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Recibido, 02/04/2021 Aceptado, 22/04/2021 Artículo original
DOI:10.25127/aps.20211.762
Influencia del estrés por déficit hídrico sobre el rendimiento de cultivo de trigo (Triticum aestivum) bajo
condiciones controladas en Chachapoyas, Amazonas
Influence of stress due to water deficit on the yield of wheat crop (Triticum aestivum) under controlled
conditions in Chachapoyas, Amazonas
1 1 1 1 2
Juan C. Neri * , Eyner Huaman Huaman , Roicer Collazos Silva , Manuel Oliva , Manuel Alejandro Ix-Balam
RESUMEN
El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del estrés por déficit hídrico sobre características
morfológicas (altura de planta, longitud de hoja y longitud de raíz) y agronómicas (número de granos/espiga, número
2
de espigas/m y rendimiento) de trigo (Triticum aestivum). Se evaluaron cuatro regímenes de riego (25 %, 50 %, 75 %
y 100 %) y dos variedades de trigo (Gavilán y San Isidro), para lo cual se utilizó un diseño experimental
completamente aleatorizado con arreglo factorial. La siembra se realizó en macetas con sustrato a base de tierra
agrícola y humus (3:1), luego de 30 días se aplicaron los regímenes de riego establecidos en base a la ETc y
requerimiento de riego del cultivo. Los datos se sometieron al análisis de varianza y la prueba de Duncan (p ≤ 0,05).
Los resultados mostraron diferencias significativas entre tratamientos. La aplicación de riego al 75 y 100 % del
requerimiento permitió alcanzar las mayores alturas de planta con promedios entre 53,37 a 57,44 cm y longitud de
hoja con valores entre 11,89 y 11,37 cm. Además, estos tratamientos han mostrado mejor comportamiento
2 2
agronómico, reportando entre 2500 a 3500 granos/m y, por lo tanto, mejores rendimientos (> 120 g/m ).
Palabras claves: estrés hídrico, déficit hídrico, evapotranspiración, rendimiento, Triticum aestivum
ABSTRACT
The present study aimed to evaluate the effect of stress due to water deficit on morphological (plant height, leaf length
2
and root length) and agronomic (number of grains/spike, number of spikes/m and yield) characteristics of wheat
(Triticum aestivum). Four irrigation regimes (25%, 50%, 75% and 100%) and two varieties of wheat (Gavilán and
San Isidro) were evaluated, for which a completely randomized experimental design with factorial arrangement was
used. The sowing was carried out in pots with substrate based on agricultural land and humus (3:1), after 30 days the
irrigation regimes established based on the ETc and irrigation requirement of the crop were applied. The data were
subjected to the analysis of variance and Duncan's test (p ≤ 0.05). The results showed significant differences between
treatments. The application of irrigation at 75 and 100 % of the requirement allowed to reach the highest plant heights
with averages between 53.37 to 57.44 cm and leaf length with values between 11.89 and 11.37 cm. In addition, these
2
treatments have shown better agronomic behavior, reporting between 2500 to 3500 grains/m and therefore better
2
yields (> 120 g/m ).
Keywords: .water stress, water deficit, evapotranspiration, yield, Triticum aestivum
1Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva,
Chachapoyas, Perú
2Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Entomologia, Viçosa, Brasil
*Autor de correspondencia. E-mail: juan.neri@untrm.edu.pe
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I. INTRODUCCIÓN
El estrés en plantas es generado por factores externos
(bióticos y abióticos) que tienen impacto negativo
sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de las
plantas, requiriendo que estas desarrollen una serie de
mecanismos fisiológicos para poder adaptarse y sobre-
vivir bajo determinadas condiciones de estrés. El fac-
tor de estrés más frecuente es la escasez de agua, el cual
reduce el potencial hídrico y la turgencia de la planta,
afectando el cierre de estomas, el intercambio de gases,
la actividad fotosintética y el movimiento de los
nutrientes en la planta (Bosco de Oliveira et al., 2013).
El trigo es uno de los tres granos más producidos y
consumidos en el mundo junto con el arroz y maíz. Es
uno de los cultivos más importantes del mundo y
representa aproximadamente el 30% de la producción
total de cereales del mundo cada año (USDA, 2015).
Debido a que es un cultivo importante para la alimen-
tación humana, tiene un amplio rango de adaptabilidad
en varios ambientes alrededor del mundo (Plana et al.,
2006). Sin embargo, las plantas de trigo son sensibles a
la sequía durante el período de crecimiento y la etapa
más crítica es entre el espigado y llenado de grano
(Zadoks et al., 1974).
La escasez de recursos hídricos y los altos costos de
riego de los cultivos obligan a los agricultores a cam-
biar sus métodos de manejo con el fin de obtener
producciones más rentables reduciendo las dotaciones
hídricas que los cultivos requieren para su adecuado
crecimiento y producción. Ante esto, es necesario
comprender el impacto de la escasez de agua en el
rendimiento y la calidad de los cultivos, y tomar como
factor la evapotranspiración de cultivo, para establecer
un riego controlado a fin de optimizar el recurso
hídrico y reducir la cantidad de agua que se aplica a los
cultivos (Sánchez y Torrecillas, 1995; Ramos, 1999).
El riego deficitario controlado es una estrategia de
aplicación del agua, que permite reducir los aportes
hídricos en las fases fenológicas donde el déficit
hídrico controlado no afecta sensiblemente a la pro-
ducción y calidad de la cosecha (Sánchez, 2009).
Para poder estimar los requerimientos de riego, es
necesario conocer la evapotranspiración del cultivo
(ETc) y la precipitación efectiva (PE) (Ojeda et al.,
2007). La evapotranspiración (ET) es la combinación
de dos procesos: la evaporación (pérdida del agua en la
superficie del suelo) y transpiración de las plantas,
siendo una variable primordial en los estudios hidroló-
gicos, modelos de cambio climático y producción de
alimentos (Rangel et al., 2013). Además, los efectos
combinados de la transpiración del cultivo y la evapo-
ración del suelo se integran en un coeficiente único del
cultivo (Kc), siendo indicadores para conocer los
requerimientos hídricos de las plantas para la planifi-
cación del riego (Allen et al., 2006).
En base a lo expuesto, el presente estudio tuvo por
objetivo evaluar el efecto del estrés por déficit hídrico
sobre las características morfológicas y agronómicas
del cultivo de trigo, bajo condiciones controladas.
Además, determinar el régimen de riego que generará
resultados similares comparados con el desarrollo del
cultivo exento de condiciones de estrés hídrico. Los
resultados permitirán establecer una estrategia más
razonable sobre el uso del agua y contribuir a la adap-
tación y mitigación del cambio climático.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación se desarrolló en las instala-
ciones de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez
de Mendoza, ubicado en el distrito de Chachapoyas,
Amazonas (Perú). La zona presenta un clima variado
con presencia de lluvias en los meses de diciembre a
abril, y la temperatura media oscila entre 11 a los 23 °C.
Instalación del experimento
Se preparó sustrato a base de tierra agrícola (textura
franca) y humus en la relación 3:1 y se depositaron en
24 macetas de 13 kg de capacidad (unidades experi-
2
mentales de 660 cm ). Las macetas se colocaron dentro
de un microtunel cubierto con plástico UV, consideran-
do un diseño experimental completamente aleatorizado
con arreglo factorial, con tres repeticiones y ocho trata-
mientos (Tabla 1).
Las semillas de trigo fueron sometidas a tratamiento
pre-germinativo mediante remojo en agua por un perio-
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Tabla 1. Descripción de tratamientos del experimento
Tratamientos
Descripción
Régimen de
riego (%)
Variedad de
trigo
T1 25 Gavilán
T2 25 San Isidro
T3 50 Gavilán
T4 50 San Isidro
T5 75 Gavilán
T6 75 San Isidro
T7 100 Gavilán
T8 100 San Isidro
do de 24 horas, luego se efectuó la siembra al voleo en
cada unidad experimental. Pasados 30 días se realizó el
desahíje o raleo dejando un aproximado de 36 plantas
por maceta.
La cantidad de agua necesaria para el riego del trigo en
distintas etapas de crecimiento (Tabla 2a) se calculó
utilizando la evapotranspiración del cultivo de trigo
(ETc) y el requerimiento de riego o lámina bruta de
riego (RR) mediante las ecuaciones 1 y 2 (Allen,
2006).
ETc = ETo x Kc (1)
Donde:
ETc = evapotranspiración del cultivo
Eto = evapotranspiración de referencia (ETo), depen-
de solo del clima de la zona. Para el presente estudio se
calculó con datos promediados reportados por la esta-
ción experimental de Chachapoyas ubicado en la uni-
versidad (periodo 2012-2014), para el caso actual se
usó una evapotranspiración de 4,40 mm/día.
Kc = coeficiente único del cultivo. Los coeficientes
utilizados fueron descritos por Garay (2011) para el
cultivo de trigo.
RR = ETc/Eficiencia de riego x 100 (2)
Donde:
RR = Requerimiento de riego
ETc = evapotranspiración del cultivo
La eficiencia de riego considerada fue de 90 %.
Para el cálculo de los regímenes de riego (cantidad de
agua aplicada en cada tratamiento) (Tabla 2b) se usó la
2
equivalencia de 1 mm que es igual a 1 l/m , lo cual se
utilizó para aplicar el riego durante todo el ciclo del
Tabla 2. (a) Coeficiente único del cultivo (Kc), evapotranspiración de cultivo (ETc) y requerimiento de agua para riego (RR) en el cultivo de trigo
y, (b) régimen de riego según tratamiento
(a) Días después
de la siembra Kc ETc
(l)
RR
(l/m2)
RR
(l/0,066 m2)
(b) Régimen de riego
25% 50% 75% 100%
10 0,250 1,100 1,222 0,081 0,020 0,040 0,061 0,081
20 0,360 1,580 1,760 0,116 0,029 0,058 0,087 0,116
30 0,500 2,200 2,444 0,162 0,040 0,081 0,121 0,162
40 0,650 2,860 3,178 0,210 0,053 0,105 0,158 0,210
50 0,780 3,430 3,813 0,252 0,063 0,126 0,189 0,252
60 0,900 3,960 4,400 0,291 0,073 0,145 0,218 0,291
70 0,980 4,310 4,791 0,317 0,079 0,158 0,238 0,317
80 1,040 4,580 5,084 0,336 0,084 0,168 0,252 0,336
90 1,090 4,800 5,329 0,352 0,088 0,176 0,264 0,352
100 1,110 4,880 5,427 0,359 0,090 0,179 0,269 0,359
110 1,120 4,930 5,476 0,362 0,090 0,181 0,271 0,362
120 1,080 4,750 5,280 0,349 0,087 0,175 0,262 0,349
130 0,980 4,310 4,791 0,317 0,079 0,158 0,238 0,317
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cultivo (siembra-cosecha).
Durante el desarrollo del cultivo el riego se aplicó por
gravedad mediante un pulverizador. El riego se realizó
de forma fraccionada (2 a 3 veces por día), consideran-
do la etapa del cultivo y los tratamientos.
Variables evaluadas
Los datos se recolectaron de 10 plantas centrales de
cada unidad experimental, midiendo los siguientes
parámetros:
• Altura de planta (AP, cm): Se midió la longitud
del tallo desde la superficie del suelo hasta la
última espiguilla de la espiga.
• Longitud de hoja y de raíz (L, cm): Se midió la
longitud de la hoja y raíz más larga.
2
• Número de espigas/m : Se determinó al contar el
número de total de tallos fértiles (NTF) con espiga
2
y dividido entre el área cosechada neta (0.10 m );
2
luego se proyectó a 1 m .
• Número de granos por espiga (G/E): Se determinó
al contar y promediar el número de granos por
espiga.
2 2
• Número de granos/m (G/m ): Se calculó al multi-
2
plicar el número de espigas m por el número de
2
granos por espiga (E/m x G/E).
2
• Rendimiento (g/m ): Se obtuvo al determinar el peso
del grano después del desgrane de la muestra de la
2 2
parcela neta (0.10 m ); luego se proyectó a 1 m .
Análisis de datos
Se realizó un análisis de varianza y las diferencias
entre las medias se evaluó mediante la prueba de Dun-
can al 5 % de probabilidad de error. Para el procesa-
miento de los datos se utilizó el programa estadístico
InfoStat versión 2018.
III. RESULTADOS
Comportamiento morfológico
El análisis de las variables morfológicas determina la
existencia de diferencias significativas (p≤ 0,05) por la
interacción de factores (variedad x régimen de riego).
La tabla 3 muestra que la var. Gavilán con un régimen
de riego del 100 % alcanzó la mayor altura promedio
con 57,44 cm, mientras que la altura más baja se pre-
sentó en los tratamientos con régimen de riego del 25
%, con 27,46 cm en la var, Gavilán y 26,08 cm en la
var. San Isidro. Las hojas de mayor longitud se regis-
traron en los tratamientos 5 (régimen de riego del 75
%), 7 y 8 (régimen de riego del 100 %) con valores
entre 11,37 y 11,89 cm, en cambio la menor longitud se
mostró en la var. San Isidro con régimen de riego del
50 %, cuyo valor fue de 8,17 cm. La mayor longitud de
raíz se registró en la var. Gavilán con régimen de riego
del 25 % (31,64 cm) y 50 % (32,45 cm), en tanto el
menor promedio se presentó en el tratamiento 6 (régi-
Tabla 3. Efecto del régimen de riego sobre variables morfológicas de dos variedades de trigo
Tratamientos Altura de planta Longitud de hoja Longitud de raíz
T1 27,46d 9,22cd 31,64a
T2 26,08d 8,77cd 29,13ab
T3 36,47c 8,84cd 32,45a
T4 38,33c 8,17d 30,27ab
T5 53,42a 11,89a 30,10ab
T6 43,71b 9,41b 27,33b
T7 57,44a 11,89a 29,64ab
T8 53,37a 11,37a 30,11ab
CV (%) 26,92 15,53 14,65
men de riego del 75 %) var. San Isidro con 27,33 cm.
Comportamiento agronómico
El análisis de los datos indica que los factores influye-
ron significativamente (p≤0,05) sobre las característi-
cas agronómicas (Tabla 4). El número de espigas por
2
m registrado en el tratamiento 7 fue significativamen-
2
te superior (500 espigas/m ) en comparación con el
2
valor informado en el tratamiento 2 (383 espigas/m ).
En cuanto al número de granos por espiga, el valor
máximo se registró en los tratamientos 7, 8 (régimen
Medias con letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (Duncan, p≤0,05)
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de riego del 100 %), seguido por el tratamiento 5 (régi-
men de riego del 75 %), con un valor promedio entre
6,47 y 6,87. Además, los tratamientos anteriores han
2
llevado a un registró entre 2500 a 3500 granos/m y
2
consecuentemente a un mayor rendimiento/m , con un
2
promedio superior a 120 g/m .
IV. DISCUSIÓN
La evapotranspiración y el requerimiento hídrico se ha
estudiado ampliamente para estimar el eficiente uso
del agua en el riego, dado que su escasez o poca dispo-
nibilidad tienen consecuencias negativas en los culti-
vos en general. Para ahorrar agua o hacer eficiente su
uso, una de las alternativas es el riego deficitario o
reducido, estrategia que busca aplicar agua de manera
que no se afecte el rendimiento y la calidad de la pro-
ducción (Serna-Pérez, 2011). Pero para ello, es impor-
tante conocer los períodos críticos del cultivo, las
condiciones del suelo, el clima, la especie, resistencia,
el sistema de riego y otros aspectos de consideración
(Zapata y Segura, 2004).
La disponibilidad del recurso hídrico es primordial para
el desarrollo de una planta, influyendo tanto en el
crecimiento como en el rendimiento. Características
como altura de planta y longitud de hoja alcanzaron los
valores más altos bajo regímenes de riego del 75 y 100
%. Por su parte, las raíces de mayor longitud se registra-
ron en los tratamientos con regímenes de riego del 25 y
50 %. La reducción en el crecimiento foliar es una de
las respuestas que las plantas de trigo experimentan
frente al estrés hídrico, pero además presentan una
Tabla 4. Efecto del régimen de riego sobre variables agronómicas de dos variedades de trigo.
Tratamientos Número de
espigas/m2Número de granos por
espiga
Número de
granos/m2Rendimiento (g/m2)
T1 436,67ab 0,33d 150,00h 7,21f
T2 383,33b 2,67c 981,67g 48,65e
T3 476,43ab 2,75c 1359,67f 67,20d
T4 463,33ab 4,22bc 1920,59e 96,13c
T5 480,00ab 6,47ab 2588,46b 133,10b
T6 446,67ab 4,47bc 1971,26d 98,77c
T7 500,00a 6,87a 3428,33a 175,29a
T8 420,00ab 6,55a 2533,27c 129,60b
CV (%) 12,76 22,92 0,45 2,05
Medias con letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (Duncan, p≤0,05)
reducción en el nivel de fotosíntesis debido a la poca
disponibilidad de agua (Potters et al., 2007; Shao et al.,
2008). En plantas de trigo var. INCA TH 4 se describió
una reducción significativa de su altura y longitud de
raíz cuando se regaron al 50 % de su requerimiento
hídrico comparado con los niveles que alcanzaron al ser
regadas al 100 % de la ETc (Dell'Amico et al., 2016).
Los resultados muestran que la falta de disponibilidad
de agua afecta la relación entre el crecimiento de la raíz
y la parte aérea de las plantas, pues ante situaciones de
déficit hídrico la raíz continúa su desarrollo mientras que
la parte aérea (hojas y tallos) deja de crecer. Esta caracte-
rística, como es el incremento del desarrollo radicular,
puede relacionarse a la necesidad de la planta de explo-
rar zonas más profundas del suelo en buscan agua, situa-
ción que una planta con alta disponibilidad de agua no
experimenta (Potters et al., 2007; Shao et al., 2008).
En cuanto al comportamiento agronómico, los mejores
promedios se registraron bajo regímenes de riego entre
50 a 100 % del requerimiento de agua del cultivo. El
2
número de espigas/m varió entre un mínimo de 383,33
y un máximo de 500 espigas. Estos resultados son supe-
riores a los reportado por Morales (2014), quien en el
cultivo de triticale informó promedios de 328 y 313
2
espigas/m bajo regímenes de riego del 100 y 80 %
respectivamente. Por otra parte, Quiroz (2010), reportó
que el triticale bajo secano obtuvo mayor número de
espigas comparado al cultivo bajo riego, con promedios
2
de 422 y 411 espigas/m respectivamente. Las diferen-
cias en los resultados se pueden relacionar a la especie
y/o variedad, la influencia de las condiciones climáticas
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de cada zona y la eficiencia del cultivo para aprovechar
el agua de riego (Iturrizaga, 2011; Ruiz, 2012; Fernán-
dez, 2013). Además, los resultados demuestran que no
es necesario aplicar una dosis alta de riego, pero que se
debe regular el uso del agua para una mayor eficiencia.
Por otro lado, el número de granos por espiga fue
menor en los tratamientos con regímenes de riego
inferiores al 50 %. Este comportamiento pude ser por
efecto del estrés por déficit hídrico previo a la antesis,
donde la poca disponibilidad de agua provoca una
reducción en el número de granos (Estrada-
Campuzano et al., 2012).Además, un estrés hídrico
generado por una sequía, puede reducir significativa-
mente la expansión de área foliar y la materia seca en
un cultivo, afectando las etapas de preantesis (inicio de
la floración, espigamiento y espiguilla terminal) y
postantesis (floración, llenado de grano y madurez
fisiológica) notándose efectos severos en el rendi-
miento (López-Castañeda & Richards, 1994).
V. CONCLUSIONES
Los regímenes de riego del 75 y 100 % del requeri-
miento de agua fueron los más óptimos para el cultivo
de trigo, debido a que existió un mejor desarrollo
expresado en sus características morfológicas y agro-
nómicas. Por el contrario, regímenes de riego menores
al 50 % afectan severamente las etapas de floración,
espigamiento y llenado de grano reduciendo la canti-
dad de grano/espiga y el peso de grano.
VI. CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Todos los autores participaron en la conceptualiza-
ción, metodología, investigación, redacción del
manuscrito inicial, revisión bibliográfica, y en la
revisión y aprobación del manuscrito final.
VII. CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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