Caracterizacion de nueve genotipos de maiz (Zea mays L.) en relacion a area foliar y coeficiente de extincion de luz

Evaluation of nine corn (Zea mays L.) genotypes in relation to leaf area and light extinction coefficient

Caracterização de nove genótipos de milho (Zea mays L.) en relação à área foliar e coeficiente de extinção de luz

Resúmenes

Se caracterizaron nueve materiales genéticos de maíz (Arichuna, Baraure, Braquítico, Experimental-2, Foremaíz PB, FM-6, Obregón, Proscca-71 y Tocorón), en relación con área promedio de hoja por planta, área foliar total por planta (AFT), índice de área foliar (IAF), y coeficiente de extinción de luz (K) a 0,50 m, 1,00 m, 1,50 m, 2,00 m y 2,50 m de altura de la planta (medidos a partir del suelo). Además, estudios de correlación y regresión simple fueron hechos entre rendimiento (R) y IAF. Se encontraron rangos de variación para las diversas variables: Area promedio de hoja por planta(471cm² para Foremaiz PB y 606 cm² para Baraure); AFT ( 5 327cm² en Foremaiz PB y 8 411 cm² para Braquítico); IAF (4,26, Foremaiz PB y 6,67, Braquítico); K (0,23 para Braquítico y 0,42, Arichuna); rendimiento (2 877 kg.ha-1, Braquítico y 4 784 kg.ha-1 en Tocorón). La relación entre rendimiento y IAF no fue significativa(r = 0,07). La asociación de IAF y K file muy bien descrita por la ley de Beer.

maíz; índice de área foliar; coeficiente de extinción de luz; rendimiento

A field experiment was carried out to evaluate nine corn genotypes (Arichuna, Baraure, B raquitico, Expe-rimental-2, Foremaiz PB, FM-6, Obregón, Proseca-71 and Tocorón) in relation to: mean leaf area per plant, total leaf area per plant (TLA), leaf area index (LAI), grain yield (Y) and light extinction coefficient (K) at 0.50m, 1.00m, 1.50m, 2.00m and 2.50m of plant height (from soil to flag leaf). Also, correlation and single regression between LAI and yield was performed. Significant genotypical differences for all variables were found, except for mean leaf area per plant Ranging was: mean leaf area per plant (471 cm² for Foremaiz PB and 606 cm² for Baraure); TLA (5,327 cm² for Foremaiz PB and 8,411 for Braquítico); LAI (4.26, Foremaiz PB and 6.67, Braquítico); K (0.23 for Braquítico and 0.42, Arichuna); Y (2, 877, Braquítico and 4,784 kg.ha-1 for Tocoron).The relationship between Y and LAI was not significant (r = 0.07). The relationship of LAI and K was described very well by Beer's law.

corn; leaf area index; light extinction coefficient; yield

Foram caracterizados nove materiais genéticos de milho (Arichuna, Baraure, Braquítico, Experimental-2, Foremaíz PB, FM-6, Obregón, Proseca-71 y Tocorón) com relação a área foliar média de folhas por planta(AF), área foliar total por planta (AFT), índice de área foliar (IAF) e coeficiente de extinção de luz (K) a 0,50m, 1,00m, 1,50m, 2,00m e 2,50m de altura (a partir do solo). Foram encontrados os seguintes intervalos de variação para as diversas variáveis: área média de folhas por planta (471 cm² para Foremaíz PB e 606 cm² Baraure); área foliar total por planta: 5 327 cm² (Foremaiz PB) e 8 411 cm² (Braquítico), índice de área foliar: 4,26 (Foremaiz PB) e 6,67 (Braquítico); coeficiente de extinção de luz: 0,23 (Braquítico) e 0,42 (Arichuna); rendimento: 2 877 kg.ha-1 (Braquítico) e 4 784 kg.ha-1 (Tocorón). Não foi encontrada relação entre o rendimento e o IAF (r = 0,07), e a associação do IAF e K foi muito bem explicada pela lei de Beer.

milho; índice de área foliar; coeficiente de extinção de luz; rendimento

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Caracterizacion de nueve genotipos de maiz (Zea mays L.) en relacion a area foliar y coeficiente de extincion de luz

Evaluation of nine corn (Zea mays L.) genotypes in relation to leaf area and light extinction coefficient

Caracterização de nove genótipos de milho (Zea mays L.) en relação à área foliar e coeficiente de extinção de luz

R.G. Camacho^I; O. Garrido^II; M.G. Lima^III

^IDepartamento de Ciencias de la Tierra y Medioambiente, Universidad Rómulo Gallegos, "El Castrero", San Juan de los Morros, Guárico, Venezuela

^IIInstituto de Agronomía, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela, "El Limón", Maracay, Venezuela

^IIIDepartamento de Engenharia Agrícola e Solos do CCA/UFPI, Campus Agrícola da Socopo, CEP: 64070-970 - Teresina-PI

RESUMEN

Se caracterizaron nueve materiales genéticos de maíz (Arichuna, Baraure, Braquítico, Experimental-2, Foremaíz PB, FM-6, Obregón, Proscca-71 y Tocorón), en relación con área promedio de hoja por planta, área foliar total por planta (AFT), índice de área foliar (IAF), y coeficiente de extinción de luz (K) a 0,50 m, 1,00 m, 1,50 m, 2,00 m y 2,50 m de altura de la planta (medidos a partir del suelo). Además, estudios de correlación y regresión simple fueron hechos entre rendimiento (R) y IAF. Se encontraron rangos de variación para las diversas variables: Area promedio de hoja por planta(471cm² para Foremaiz PB y 606 cm² para Baraure); AFT ( 5 327cm² en Foremaiz PB y 8 411 cm² para Braquítico); IAF (4,26, Foremaiz PB y 6,67, Braquítico); K (0,23 para Braquítico y 0,42, Arichuna); rendimiento (2 877 kg.ha^-1, Braquítico y 4 784 kg.ha^-1 en Tocorón). La relación entre rendimiento y IAF no fue significativa(r = 0,07). La asociación de IAF y K file muy bien descrita por la ley de Beer.

Palabras Claves: maíz, índice de área foliar, coeficiente de extinción de luz, rendimiento.

ABSTRACT

A field experiment was carried out to evaluate nine corn genotypes (Arichuna, Baraure, B raquitico, Expe-rimental-2, Foremaiz PB, FM-6, Obregón, Proseca-71 and Tocorón) in relation to: mean leaf area per plant, total leaf area per plant (TLA), leaf area index (LAI), grain yield (Y) and light extinction coefficient (K) at 0.50m, 1.00m, 1.50m, 2.00m and 2.50m of plant height (from soil to flag leaf). Also, correlation and single regression between LAI and yield was performed. Significant genotypical differences for all variables were found, except for mean leaf area per plant Ranging was: mean leaf area per plant (471 cm² for Foremaiz PB and 606 cm² for Baraure); TLA (5,327 cm² for Foremaiz PB and 8,411 for Braquítico); LAI (4.26, Foremaiz PB and 6.67, Braquítico); K (0.23 for Braquítico and 0.42, Arichuna); Y (2, 877, Braquítico and 4,784 kg.ha^-1 for Tocoron).The relationship between Y and LAI was not significant (r = 0.07). The relationship of LAI and K was described very well by Beer's law.

Key Words: corn, leaf area index, light extinction coefficient, yield

RESUMO

Foram caracterizados nove materiais genéticos de milho (Arichuna, Baraure, Braquítico, Experimental-2, Foremaíz PB, FM-6, Obregón, Proseca-71 y Tocorón) com relação a área foliar média de folhas por planta(AF), área foliar total por planta (AFT), índice de área foliar (IAF) e coeficiente de extinção de luz (K) a 0,50m, 1,00m, 1,50m, 2,00m e 2,50m de altura (a partir do solo). Foram encontrados os seguintes intervalos de variação para as diversas variáveis: área média de folhas por planta (471 cm² para Foremaíz PB e 606 cm² Baraure); área foliar total por planta: 5 327 cm² (Foremaiz PB) e 8 411 cm² (Braquítico), índice de área foliar: 4,26 (Foremaiz PB) e 6,67 (Braquítico); coeficiente de extinção de luz: 0,23 (Braquítico) e 0,42 (Arichuna); rendimento: 2 877 kg.ha^-1 (Braquítico) e 4 784 kg.ha^-1 (Tocorón). Não foi encontrada relação entre o rendimento e o IAF (r = 0,07), e a associação do IAF e K foi muito bem explicada pela lei de Beer.

Descritores: milho, índice de área foliar, coeficiente de extinção de luz, rendimento.

INTRODUCCION

El maíz es un alimento de primer orden para un vasto número de personas alrededor del mundo, incluídos Venezuela y Brasil. La especie está adaptada a áreas de zona tropical, subtropical y templada.

En países de clima templado se han relatado productividades máximas de 20t de grano por hectárea (FREY, 1971), lo que es debido al mejoramiento genético y al uso de genótipos con altos rendimientos en condiciones donde suelo y agua no constituyen factores limitantes.

El rendimiento del maíz es función de muchos factores medioambientales y de la propia planta, que algunas veces están interrelacionados. Dos de ellos ( la distribución del área foliar y la radiación dentro del dosel de la planta) están relacionados con el proceso fotosintético. Dosel de plantas que reciben la mayor proporción de energia radiante incidente tendrán una eficiencia fotosintética aumentada (WALL & KANEMASU, 1990).

En el dosel, el índice de área foliar (IAF) es un importante parámetro biofísico para analizar la cantidad de radiación fotosintéticamente absorbida. Un aumento en el IAF proporciona aumento de producción de biomasa; pero, debido al autosombreamiento de las hojas, la tasa fotosintética media por unidad de área foliar decrece (LUCCHESI, 1987).

El objetivo de este trabajo fue estudiar el comportamiento de nueve cultivares de maíz en relación con el IAF y el coeficiente de extinción de luz.

MATERIALES Y METODOS

Para la realización del trabajo se montó un ensayo en la Estación Experimental Samán Mocho, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela, situada en el Distrito Carlos Arvelo, Estado Carabobo, a 10°15'N y 67°39'W; a 422 m de altitud; suelos de la serie Valencia, de origen lacustre, ricos en materia orgánica, de textura franco arcillo-limosa, estructura granular muy friable, pH entre 7,1 y 7,5; precipitación anual entre 1 100 y 1 200 mm y temperatura media anual del aire 25°C. Los híbridos crecieron bajo condiciones adecuadas de agua y nutrientes.

Se usaron los siguientes materiales genéticos: 1) Arichuna: (48-S-28 x Capt. 63-6-1) x (Eto blanco 2053 x Eto blanco 244); 2) Baraure: (T-ll x T-12) x (Eto blanco 2053); 3) Braquítico: Compuesto varietal; 4) Experimental 2: Pedigree cerrado; 5) Foremaiz PB: Pedigree cerrado; 6) FM-6: (Lleras III 53 x 53 - Sic - 175-2) x (Eto blanco 2053 x Desc. 2 H 29); 7) Obregón: (48-S-38 x 48-S-74) x (Lleras III 53 x Eto bianco 2053); 8) Proseca-71: Pedigree cerrado; 9) Tocorón: Pedigree cerrado.

Se usó un diseño de bloques completos al azar con unidades experimentales de 20 m² (2 hileras de 10 m de largo separadas l m entre si). Para las determinaciones de área foliar se procedió de la siguiente manera: se tomaron al azar dos plantas por unidad experimental (una en cada hilera) y se midió largo y ancho de todas las hojas de cada planta; multiplicando largo x ancho x 0,75 (MONTGOMERY, 1911) para determinar área foliar por hoja, lo que permitió obtener el área foliar total por planta y el correspondiente índice de área foliar (dividiendo esta área foliar total entre el área del suelo ocupada por la planta) en plena fase de llenado del grano, sabiendo que la población inicial sembrada fue 80 000 plantas por hectárea (área de cada planta 100 cm x 12,5 cm).

Las mediciones de luz se hicieron utilizando dos sensores: un piranómetro global para la medición de la radiación solar total incidente, localizado a 10m fuera de las unidades experimentales, y un radiómetro neto para la determinación de la energía utilizada por el cultivo; esta última medición se hizo en un perfil con dos observaciones en cada una de las siguientes posiciones: desde el suelo hasta 0,50; 1,00; 1,50; 2,00 y 2,50m; determinaciones que se hicieron a los 88 días, después de la siembra, cuando el cultivo estaba en plena fase de llenado de granos. Con la energia medida en microvoltios (µV) y conocido el índice de equivalencia del sensor, mediante programa preparado para ser usado em computador, se convertieron los µV en calorías por cm²; através de una curva de calibración, y aplicando la ley de Beer (I = Io.e^-kIAF) se obtuvieron los valores del coeficiente de extinción (MOTA, 1981), expresados por K = [lnl_o - lnI]/IAF, siendo I_o la medida del piranómetro e I las medidas del radiómetro neto, en las respectivas alturas.

Se hicieron análisis de varianza para las siguientes variables: área promedio de hoja por planta, área foliar total por planta(AFT), IAF, rendimiento, valores de K a: 0,50m - 1,00m - 1,50m - 2,00m y 2,50m de altura de la planta y análisis de correlación y regresión simple para rendimiento e IAF.

RESULTADOS Y DISCUSION

Para la variable área promedio de una hoja (AF) (TABLA 1) no se observaron diferencias significativas entre los materiales genéticos estudiados, a pesar que se observó cierta variabilidad entre ellos.

En cuanto a AFT por planta (TABLA 1) el análisis estadístico reveló diferencias entre los materiales genéticos, existiendo un grupo integrado por Braquítico, Proseca-71, Baraure, Tocorón y FM-6, materiales que producen gran cantidad de AFT por planta; de ellos, el Braquítico es un material de porte enano, que produce gran número de hojas y muy anchas. El rango de variación fue de 5 327 (Foremaíz PB) a 8 411 cm² (Braquítico). DURÃES (1993) reportó valores de 5 441 a 6 647 y 6 739 cm² de área foliar por planta en tres cultivares de maíz, a 91 días después de la siembra y con una densidade de 77 700 plantas.ha^-1.

El estudio del IAF mostró diferencias significativas entre los materiales genéticos bajo estudio (TABLA 1). Existe un grupo que produjo valores de IAF muy altos, integrado por los mismos materiales que presentaron los mayores valores de AFT y, ahora, se agrega el híbrido Obregón. Es razonable que los materiales genéticos se comporten en forma similar para estas dos variables, ya que el IAF es una consecuencia directa del área foliar total por planta, resultados que concuerdan con aquellos obtenidos por DURÃES (1993).

En este trabajo el IAF varió entre 4,26 (Foremaíz-PB) a 6,67 (Braquítico). Estudios conducidos por LEAL (1993) demostraron que el mayor índice de área foliar (IAF = 6,70) fue observado em parcelas con 80 000 plantas de maíz por hectárea.

Variación genotípica fue encontrada para el rendimiento de grano (TABLA 1). Como puede notarse, existe un grupo superior integrado por Tocorón, Obregón y FM-6, con rendimientos superiores a 4,6 t.ha^-1, y éstos son tres de los seis híbridos que producen los mayores valores de IAF (5,99; 5,34 y 5,80, respectivamente). Existe un grupo con rendimientos intermedios (4,1 a 4,4 t.ha^-1), integrado por los híbridos Baraure, Arichuna y Proseca-71 (que presentaron valores de IAF de 5,90, 5,14 y 6,46, respectivamente). Foremaíz-PB (IAF = 4,26) produce 3,9 t.ha^-1, Experimental-2 (IAF = 4,50) rinde 3,1 t.ha^-1, y finalmente Braquítico (IAF = 6,67) produce 2,9 t.ha^-1.

El análisis de correlación sugiere la existencia de una relación funcional poco estrecha entre rendimiento y IAF ( r = 0,07), contrario a lo señalado por algunos autores (EIK & HANWAY, 1966, NUÑEZ & KAMPRATH, 1969; SCARSBROOK & DOSS, 1973; WALL & KANEMASU, 1990; DURÃES, 1993).

Em maíz, NUÑEZ & KAMPRATH (1969) obtuvieron máximo rendimiento con un IAF de 3,5, permaneciendo constante hasta un IAF de 4,5 cuando la suplencia de N es adecuada. En contraposición, YOSHIDA (1972) mostró que un IAF de 5 es óptimo para el cultivo de maíz. En este trabajo los valores de IAF variaron entre 4,26 (Foremaíz-PB) e 6,67 (Braquítico), mostrando que los cultivares con mayores rendimientos (FM-6, Obregón y Tocorón) tienen, también, IAF elevados.

Es posible que los bajos rendimientos en grano observados en la presente investigación sean ocasionados por utilizar una población de 80 000 plantas por hectárea, ya que ha sido indicado que valores de IAF próximos de 3,5 tienen una relación lineal con el rendimiento (EIK & HANWAY, 1966; NUÑES & KAMPRATH, 1969); no obstante, SCARSBROOK & DOSS (1973) encontraron aumentos del rendimiento en grano con incremento de la población hasta 80 000 plantas por hectárea. A medida que el IAF aumenta, las hojas inferiores son más sombreadas y, consecuentemente, la tasa fotosintética media de todo el área foliar es disminuida (LUCCHESI, 1987). NUÑEZ & KAMPRATH (1969) han sugerido que el rendimiento en grano es dependiente del AFT, y la disminución del área foliar (AF) com el aumento de la población de plantas se debe a la existencia de competencia por luz y/o CO₂.

En la TABLA 2 se presentan los valores del coeficiente de extinción de luz (K) en el perfil estudiado.

Los análisis de varianza revelaron diferencias significativas entre los distintos materiales genéticos a 0,50 m, 1,50 m y 2,00 m de altura de las plantas (a partir de la superficie del suelo); no obstante, para todos ellos hay una misma tendencia a producir valores de K que son bajos en la parte superior pero que se van incrementando a medida que se desciende en el perfil, lo que es razonable si se toma en cuenta que K mide la luz que atraviesa el dosel. Estos resultados concuerdan con aquellos observados por SCARSBROOK & DOSS (1973).

Analizando lo que acontece en cada estrato, se puede observar que, a 2,50 m los valores de K son bajos, hay muy pocas hojas, por lo que la luz penetra fácilmente el dosel; aquí el comportamiento de los materiales genéticos es semejante, no hubo significación estadística para la variabilidad que se observó.

A 2,00 m los valores de K son más altos, lo que indica que pasa menos luz; la gran variabilidade que reveló el análisis estadístico la proporcionaron Braquítico (K = 0,17) y Proseca-71 (K = 0,24). Esto se debe a que en el estrato entre 2,00 y 2,50 m existen muy pocas hojas en Proseca-71 y ninguna en Braquítico (1,80 m de altura promedio). A 1,50 m siguen creciendo los valores de K, lo cual es esperable, y de nuevo la significación estadística la introducen Braquítico y Proseca-71 ( menor proporción de hojas de estos materiales en este estrato). A 1,00 m no se encontraron diferencias estadísticas para la variabilidad del material genético, sin embargo el Braquítico sigue proporcionando el valor de K más bajo, no obstante el de Proseca-71 es uno de los más altos.

A 0,50 m, todos los materiales genéticos producen valores de K superiores a 0,50, sólo están por debajo de esta cifra Experimental-2 (0,48), Foremaíz-PB (0,46), ambos com IAF de los más bajos (4,26 y 4,50, respectivamente), Baraure (0,44) que a pesar de producir uno de los mayores valores de IAF (5,9), su número de hojas promedio por planta es de los más bajos, es decir, tiene una buena distribución de hojas con entrenudos largos (datos no mostrados) y, finalmente, Braquítico (0,34), que es un material de porte enano, con elevado índice de área foliar (IAF = 6,67). Proseca-71, que en los estratos superiores produjo valores de K muy pequeños, en estos dos últimos estratos produce valores altos, debido a que concentra en estos estratos más bajos (0,50 m a 1,00 m y 1,00 m a 1,50 m) mayor cantidad de hojas.

Ha sido propuesto un K de 0,3 a 0,5 para una comunidad herbácea de hojas erectas y de 0,7 a 1,0 para hojas horizontales (SAEKI, 1960). En este trabajo los valores de K variaron entre 0,23 (Braquítico) y 0,42 (Arichuna), lo que parece indicar que todos los cultivares son de hojas erectas.

Todo este análisis lleva a inferir que el problema del área foliar y su influencia sobre la producción de granos, está grandemente influenciado más que por la cantidad de área foliar como tal, más bien por la forma como se distribuye este área foliar a lo largo del tallo (ALLEN et al., 1964), y de la disposición de las hojas en el tallo (LOOMIS & WILLIAMS, 1969).

CONCLUSIONES

1) No fue encontrada relación significativa entre IAF y R, debido a la competencia por luz y/o CO₂ en las hojas inferiores;

2) Los híbridos FM-6, Obregón y Tocorón se destacaron por presentar valores elevados para las variables IAF, K y R, lo que indica mayor eficiencia de conversión de energía en fotoasimilados, cuando son usadas altas densidades de población;

3) La técnica que relaciona IAF y K, utilizada para calcular la distribución espacial de la luz dentro de la comunidad de plantas de maíz, fue muy bien descrita por la ley de Beer.

Recebido para publicação em 18.07.95

Aceito para publicação em 28.08.95

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Fechas de Publicación

• Publicación en esta colección
  07 Jul 2005
• Fecha del número
  Ago 1995

Histórico

• Acepto
  28 Ago 1995
• Recibido
  18 Jul 1995