENCIA A SEQUÍA EN CANOLA DE RIEGO BAJO LABRANZA REDUCIDA

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRICOLAS Y PECUARIAS CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL PACIFICO CENTRO CAMPO EXPERIMENTAL URUAPAN

La edición consta de 500 ejemplares Marzo del 2010 Impreso en México – Printed in México

En el proceso editorial de la publicación participó el siguiente personal: REVISIÓN TÉCNICA M. C. Alfredo González Ávila Investigador C. E. Centro Altos de Jalisco Dr. Samuel Salazar García Investigador C. E. Santiago Ixcuintla SUPERVISIÓN DR. KEIR FRANCISCO BYERLY MURPHY DR. FERNANDO DE LA TORRE SANCHEZ EDICION Ing. Roberto Toledo Bustos Ing. H. Jesús Muñoz Flores Dr. Víctor M. Coria Ávalos Para mayor información acuda, llame ó escriba al: Centro de Investigación Regional del Pacífico Centro.

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RESUMEN Actualmente, los abastecimientos de agua disminuyen, mientras que la demanda crece a un ritmo insostenible.

En la agricultura se desperdicia el 60% del agua, principal componente de las plantas (85-95%), fundamental para la nutrición y muchas reacciones biológicas. Una de las bases de la producción es el proceso de transpiración, ya que permite el intercambio gaseoso y la producción de biomasa; por esta razón, se deben diseñar estrategias sostenibles como la labranza de conservación, el riego deficitario controlado (RDC) y el uso de inductores de resistencia al estrés (Ácido salicílico, AS). La labranza de conservación implica un enfoque integral de la agricultura orientado a la competitividad y preservación de los recursos, el RDC consiste en la aplicación de un pequeño estrés hídrico en ciertos períodos precisos del ciclo fenológico de la planta, sin que esta condición afecte la producción ni la calidad de la semilla, mientras que el AS participa en la cascada de señalización, que da lugar a las respuestas de adaptación en ambientes extremos y en la expresión de los sistemas de control del daño oxidativo. Por otro lado, la canola es una especie con bajo uso consuntivo de agua y con posibilidades de mercado; además es un cultivo productor de aceite comestible de alta calidad y la segunda oleaginosa que demanda la industria nacional. La aplicación de ácido salicílico bajo labranza reducida en el cultivo de canola redujo 20 % el volumen de agua utilizada, incrementó en 80 % la eficiencia de conversión de cada gramo producido por metro cúbico de agua y aumentó 700 kg ha-1 el rendimiento, así como la relación beneficio costo en 34 %.

SUMMARY Currently, water supplies are decreasing, while demand is growing at unsustainable rates. In agriculture 60% of water is wasted, main component of the plants (8595%), essential for nutrition and essential for many biological reactions. One of the key aspects in crop production is the process of transpiration, since it allows cooling, gas exchange and biomass production. For this reason, the design of strategies, such as conservation tillage, controlled deficitario irrigation (DCI) and the use of inducing resistance to stress (salicylic acid, SA). The conservation tillage involves a holistic approach to agriculture oriented competitiveness and preservation of resources, the DCI consists of the application of the small hydric stress in certain precise periods of the phenologic cycle of the plant, without this condition affects the production nor the quality of the seed, while the SA is involved in the signaling cascade that leads to adaptive responses in extreme environments and in the expression of the control systems of oxidative damage.

Furthermore, canola is a specie with low-consumptive use of water and potential market, it is also a growing producer of high-quality edible oil and second oil demanded by domestic industry. The application of salicylic acid under reduced tillage in canola the cultivation reduced by 20% the amount of water used, increased by 80% the conversion efficiency based on each gram of crop produced per cubic meter of water, as well as increased yield 700 kg ha-1 and the benefit to cost ratio by 34%.

INTRODUCCIÓN La producción agrícola en las áreas de riego de Michoacán está basada principalmente en la cosecha de maíz, sorgo y trigo. En los últimos años la situación agrícola regional se ha tornado difícil, debido entre otras causas al bajo precio del grano de estos cultivos y a la escasez de agua para riego, por lo que la superficie sembrada se ha reducido significativamente, ya que actualmente se dispone de agua para aplicar sólo tres riegos de auxilio.

Una mayor productividad del agua exige modificar el manejo de los cultivos, del suelo y del agua. Las posibles estrategias son: selección de cultivos y cultivares apropiados, métodos mejorados de siembra, labranza mínima y sincronizar las aplicaciones de agua con los periodos de crecimiento; todas estas son prácticas culturales y agronómicas que reducen la evaporación y transpiración del agua (FAO, 2006).

Se han propuesto diferentes alternativas para conservar y proteger el recurso suelo y agua; una de ellas es el empleo de la labranza de conservación (LC), que implica un nuevo enfoque integral de la agricultura orientado a la competitividad y preservación de los recursos, partiendo de un cambio de mentalidad para dejar el viejo paradigma del arado (Novelo, 2000).

Otras estrategias sostenibles son el riego deficitario controlado (RDC) y el uso de inductores de resistencia al estrés hídrico, como el ácido salicílico (AS). El RDC se basa en el crecimiento vegetativo (Girona, 1996), mientras que el AS participa en la cascada de

señalización, que da lugar a las respuestas de adaptación en ambientes extremos y a la expresión de los sistemas de control del daño oxidativo. También, deben buscarse especies con bajo uso consuntivo de agua y con posibilidades de mercado, como la canola; cultivo productor de aceite comestible de alta calidad y segunda oleaginosa que demandada por la industria nacional.

ANTECEDENTES En la actualidad, los agricultores deben ser capaces de producir a bajo costo para mantener una adecuada competitividad y rentabilidad. Para lograr esto, es necesario incrementar los rendimientos y reducir los costos de producción, pero mejorando al mismo tiempo la protección del ambiente. El manejo eficiente de cualquier cultivo se basa en el conocimiento adecuado de las diferentes etapas de crecimiento durante el ciclo de vida, ya que estas son determinadas por la constitución genética de la planta, así como por las condiciones climáticas, edáficas e hídricas prevalecientes en el entorno (Rengel, 2002).

En los últimos años, la labranza de conservación, así como el uso de inductores de resistencia a sequía bajo RDC, han sido promovidos como una alternativa viable para contribuir a revertir la degradación de los recursos naturales (Roberts, 2002) y al cultivo de canola para ayudar a incrementar la biodiversidad. Estas actividades agrícolas se lograrán con un manejo apropiado de suelos, cultivo, agua y biomasa

microbiana, tendientes a fomentar el desarrollo de una agricultura sostenible en la región (Bocco et al., 2000).

Situación del agua en México De 1950 a 2005, la población del país se cuadruplicó, y pasó de ser predominantemente rural (57.4%) a principalmente urbana (76.5%). Al mismo tiempo, la tasa de crecimiento media anual disminuyó significativamente. La mayor tasa se presentó en el periodo 1960-1970 (3.40%), para después decrecer hasta llegar a un valor de 1.02% en el periodo 20002005. El país se puede dividir en dos grandes zonas: la zona norte, centro y noroeste, donde se concentra el 77% de la población, se genera el 87% del PIB, pero únicamente ocurre el 31% del agua renovable; y la zona sur y sureste, donde habita el 23% de la población, se genera el 13% del PIB y ocurre el 69% del agua renovable. Existe una disparidad entre esas dos zonas en cuanto a su disponibilidad y su actividad económica (Conagua, 2006).

Anualmente México recibe aproximadamente 1.51 billones de metros cúbicos de agua en forma de precipitación, de esta agua, el 72.5% se evapotranspira y regresa a la atmósfera, el 25.6% escurre por los ríos o arroyos y el 1.9% restante se infiltra al subsuelo y recarga los acuíferos, de tal forma que anualmente el país cuenta con 465 mil millones de metros cúbicos de agua dulce renovable, a lo que se le denomina disponibilidad natural media. La disponibilidad natural

media per cápita, ha disminuido de 18,035 m3 /hab/año en 1950 a tan solo 4,416 en el 2006 (Conagua, 2006).

En la actualidad el país esta dividido en 13 cuencas o regiones hidrológicas. El estado de Michoacán esta incluido en la región VIII Lerma-Santiago-Pacífico (Figura 1), la cual presenta los siguientes problemas: escasez de aguas superficiales, disminución de los niveles del Lago de Chapala, severos problemas de contaminación de aguas superficiales y maleza acuática en el río Lerma, en las presas y en los lagos de Chapala, Cuitzeo y Pátzcuaro. Aunado a lo anterior, existen problemas de sobreexplotación y contaminación de algunos acuíferos, así como problemas de deforestación y erosión de suelos en las partes altas de la cuenca. Existe una fuerte competencia por el uso de agua entre los diversos usuarios. Esto se agrava en las subregiones con mayor progreso económico y desarrollo productivo: Alto, Medio y Bajo Lerma, así como en el Alto Santiago, pues presentan un desequilibrio hidrológico generalizado. Esta situación se acentúa debido a la baja eficiencia en el uso agrícola, así como por las inundaciones y sequías que dañan eventualmente a la población y a las actividades económicas. El uso consuntivo del agua está asignado de la siguiente manera: 79% agrícola, 11% Público-Urbano, 9% Industria y 1% Pecuario (Loeza, 2006).

Figura 1. Cuencas o regiones hidrológicas del país y la presión en cada una de ellas sobre el recurso agua.

Los efectos de la sobreexplotación de los acuíferos han ocasionado un impacto ambiental irreversible, agotamiento de los manantiales, desaparición de lagos, reducción de los caudales de los ríos, eliminación de la vegetación y fauna nativa, así como la pérdida de ecosistemas, deterioro de la calidad del agua en numerosos acuíferos, abatimiento de niveles de aguas subterráneas, asentamientos diferenciales y agrietamiento del terreno (Conagua, 2007).

Con el fin de hacer frente a la disminución de la disponibilidad del agua en los próximos años, es

necesario realizar acciones para reducir su demanda, a través del incremento en la eficiencia del uso del agua para el riego de cultivos y en los sistemas de distribución de agua en las ciudades. Además, deberán incrementarse significativamente los volúmenes de agua residual tratada y su rehúso, con el fin de aumentar la disponibilidad de agua con calidad adecuada para los usos a los que se destina (Conagua, 2007).

Labranza de Conservación La ciencia y la investigación han hecho grandes esfuerzos por lograr que los agricultores dispongan de una mejor tecnología para el uso y manejo de sus suelos. Existe un notable avance en conservación de suelos, genética, control de plagas y enfermedades, fertilización y riego. Sin embargo, todo este desarrollo tecnológico en favor de la conservación no se hace presente en el campo, observándose los serios trastornos que genera una agricultura intensiva en el manejo de los suelos como son la erosión, sedimentación, salinización y acidificación (Novelo, 2000).

Se han propuesto diferentes alternativas para conservar y proteger el suelo. Una de ellas es el empleo de la labranza de conservación (LC) y en México, esta es una necesidad tecnológica, considerando que más de 60% de nuestro territorio sufre de un moderado a severo grado de desertificación por efectos de la erosión (Galeana et al., 1999). El principio fundamental de la LC es la cobertura o

mantillo del suelo con los rastrojos de las cosechas de los cultivos anteriores. La LC tiene un efecto determinante en la disminución de la erosión y en la reducción de la temperatura del suelo, en el incremento de la humedad del suelo, de la materia orgánica y actividad microbiana lo que preserva la fertilidad del suelo; además, los sistemas radicales se modifican y la estructura, así como la densidad del suelo evolucionan (González, 2007).

Existen diferentes tipos de labranza de conservación, entre los que se encuentran la labranza reducida, que consiste en un menor número de pasos de maquinaria (González, 1990). En lo que se refiere al uso de fertilizantes en LC, lo ideal serán seleccionar el tipo de producto comercial a usar, tomando en cuenta su naturaleza, volatilidad, tipo de suelo, pH, régimen de humedad y cultivo entre otros (Figueroa et al., 1992). El manejo de la LC implica un nuevo enfoque integral de la agricultura orientado a la competitividad y preservación de los recursos, partiendo de un cambio de mentalidad para dejar el viejo paradigma del arado (Novelo, 2000).

La labranza de conservación juega un papel positivo al secuestrar carbono de la atmósfera en los cultivos para luego retenerlo en el suelo. Los resultados experimentales han mostrado las ventajas significativas de la labranza de conservación (LC) sobre la labranza convencional (LO), Más de cien experimentos, efectuados en el programa nacional de maíz del INIFAP durante 5 años, mostraron que en el maíz, la LC redujo la tasa de erosión en aproximadamente 80

% y 95% en el caso de trigo, comparado con labranza convencional. A medida que se continúa aplicando la labranza de conservación, la tendencia es aumentar la protección del suelo (Osuna, 1997; Velásquez et al., 1997).

Riego Deficitario Uno de los principales factores limitantes de la producción agrícola es el agua para riego, por lo tanto, en las regiones donde existe escasez de recursos hídricos dificulta la disponibilidad de agua para riego, es necesaria su racionalización, intentando reducir el consumo, mejorando la eficiencia en el uso y en la aplicación del agua. Entre los métodos que mejoran la eficiencia en el uso del agua se encuentra la aplicación de estrategias de riego deficitario controlado (RDC).

El concepto general del RDC se define como la aplicación de un pequeño estrés hídrico en ciertos períodos precisos del ciclo fenológico de la planta, sin que esta condición afecte la producción ni la calidad del fruto. La idea del RDC se basa en la incidencia del déficit hídrico sobre dos procesos: el crecimiento vegetativo y la fotosíntesis (Saavedra, 2000).

La cantidad de agua requerida para satisfacer la transpiración en las plantas depende de las condiciones ambientales, del tipo de suelo y de las características particulares de las plantas como son el tamaño, la edad, los niveles de producción, además de la estructura y distribución de las raíces (Salgado, 1990).

De acuerdo a Hsiao (1990), mientras que el crecimiento se manifiesta muy susceptible a la disminución de los aportes hídricos, la fotosíntesis lo es en menor grado.

Girona (1996) indica que la combinación de estos dos efectos permite la aplicación de déficit hídricos moderados en momentos del ciclo anual en que no se desee un crecimiento vegetativo, pero sin afectar la actividad de fotosíntesis.

La aplicación de estrategias de RDC permite, en muchos casos, el ahorro de agua tanto por la disminución de los aportes que se realiza como por el aumento en la eficiencia en el uso de este recurso por parte de los cultivos. La determinación de los niveles de susceptibilidad en distintas etapas del ciclo fenológico de diferentes especies, es otro de los resultados que se han sido obtenidos en estudios de RDC (Saavedra, 2000).

La aplicación de estrategias de RDC lleva implícito que en algún período concreto del crecimiento del cultivo se apliquen dosis de agua inferiores a las óptimas. El nivel en que la producción se vea afectada dependerá de la naturaleza del proceso (crecimiento vegetativo, del fruto, etc.) sobre el que ella incida y del grado de restricción hídrica (Girona y Marsal, 1995).

Castel y Buj (1990) aplicaron fracciones de las necesidades hídricas durante todo el ciclo del cultivo y con ello cuantificaron el impacto relativo del déficit en los distintos procesos de la planta, pero un efecto relativamente pequeño en un período determinado,

sería enmascarado por el efecto mayor de éste en un periodo anterior o posterior. Lo interesante es adecuar los aportes hídricos al comportamiento fisiológico de la planta.

Inductores de resistencia a sequía La aplicación foliar de nutrientes es efectiva debido a que la penetración a través de la superficie de las hojas y demás partes aéreas de las plantas está regulada por las células epidermales de las paredes externas de las hojas. Estas paredes están cubiertas por una capa de ceras, pectinas, hemicelulosa y celulosa que protegen a la hoja de una excesiva pérdida de solutos orgánicos e inorgánicos por la lluvia. Una gradiente de carga se produce en esta capa cuticular de la parte externa hacia el interior de pared, permitiendo la penetración de iones a lo largo de la gradiente, favoreciendo la efectividad de los nutrientes y controlando las pérdidas por lixiviación (Yamada et al., 1964).

Una vez que se ha realizado la absorción, las sustancias nutritivas se mueven dentro de la planta utilizando varias vías: a) la corriente de transpiración vía xilema, b) las paredes celulares, c) el floema y otras células vivas y d) los espacios intercelulares. La principal vía de translocación de nutrimentos aplicados al follaje es el floema. El movimiento de célula a célula ocurre a través del protoplasma, por las paredes o espacios intercelulares (Salas, 2002a). La tasa de absorción de cada elemento es diferente, así el nitrógeno se destaca por su rapidez de absorción necesitando de 0,5 a 2 horas, el calcio de 10 a 24

horas y el fósforo hasta de 10 días para que el 50% de lo aplicado penetre en la planta (Bertsch, 1995).

Obviamente, la respuesta de la planta a la nutrición foliar dependerá de varios factores tales como la especie, la fuente del fertilizante, la concentración, la frecuencia de aplicación, los factores climáticos, sistema de aplicación, así como el estado de crecimiento de la planta. La combinación más apropiada de todos ellos se obtendrá a través de la experiencia y condiciones del medio (Salas, 2002b). Ácido Salicílico (AS) El ácido salicílico pertenece al grupo de los fenoles y se deriva de la conversión del ácido cinámico. Se encuentra en todas las plantas, en mayores concentraciones en las termogénicas y en aquellas infectadas con patógenos. Las frutas y los vegetales son fuentes naturales de ácido salicílico; las primeras, en particular las bayas, poseen grandes cantidades bajo la forma de salicilatos (sales del ácido salicílico).

Algunas hierbas y especias contienen también grandes cantidades, en contraste con la carne, el pollo, el pescado, los huevos y los productos lácteos que poseen muy poco o nada de salicilatos. Así mismo, entre las legumbres, las semillas, las nueces y los cereales, sólo las almendras, las castañas y los cacahuates poseen cantidades significativas (FoodInfo. 2007).

El AS es un regulador de crecimiento endógeno, que controla el crecimiento y desarrollo de la planta (Schettel y Balke, 1983), las tasas de fotosíntesis y

transpiración (Pancheva et al., 1996), el transporte de los iones (Harper y Balker, 1981), e induce cambios en la anatomía de las hojas y en la ultraestructura de los cloroplastos (Uzunova y Popova, 2000). En Arum lily es inductor de termogénesis e induce la floración en un gran número de plantas además de controlar el trasporte de iones por las raíces y la conductividad estomatal (Raskin, 1992). El AS también participa en la regulación de señales de la expresión de genes en la senescencia de las hojas de Arabidopsis (Morris et al., 2000), sirve como un regulador del gravitropismo (Medvedey y Markova, 1991) y como un inhibidor de la maduración del fruto (Srivastava y Dwivedi, 2000). En los últimos 20 años ha demostrado su habilidad para inducir resistencia sistémica adquirida (RSA) en las plantas para diferentes patógenos, la cual se manifiesta en la aparición de patogénesis relacionadas con proteínas (PR), donde el AS es considerado como un señalador en la inducción de la expresión de estos genes (Metraux, 2001).

El AS tiene la habilidad de producir un efecto protector sobre las plantas que están bajo estrés de diferente naturaleza abiótica. Los resultados indican que el AS incrementa la inducción de resistencia a la salinidad en plántulas de trigo (Shakirova y Bezrukova, 1997), y al déficit de agua (Bezrukova et al., 2001), así como a la acción de daños por metales pesados en plantas de arroz (Mishra y Choudhuri, 1999). Existen datos de que el AS induce la síntesis de proteínas para el choque de calor en plantas de tabaco (Burkhanova et al., 1999) y la acumulación de lectinas en trigo (Shakirova y Bezrukova, 1997), así como la activación rápida de la

proteína kinasa 48 kD en cultivo de células en suspensión de tabaco para el estrés osmótico (Mikolajczyk et al., 2000). También, es inductor a la termotolerancia en plántulas de mostaza (Chen et al., 1997; Dat et al., 1998) y protege a las plantas de maíz contra el estrés por bajas temperaturas (Janda et al., 1999).

El lazo común entre los diferentes tipos de estrés, es que todos ellos producen una explosión oxidativa. Los cloroplastos, son la mayor fuente de actividad de O 2 y antioxidantes en las plantas (Foyer et al., 1994; IturbeOrmaetxe et al., 1998) y tienen un papel esencial en la prevención del daño oxidativo, el cual se ve afectado gravemente por el estrés ambiental (Bowler et al., 1994). Por todo lo anterior, es natural que el AS esté incluido en diferentes programas antiestrés.

Cultivo de Canola En los últimos años, la industria aceitera en la República Mexicana ha incrementado considerablemente la demanda de grano de canola hasta un millón de toneladas por año; esto, debido a que es la materia prima para la elaboración de aceites comestibles, sean puros o mixtos, la cual se tiene que importar de Canadá, Francia, Alemania, Reino Unido, Polonia y los Estados Unidos lo que ocasiona una gran fuga de divisas.

En el centro del país, existen regiones donde las condiciones climáticas, son favorables para la realización de dos cultivos por año, basados

principalmente en gramíneas. El ciclo primavera– verano (PV) generalmente es de temporal (período de lluvias) y otoño–invierno (OI) es bajo el sistema de riego. En estos sistemas de producción el cultivo principal es el que se establece en el ciclo PV, el cual generalmente abarca un periodo de seis a siete meses, lo que reduce el tiempo disponible para el cultivo a establecer otro cultivo en el ciclo OI, de tal manera, que las alternativas de cultivo para este ciclo deben apegarse al tiempo disponible. Por esta razón, la principal alternativa de los productores son los cereales de grano pequeño; sin embargo, en los últimos años, su productividad ha decrecido principalmente debido a las heladas tardías que afectan la floración y fecundación, lo cual aunado a los difíciles problemas de comercialización han provocado una baja rentabilidad y en muchos casos pérdidas totales.

El cultivo de canola se adapta bien a los suelos y climas donde se siembra trigo, presenta un ciclo vegetativo de 135 a 145 días, por lo que se considera una opción viable, ya que los productores lo pueden integrar en sus sistemas de producción; además, su precio de compra es mayor que el del trigo, su pago es inmediato y tiene otras ventajas económicas por ser cultivo de reconversión.

MATERIALES Y MÉTODOS Sitios experimentales

Los experimentos se establecieron en un clima templado subhúmedo con temperaturas medias de 4.0 a 30 °C y suelo de franco arcilloso a arcilloso durante el ciclo otoño-invierno 2003-2004 en Apeo, Maravatío, Mich. (19° 53’ N) y 100° 21’ O), a 2038 msnm; en el 2004-2005 en los terrenos del Ex Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Producción Sostenible (CENAPROS) ubicado en Álvaro Obregón, Mich. (19° 49’ N y 101° 01’ O), a 1828 msnm. En el OI 2005-2006 en Queréndaro, Mich. (19° 45’ N y 100° 53’ O) a 2006 msnm.

La siembra se realizó en diciembre bajo labranza reducida (rastreo-surcado-escarda), dejando el 30 % de residuos de la cosecha anterior, con una sembradora Dobladense OLU-2N (Figura 2), la cual fue modificada para siembra de canola por investigadores del INIFAPCampo Experimental Uruapan. Se utilizó semilla certificada del híbrido Hyola 401 a una densidad de 3.5 kg ha-1. La fertilización empleada fue de 160-80-60 de NPK, aplicándose un tercio del nitrógeno más todo el fósforo y potasio al momento de la siembra y el resto del nitrógeno a la escarda.

Tratamientos La aplicación foliar del ácido salicílico en 2000 mg·L -1 (AS), así como de otros compuestos como el silicato de potasio en 2000 mg·L-1 (SK), ethrel en 800 mg·L-1 (ET) y sulfato de calcio en 2000 mg·L-1 (SC) se realizó en el estado fenológico 60 (Figura 3: primeras flores abiertas), de acuerdo a la escala de Lancashire et al., (1991). El AS y SK se evaluaron durante los tres ciclos

agrícolas; mientras que el ET se evaluó durante los dos primeros ciclos y en el OI 2005-2006 se incluyó al SC. El agua se aplicó al cultivo con base en el RDC y se tomó en cuenta el crecimiento vegetativo. Se utilizaron tres riegos en todos los tratamientos, aplicándose a los 0-55-85 días después de la siembra (DDS) y se incluyó un testigo sin aplicar con cuatro riegos a los 0-55-85105 DDS; la lámina de agua inicial fue de 20 cm y las restantes de 15 cm (Figura 4). Se aplicó Sethoxydim en dosis de 2 L ha-1, para el control de malezas de hoja angosta a los 25 DDS. La cosecha se realizó en forma manual a la madurez de corte (132 DDS en promedio).

Características estudiadas Las variables cuantificadas se muestran en la Figura 5 y fueron: altura de planta (ALP), número de silicuas por planta (NSP), número de granos por silicua (NGS), peso de mil granos (P1000), peso específico del grano (PES) y rendimiento de grano (RGR), el cual fue ajustado al 8 % de humedad. Se determino el desarrollo y crecimiento del cultivo de la canola, así como el índice de área foliar (LAI) con el Ceptómetro Accupar, modelo PAR-80, la conductancia estomática (CE) y la transpiración (TR) con un porómetro LI-COR modelo LI-1600. El rendimiento de aceite (%) se obtuvo en el laboratorio de la industria de aceite Grasas y Derivados S.A. de C.V., ubicada en Zapopan, Jal. Diseño estadístico Los experimentos fueron establecidos bajo un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro

repeticiones y la unidad experimental estuvo constituida de 8 m2. Los análisis de varianza se realizaron con el paquete MSTAT (Nissen et al., 1986) y la comparación de medias de tratamientos se efectuó con la prueba de Tukey al 5%. Se realizó un análisis conjunto con los datos de los tres ciclos agrícolas. También, se aplicó un análisis económico para determinar la relación beneficio costo (B/C) de acuerdo a la metodología de Pérez (2002).

Figura 2. Siembra de canola bajo labranza reducida con la sembradora Dobladense OLU-2N.

Figura 3. Aplicación foliar del ácido salicílico en el estado fenológico 60 (primeras flores abiertas) de acuerdo con la escala de Lancashire et al.

(1991).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las condiciones climáticas que se presentaron durante los tres ciclos de estudio fueron cambiantes. Dentro de las variables climáticas, la temperatura ejerce un efecto marcado sobre las fases de desarrollo, las bajas las retardan y las altas las acortan. El cultivo de canola pertenece a las plantas C3 requiere temperaturas entre los 5 y 30 °C; con temperaturas inferiores o superiores

el crecimiento es escaso o cesa (Thomas, 2003). En el ciclo OI 2003-2004 la temperatura osciló entre 5 y 28 °C; durante el OI 2004-2005 en general fluctuaron entre 5 y 30 °C, aunque descendieron un poco en enero pero no afectaron al cultivo. En el OI 2005-2006 las temperaturas mostraron un rango entre 5 y 30 °C de enero a marzo, mientras que en abril (período de maduración) estuvieron entre 31 y 34 °C, lo que afectó un poco la formación de de las últimas flores y silicuas (Figura 6). La duración del cultivo, no se afectó por la aplicación de AS y fue de 137, 134, 125 días para el ciclo OI 2003-2004, 2004-2005 y 2005-2006, respectivamente.

120

20

15

15

15

E

BFC

FF

IM

Lámina agua (cm)

4R = 0-55-85-105

100 g planta

3R = 0-55-85

80 60

E = Emergencia BFC = Botón floral visible y cerrado IF = Inicio de floración FF = Fin de floración IM = Inicio de madurez EF = Estado fenológico DDE = Días después de la siembra

40 AS(IF)

20 0 EF

14

18

23

33

55

65

75

80

85

89

DDE

28

35

42

60

70

82

92

109

119

129

Figura 4. Aplicación del riego y AS de acuerdo al crecimiento de la planta de canola en Álvaro Obregón y Querédaro, Mich.

Figura 5. Características evaluadas en los experimentos de canola del ciclo OI 20032004 al 2005-2006.

En el ciclo OI 2003-2004 hubo diferencias significativas para la ALP y RGR; sin embargo, el NSP, NGS, P 1000 y PES no mostraron diferencias. El TES 4R se vio superado estadística y numéricamente en general por todos los tratamientos en todas las variables estudiadas.

El AS y el ET fueron los que obtuvo el mayor rendimiento con un incremento del 74% y 58%, respectivamente sobre el testigo con cuatro riegos (Cuadro 1). La componente de rendimiento que mostró una mayor influencia sobre la producción de grano fue

el NGS; esta característica no presentó diferencias significativas, pero numéricamente su ganancia fue importante, por ejemplo en el AS supero por cuatro granos al TES 4R, considerando el número de silicuas por planta, representó un incremento de 1276 granos por planta, lo que correspondió a 4.7 g por planta. En el PES, el AS, ET y SK mostraron incrementos del 2, 2 y 3% sobre el TES 4R, respectivamente.

Figura 6. Efecto de las temperaturas altas sobre la formación de silicuas En la Figura 7, se observa que los tratamientos aplicados al follaje no presentaron efecto positivo en el rendimiento de aceite, ya que el testigo con cuatro riegos mostró el valor máximo con 47.7%. Los valores

obtenidos por los tratamientos oscilaron entre 46.6 y 47.1%, que son superiores a la norma de calidad que exige la industria aceitera (40 – 44%). Estos resultados coinciden con los obtenidos por Carrillo (2005), quien determinó que el AS, SK y ET no influyeron sobre la producción de aceite en el cultivo de canola.

Los resultados del análisis de varianza del experimento establecido en el OI 2004-2005 indicaron alta significancia para el PES y RGR, significancia para el NSP y NGS, en tanto que para la ALP y P1000 no hubo significancia. Los valores más altos estadística y numéricamente para ALP, NSP, NGS y RGR correspondieron al SK y AS, los cuales superaron por lo menos en 1, 84, 11, 46%, respectivamente al testigo con cuatro riegos (Cuadro 2). El NSP y NGS fueron las variables con mayor influencia sobre el rendimiento de grano.

Cuadro 1. Características evaluadas en canola durante el ciclo OI 2003-2004 en Apeo, Maravatío, Mich.

Tratamiento

ALP (cm)

NSP

NGS

P1000 (g)

AS ET SK TES 3R TES 4R

74 c 90 ab 79 bc 93 a 71 c

319 430 230 487 217

34 33 29 31 30

3.7 3.3 3.8 3.8 4.1

PES (kg hl 1 ) 63.3 63.6 64.2 63.9 62.3

Media C.V. (%) Significancia

81 6 **

336 28 ns

31 8 ns

3.8 13 ns

63.5 2 ns

RGR -1 (kg ha ) 1806 a 1648 a 1294 b 1199 bc 1040 c 1957 5 **

49

48

% 47

46

45

AS

SK

ET

TES 3R

TES 4R

Figura 7. Rendimiento de aceite de los tratamientos evaluados en canola durante el ciclo OI 20032004 en Apeo, Maravatío, Michoacán.

En el Cuadro 3 se muestra la separación de medias y significancia de las características evaluadas en canola en el experimento establecido durante el ciclo OI 20052006. El AS superó estadística y numéricamente al TES 4R en la ALP, NSP, NGS, P1000 y RGR con incrementos del 1, 46, 13, 8 y 31%, respectivamente; el SK fue mejor que el TES 4R en cuatro de las características estudiadas, mientras que el SC lo fue en cinco. En el rendimiento de grano el SK y el SC superaron con 401 y 358 kg ha-1 al TES 4R. En este ciclo, el SK y el AS mostraron una influencia positiva en

las tres componentes de rendimiento y en la producción de grano.

Cuadro 2. Características evaluadas en canola durante el ciclo OI 2004-2005 en los campos del EX - CENAPROS, Álvaro Obregón, Mich.

Tratamiento

ALP (cm)

SK

114

NSP

NGS

P1000 (g)

313

32 a

4.2

30 a

4.3

23 a

4.4

17 a

4.1

a AS

111

ET

103

TES 3R

101

297 ab 225 ab 168 ab

TES 4R

110

161 b

27 a

4.8

Media C.V. (%) Significancia

108 8 Ns

233 29 *

26 27 *

4.4 8 ns

PES (kg hl 1 ) 64.5 a 62.9 b 64.9 a 64.5 a 62.9 b

RGR -1 (kg ha )

63.9 1 **

2931 8 **

3338 a 3214 ab 3130 ab 2764 b 2209 c

Los resultados del análisis conjunto de los tres ciclos agrícolas discutidos antes (exclusivamente para productos) se muestran en el Cuadro 4. El mejor tratamiento fue el AS con incrementos estadísticos y numéricos sobre el TES 4R del 2 % (ALP), 58 % (NSP), 11 % (NGS) y 46 % (RGR). La aplicación del AS incrementó las componentes de rendimiento y la producción de grano, sin embargo, muestra un decremento en el peso específico, manteniéndolo dentro de las normas de calidad.

Cuadro 3. Características evaluadas en canola durante el ciclo OI 2005-2006 en Queréndaro, Mich.

Tratamiento

ALP (cm)

NSP

NGS

P1000 (g)

AS

96 bc 96 bc 99 a

245

4.0

235

26 ab 27 a

190

27 a

3.8

175

27 a

3.8

TES 4R

98 ab 95 c

168

23 b

3.7

Media C.V. (%) Significancia

97 1 **

202 21 ns

26 6 **

3.8 12 ns

SK SC TES 3R

3.5

PES (kg hl 1 ) 58.9 b 59.9 b 58.3 b 60.6 ab 65.5 a

RGR -1 (kg ha )

60.6 4 **

1967 7 **

2239 a 2117 a 2074 a 1743 b 1716 b

En la Figura 8, se observa como el AS disminuyó en un 7 % la transpiración, sin afectar la conductancia estomática, ya que esta aumentó en un 5 %, además el AS incrementó el índice de área foliar en un 77 %, lo que implicó mayor intercepción de la radiación solar, mayor actividad fotosintética, que resultó en una mayor producción de biomasa y mayor rendimiento de grano.

Cuadro 4. Resultados del análisis conjunto para productos del ciclo OI 2003-2004 al 20052006 para las características evaluadas en canola bajo riego en Michoacán.

Tratamiento

ALP (cm)

NSP

NGS

P1000 (g)

AS

94

287

30

4.0

SK

96

237

29

3.9

TES 3R

97

277

25

3.9

TES 4R

92

182

27

4.2

Media C.V. (%) Significancia

95 5 ns

246 24 ns

28 17 ns

4.0 10 ns

PES (kg hl 1 ) 61.7 b 62.9 ab 63.0 ab 63.6 a 62.8 3 *

RGR -1 (kg ha ) 2420 a 2249 b 1902 c 1655 d

2052 7 **

La aplicación de ácido salicílico en el cultivo de canola disminuyó en un 20 % el volumen de agua utilizada, incrementó en 22 % la eficiencia de conversión de cada gramo producido por metro cúbico de agua; el costo de producción se redujo en 3 %, mientras que el rendimiento aumentó en 700 kg ha-1 y la ganancia neta por hectárea fue de $ 2,133.00 (Cuadro 5).

LAI

TRANSPIRACION

CONDUCTANCIA ESTOMATICA

µm · s · m2

-7% 20

15

10

77 % 5 cm · s-1

5% 0 3R + AS

4R

Figura 8. Efecto del ácido salicílico sobre algunas características fisiológicas de la planta de canola.

Cuadro 5. Eficiencia de agua y rentabilidad con la aplicación de ácido salicílico en el híbrido Hyola 401 en Michoacán.

VARIABLE -1 Rendimiento de grano (t ha )

3R + AS 2.4

DIFERENCIA 0.7

1.7

3

Volumen agua (m )

6016 3

Eficiencia de conversión (g·m ) -1

Costo de cultivo ($ ha ) -1

4R

- 1660 7676

399

178 221

6337

Utilidad ($ ha )

2133

Relación B/C

1.34

- 172 6509 717

2850 0.45

0.89

CONCLUSIONES Se disminuyó un riego con la aplicación de ácido salicílico bajo labranza reducida con un ahorro del 20% de agua.

El ácido salicílico aumentó el número de silicuas por planta, el número de granos por silicua y el peso de mil granos, en un 58, 11 y 46%, respectivamente, con respecto al testigo de cuatro riegos.

Se redujo la transpiración en un 7 % y se incrementó el índice de área foliar en un 77 %, así como la conductancia estomática en un 5 %, con la aplicación de ácido salicílico.

El rendimiento de grano y la relación beneficiocosto con ácido salicílico fue mayor en 46 % y 50 % con respecto al testigo sin aplicar con cuatro riegos.

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AGRADECIMIENTOS ANIAME (Asociación Nacional de Industriales de Aceite y Manteca Comestible A.C.) y Aceitera TRON Hermanos S.A de C.V., por el financiamiento a los proyectos de investigación de canola, de los que se generó la información.

A los productores Manuel Vázquez Cortés y Jorge Vázquez García, por su colaboración al prestar sus terrenos y realizar las prácticas culturales durante el desarrollo del cultivo.

Al Sr. Noé Acosta Vázquez, personal del INIFAP, por su valiosa colaboración en la ejecución de los trabajos de campo.

CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL PACIFICO CENTRO (CIRPAC) El CIRPAC comprende los cuatro estados del Pacífico Central de la República Mexicana, que son Colima, Jalisco, Michoacán y Nayarit. Estos en su conjunto abarcan una superficie de 154,364 Km2, que representan 7.5% de la superficie nacional. En esta región, viven 12’235,866 habitantes (INEGI, 2005), correspondiendo más de la mitad de ellos al Estado de Jalisco. Un 42.6% de la Región Pacífico Centro es apta para la ganadería; 34.56% tiene vocación forestal y 22.84% comprende terrenos apropiados para las actividades agrícolas.

La Región Pacífico Centro, posee una gran variedad de ambientes, que van desde el templado subhúmedo frío, hasta el trópico árido muy cálido. En la figura abajo se muestra la distribución de los ambientes en la Región Pacífico Centro.

Los sistemas producto más relevantes para la Región Pacífico Centro y para los que el CIRPAC realiza investigación y transferencia de tecnología son: aguacate, limón mexicano, mango, agave tequilana, aves-huevo, porcinos-carne, maíz, bovinos-leche, melón, maderables, pastizales y praderas, sorgo, caña de azúcar, bovinos-carne, no maderables, garbanzo, copra, bovinos-doble propósito, sandía, plátano, fríjol, papaya, durazno, guayaba y ovinos-carne.

El CIRPAC atiende las demandas del sector en investigación, validación y transferencia de tecnología, a través de cinco campos experimentales estratégicos, tres sitios experimentales y una oficina regional ubicada en la Cd. De Guadalajara, Jalisco. La ubicación de campos y sitios experimentales se muestra abajo.

5 7 8

2

9

6

Campos Experimentales 4 1 3

1. Tecomán

4. Uruapan

2. Centro-Altos de Jalisco

5. Santiago Ixcuintla

3. Valle de Apatzingan

Sitios Experimentales 6. Costa de Jalisco 7. Vaquerías 9. Sede Regional

8. El Verdineño