Determinación de los coeficientes genéticos en maíz para ser utilizados en el modelo CERES-Maize

Abstract

An investigation was conducted in the Agricultural Experimental Station at Lajas, Puerto Rico using crop models to determine maize physiological performance. The objective of this investigation is to determine the genetic coefficients of three varieties of maize; Mayorbela (M), Diente de Caballo (DC), Chulo (Ch) and a hybrid improved for Bacillus thuringiencis (Bt). Four of the most important genetic coefficients for maize were determined; the juvenile phase of plant (P1), growth of the grain from thermal time from silking to physiological maturity (P5), potential number of grains per cob (G2) and the linear dry matter accumulation in grain (Kernel/cob) (G3). The investigation is composed of two experiments conducted on 2004 and 2005. CERES-Maize was validated utilizing published data for the same varieties evaluated in the field using genetics coefficients estimated in Lajas during 2004 and 2005. The statistic analyses showed that M produced the highest yield on 2004 with 4,184 kg/ha. While the Bt hybrid obtained the highest number of kernel/cob with 616. The estimated values for P1 were 219, 253, 252 and 362 heat units for Bt, M, DC, and Ch, respectively. Estimated P5 values corresponded to 660, 720, 673, and 395 heat units for Bt, M, DC, and Ch, respectively. The G3 values obtained were 7.7, 6.7, 6.2 and 3.5 mg/day for Bt, M, DC and Ch, respectively. No significant differences were found for leaf area and biomass accumulation. For the 2005 experiment, the Bt hybrid obtained the highest yield with 3,845 kg/ha and highest kernel number with 590 kernel/cob. No significant differences were found for the number of kernel/cob for M, DC, Ch and Bt hybrid. G3 values were 7.7, 6.7 5.9, and 5.7 mg/day, for DC, Bt, M, and Ch, respectively. The P5 values were similar than those published for maize varieties with, 756, 755, 795, and 777 heat units for Bt, M, DC and Ch, respectively. The values of P1 were greater to those of year 2004. For 2005, P1 estimates were 352 for Bt, 422 for M, 479 for DC and 405 for Ch. Similar than 2004, no significant differences were found for leaf area and the biomass. The variables validated were leaf area index, biomass, kernel number/cob, total leaf number, day of tassel initiation, physiological maturity date and yield. CERES-Maize did not predict yield accurately. In some cases the model overestimates simulated yields around 70% and other underestimates it about 30%.

En la Subestación Experimental Agrícola de Lajas se llevó a cabo una investigación con el fin de determinar el comportamiento fisiológico de variedades locales de maíz. El objetivo para esta investigación fue determinar los coeficientes genéticos de tres variedades de maíz; Mayorbela (M), Diente de Caballo (DC), Chulo (Ch) y un híbrido mejorado para Bt (Bacillus thuringiencis) (Bt). Se determinaron cuatro de los coeficientes genéticos más importantes; la fase juvenil del cultivo (P1), período de llenado del grano desde florecida a madurez fisiológica (P5), el número potencial de granos por mazorca (G2) y la acumulación lineal de materia seca en el grano (G3). Esta investigación se compone de dos experimentos establecidos en febrero 2004 y marzo 2005. Se validó el modelo CERES-Maize utilizando datos publicados de las variedades evaluadas utilizando los coeficientes genéticos estimados en Lajas durante 2004 y 2005. Para el experimento del 2004 los análisis estadísticos mostraron que hubo diferencia significativa para el rendimiento. La variedad M obtuvo el mayor rendimiento con 4,184 kg/ha. El híbrido Bt obtuvo el mayor número de granos/mazorca correspondiente a 616 granos/mazorca. Los valores de G3 registrados fueron 7.7, 6.7, 6.2 y 3.5 mg/día para Bt, M, DC y Ch, respectivamente. Para P1 los valores observados, en unidades termales fueron 219 para Bt, 253 para M, 252 para DC y 362 para Ch. Los valores de P5 fueron valores similares a los publicados a otras variedades de maíz excepto para Ch. Estos valores correspondieron a 660 (Bt), 720 (M), 673 (DC), y 395 (Ch). El análisis de varianza indicó que no hubo diferencia significativa entre las variedades para el índice de área foliar y la biomasa. Para el segundo experimento en el 2005 el rendimiento más alto lo obtuvo el híbrido Bt con 3,845 kg/ha. No hubo diferencia significativa para el número de granos/mazorca para las variedades M, DC, Ch y el híbrido Bt. Para G3 los valores encontrados fueron 7.7, 6.7, 5.9 y 5.7 mg/día para DC, Bt, M, y Ch, respectivamente. Los valores de P5 muestran valores esperados para todas las variedades estos corresponden a 756, 755, 795, y 777 unidades termales para Bt, M, DC y Ch, respectivamente. Los valores de P1 resultaron mayores a los del 2004. Para el año 2005, P1 constituyó 352 para Bt, 422 para M, 479 para DC y 405 para Ch. La respuesta en términos estadísticos para el área foliar y la biomasa fue similar al 2004. Se válido el modelo CERES-Maize para las variables; índice de área foliar (IAF), biomasa, número de granos/mazorca, número de hojas total, fecha de florecida, fecha de madurez fisiológica y el rendimiento. CERESMaize no resultó certero en predecir el rendimiento. En algunos casos el modelo sobreestimó el rendimiento alrededor de un 70% y otros lo subestimó alrededor de un 30%.