Informe de Resultados Red Multiambiental de Evaluación de híbridos de Girasol 2022/23
1 Introducción
El rendimiento de un cultivo (fenotipo) es función del resultado acumulativo de un número de factores que inciden en la interacción entre la expresión del material genético del cultivar o variedad (genotipo) y las condiciones en las cuales la planta crece (ambiente). Los ambientes difieren en la cantidad y calidad de recursos que están disponibles para las plantas (agua, nutrientes y radiación), y las plantas capturan y convierten dichos recursos en biomasa y órganos de interés comercial, según su carga genética, que a su vez es modulada por el ambiente (Yan y Kang, 2002).
Según el objetivo de mejoramiento, los genotipos pueden ser seleccionados para mejorar su adaptación a un amplio rango de condiciones ambientales o bien para condiciones más específicas. En este último caso, la adaptación sitio-específica de los genotipos se relaciona con el fenómeno denominado interacción genotipo-ambiente (GA), el cual se observa cuando la performance relativa de los fenotipos depende del ambiente en el que crecen (Malosetti et al., 2013).
La interacción GA reduce la asociación entre los valores fenotípicos y genotípicos, lo cual puede ocasionar que los genotipos seleccionados por su performance en un ambiente tengan mal desempeño en otro. Es por ello que en presencia de fuerte interacción GA, gran parte del éxito productivo del cultivo de girasol es el resultado de la elección de los materiales más aptos para cada ambiente.
1.1 Objetivos
Resumir los datos de rendimiento de los genotipos de girasol evaluadas en la Red CREA RNSF de Ensayos Multiambientales durante la campaña 2022/23.
Analizar estadísticamente los datos comparando los genotipos globalmente en toda la red en la campaña 2022/23.
Explorar y describir los patrones de la interacción GA en la campaña 2022/23 en particular y considerando el conjunto de ambientes explorados en las distintas localidades y campañas.
2 Metodología
2.1 Sitios experimentales
Durante la campaña 2022/23 se llevaron adelante ensayos comparativos de rendimiento de genotipos de girasol en 5 localidades del Norte de la Provincia de Santa Fe. Los sitios seleccionados para los ensayos en cada localidad corresponden a establecimientos productivos de miembros CREA de la Región Norte de Santa Fe. La distribución espacial e información de los ensayos se muestra en la Figura 2.1. A modo de referencia se incluye la ubicación de los ensayos de las campañas anteriores.
Mapa interactivo: se puede hacer zoom o mostrar/ocultar información de cada ensayo (Fecha de siembra, antecesor, densidad, fertilizacion, etc) haciendo haciendo clik sobre los puntos de la campaña 2022/23.
En cada sitio se establecieron ensayos comparativos de rendimiento (ECR) utilizando un diseño experimental sin réplicas con controles sistemáticos (Kempton, 1997). Los materiales fueron sembrados con espaciamiento entre surco (EES) de 52 cm en franjas de 4.16 m de ancho por entre 175 y 240 m de longitud.
2.2 Condiciones climáticas
En la Figura 2.2 se resumen las precipitaciones mensuales de la presente campaña así como la serie 1945-2020 registrada en la EEA INTA Reconquista.
Se observan precipitaciones mensuales muy por debajo de los promedios históricos en todas las localidades durante los meses primavero-estivales. Los totales mensual de agosto fueron superiores al histórico salvo en la localidad Arroyo Ceibal
. En Colonia Dolores
y San Justo
la precipitación total duplicó al promedio histórico. A partir de octubre se registraron fuertes déficits de precipitaciones, llegando a registrarse 50% o menos de los valores históricos.
Los totales precipitados en la campaña para Margarita
y Bajada 213-Calchaquí
fueron aproximadamente 50% del resto de las localidades. Cabe mencionar que en dichas localidades no se incluyen las precipitaciones de enero y agosto respectivamente.
En cuanto a la marcha del régimen térmico, en ninguna de las localidades se registraron heladas tardías aunque en algunos casos . Por otro lado, el número de días numblados (promedio de nubosidad > 75%) se resumen en la siguiente tabla.
Localidad | Aug 2022 | Sep 2022 | Oct 2022 | Nov 2022 | Dec 2022 | Jan 2023 | Feb 2023 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Arroyo Ceibal | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | — |
Bajada 213-Calchaquí | — | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | — |
Colonia Dolores | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Margarita | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | — |
San Justo | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | — |
2.3 Genotipos
Los tratamientos evaluados en la campania 2022/23 fueron 22 genotipos. En la Tabla 2.2 se indican las localidades en las que fueron evaluados.
Semillero | Genotipo | Localidades | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Arroyo Ceibal | Bajada 213-Calchaquí | Colonia Dolores | Margarita | San Justo | ||
ACA 216 CLDM | ||||||
ADV 5407 CL | ||||||
ADV 5505 CL | ||||||
ARGENSOL 76 CL | ||||||
ARGENSOL 78 CL | ||||||
CACIQUE 320 CL | ||||||
CACIQUE 322 CL | ||||||
HS PIRAYU CL | ||||||
NK 3969 CL | ||||||
SYN 3939 CL | ||||||
SYN 3970 CL | ||||||
NS 106 CLHO | ||||||
NS 1109 CL | ||||||
NS 1113 CL | ||||||
NUSOL 4180 CL | ||||||
P 1800 CL PLUS | ||||||
RGT CABILLDO CL | ||||||
RGT OBELLISCO CL | ||||||
INTI 12 CL | ||||||
ZT 74H55CL | ||||||
ZT 74L68CL |
La mayoría de los genotipos estuvieron presentes en las 5 localidades. Sólo el material INTI 12 CL
no fue evaluado en la localidad Arroyo Ceibal
. El genotipo SYN 3970 CL
actuó como referencia o check, con más de una réplica por localidad.
Para el análisis global se utilizaron los datos de todos los genotipos presentes en al menos tres localidades.
3 Resultados
3.1 Rendimiento testigo
En la Tabla 3.1 se muestran los rendimientos promedio por localidad de los genotipos utilizados como check o control.
Localidad | Genotipo | media | CV | min | max |
---|---|---|---|---|---|
Arroyo Ceibal | SYN 3970 CL | 1705 | 12 | 1490 | 1923 |
Bajada 213-Calchaquí | SYN 3970 CL | 2361 | 8 | 2053 | 2520 |
Colonia Dolores | SYN 3970 CL | 2050 | 24 | 1588 | 2632 |
Margarita | SYN 3970 CL | 668 | 21 | 483 | 871 |
San Justo | SYN 3970 CL | 1929 | 11 | 1695 | 2240 |
En general la variabilidad observada en los controles repetidos fue baja indicando homogeneidad en las condiciones experimentales dentro de cada sitio. En las localidades Colonia Dolores
y Margarita
las parcelas control mostraron mayor variación pero sin un gradiente de rendimientos consistente en dirección al orden de las parcelas por lo que los rendimientos no fueron ajustados. La Tabla 3.2 muestra el estand de plantas promedio logrado en las distintas localidades.
Localidad | Promedio | CV (%) |
---|---|---|
Arroyo Ceibal | 41945 | 8 |
Bajada 213-Calchaquí | 51344 | 9 |
Colonia Dolores | 49652 | 8 |
Margarita | 49748 | 9 |
San Justo | 28057 | 18 |
En general el stand mostró baja variación dentro de las localidades, con promedios de alrededor de 50000 plantas y CV en torno al 8-9%. En San Justo
la variación las plantas logradas fue similar al resto en terminos absolutos pero, al presentar un promedio de plantas menor (~ 28000), la variación de plantas logradas en términos relativos (el CV) es mayor.
3.2 Rendimientos por Localiad
Las Figuras 3.1 y 3.2 muestran los rendimientos medios corregidos por %MG y el %MG por localidad, respectivamente. La línea continua representa el promedio en toda la campaña.
Gráficos interactivos: se puede hacer zoom o mostrar/ocultar los grupos de datos haciendo doble-click en la leyenda.
3.2.1 Rendimiento corregido por %MG
En general se observaron rendimientos promedios similares entre las localidades, en torno a los 2000 kg/ha. La localidad con mayor variación de rendimientos fue Colonia Dolores
mientras que en Margarita
los renidmientos fueron menos variables pero con niveles por debajo de 1000 kg/ha. Por otro lado, las parcelas con checks mostraron rendimientos en torno al rendimiento promedio de la localidad.
3.2.2 Materia grasa (%MG)
En cuanto a la Materia Grasa, la tendencia fue similar a los rendimientos pero con niveles de variabilidad similares. Los contenidos de MG oscilaron en torno al 55%, siendo Margarita
la de menor promedio (~ 50%).
3.3 Rendimientos por Genotipo
En la Figura 3.3 y 3.4 se presentan los valores medios y desviaciones estándar de los rendimientos corregidos por %MG y el %MG de los genotipos considerando la variabilidad entre localidades.
Gráficos interactivos: se puede hacer zoom o mostrar/ocultar los grupos de datos haciendo doble-click en la leyenda.
3.3.1 Rendimiento corregido
En general todos los genotipos presentaron rendimientos medios entre 1300 y 2100 kg ha-1, con los genotipos como NK 3969 CL
y ADV 5505 CL
superando dicho rendimiento superior. La amplitud de las barras de cada material representan las diferencias de variabilidad entre ambientes, en este caso dominada por los bajos rendimientos de la localidad Margarita
.
3.3.2 Materia grasa (%MG)
En cuanto al contenido promedio de %MG varió, los promedios de cada genotipo variaron entre ente 50 y 57%, siendo NK 3969 CL
y NS 1113 CL
los que superaron dicho valor. En varios casos se observan variaciones de 5 puntos de MG o más entre las localidades.
3.4 Rendimientos promedio y CV
En las Tablas 3.3 y 3.4 se presentan los promedios y \(CV\) por Genotipo
y Localidad
, del rendimiento ajustados por MG y %MG expresados en kg/ha y base 100. Los genotipos están ordenados en función del valor relativo promedio. Los colores están ordenados en funión del valor relativo de cada localidad.**
Los datos pueden descargarse de los siguientes enlaces: medias_CV_rend_real.xlsx, medias_CV_rend_42MG.xlsx, medias_CV_MG.xlsx
3.4.1 Redimientos ajustados 42% MG
Localidad | Promedio | CV | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Arroyo Ceibal | Bajada 213-Calchaquí | Colonia Dolores | Margarita | San Justo | |||
ADV 5505 CL | 121 (2369) | 108 (2447) | 146 (3198) | 134 (776) | 100 (1867) | 122 (2131) | 15 (42) |
NK 3969 CL | 124 (2439) | 117 (2653) | 125 (2735) | 118 (682) | 121 (2249) | 121 (2152) | 3 (39) |
ADV 5407 CL | 122 (2394) | 97 (2206) | 129 (2826) | 114 (660) | 116 (2165) | 116 (2050) | 10 (40) |
NS 1113 CL | 114 (2235) | 104 (2363) | 118 (2598) | 117 (680) | 110 (2058) | 113 (1987) | 5 (38) |
NS 1109 CL | 121 (2372) | 106 (2412) | 131 (2866) | 81 (469) | 115 (2133) | 111 (2050) | 17 (45) |
SYN 3939 CL | 122 (2386) | 104 (2360) | 108 (2367) | 118 (684) | 99 (1849) | 110 (1929) | 9 (38) |
NUSOL 4180 CL | 119 (2333) | 120 (2728) | 113 (2483) | 84 (486) | 97 (1813) | 107 (1969) | 15 (45) |
RGT OBELLISCO CL | 83 (1634) | 106 (2393) | 126 (2767) | 135 (780) | 86 (1608) | 107 (1836) | 22 (42) |
P 1800 CL PLUS | 112 (2202) | 114 (2589) | 95 (2091) | 106 (616) | 101 (1885) | 106 (1877) | 7 (40) |
RGT CABILLDO CL | 107 (2101) | 107 (2432) | 112 (2451) | 84 (488) | 106 (1968) | 103 (1888) | 11 (43) |
SYN 3970 CL | 87 (1705) | 104 (2361) | 93 (2050) | 115 (668) | 104 (1929) | 101 (1743) | 11 (37) |
INTI 12 CL | — | 101 (2283) | 97 (2130) | 104 (600) | 99 (1844) | 100 (1714) | 3 (45) |
NS 106 CLHO | 116 (2270) | 88 (1993) | 88 (1937) | 84 (489) | 104 (1944) | 96 (1727) | 14 (41) |
CACIQUE 320 CL | 101 (1989) | 87 (1967) | 105 (2297) | 81 (470) | 78 (1459) | 90 (1636) | 13 (44) |
HS PIRAYU CL | 75 (1475) | 95 (2146) | 72 (1577) | 110 (636) | 99 (1850) | 90 (1537) | 18 (37) |
ZT 74L68CL | 76 (1489) | 93 (2115) | 63 (1380) | 110 (636) | 104 (1939) | 89 (1512) | 22 (38) |
ACA 216 CLDM | 95 (1866) | 98 (2217) | 92 (2024) | 52 (299) | 101 (1873) | 88 (1656) | 23 (47) |
ARGENSOL 76 CL | 91 (1780) | 81 (1836) | 87 (1900) | 78 (450) | 98 (1831) | 87 (1559) | 9 (40) |
ZT 74H55CL | 63 (1236) | 101 (2295) | 71 (1552) | 83 (478) | 106 (1972) | 85 (1507) | 22 (47) |
ARGENSOL 78 CL | 76 (1487) | 76 (1717) | 65 (1431) | 110 (636) | 82 (1531) | 82 (1360) | 21 (31) |
CACIQUE 322 CL | 74 (1455) | 92 (2074) | 65 (1420) | 81 (471) | 73 (1352) | 77 (1354) | 13 (42) |
Promedio | 100 (1961) | 100 (2266) | 100 (2194) | 100 (579) | 100 (1863) | — | — |
El nivel de variabilidad de los genotipos a través de los ambientes mostró valores altos (> 30%) en los datos expresados en rendimiento absoluto corregido por 42% de MG. Aproximadamente el 50% de los genotipos tuvo CV de rendimiento entre 38 y 43%. Estos nivels de variación están explicados en mayor parte por los bajos rendimientos obtenidos en la localidad Margarita
en relación al resto. Al considerar los valores relativos, la variabilidad se reduce (el 50% de los híbridos pasa a tener CV entre 9 y 18%), ya que se remueve en parte el efecto de la variación entre localidades.
A excepción de NS 3969 CL
y NS 1113 CL
que se ubicaron entre los primeros 5 a nivel global y en la mayoría de los ambientes, el resto mostró cambios en la posición dentro de cada localidad. Por ejemplo, NS 1109 CL
estuvo entre los primeros en 4 localidades pero rendimiento 20% inferior en Margarita
.
3.4.2 Materia grasa (%MG)
Localidad | Promedio | CV | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Arroyo Ceibal | Bajada 213-Calchaquí | Colonia Dolores | Margarita | San Justo | |||
NK 3969 CL | 107 (59) | 105 (60) | 106 (59) | 107 (53) | 108 (58) | 107 (58) | 1 (5) |
NS 1113 CL | 107 (59) | 109 (62) | 106 (59) | 105 (52) | 106 (57) | 107 (58) | 1 (6) |
ADV 5407 CL | 105 (58) | 105 (60) | 104 (58) | 103 (51) | 108 (58) | 105 (57) | 2 (6) |
NS 106 CLHO | 105 (58) | 103 (59) | 102 (57) | 105 (52) | 106 (57) | 104 (57) | 2 (5) |
SYN 3939 CL | 105 (58) | 103 (59) | 106 (59) | 103 (51) | 100 (54) | 103 (56) | 2 (6) |
SYN 3970 CL | 103 (57) | 103 (59) | 104 (58) | 99 (49) | 104 (56) | 103 (56) | 2 (7) |
NUSOL 4180 CL | 101 (56) | 103 (59) | 101 (56) | 107 (53) | 100 (54) | 102 (56) | 3 (4) |
RGT CABILLDO CL | 103 (57) | 100 (57) | 104 (58) | 99 (49) | 102 (55) | 102 (55) | 2 (7) |
NS 1109 CL | 101 (56) | 100 (57) | 101 (56) | 99 (49) | 104 (56) | 101 (55) | 2 (6) |
ZT 74H55CL | 99 (55) | 100 (57) | 101 (56) | 95 (47) | 104 (56) | 100 (54) | 3 (8) |
ADV 5505 CL | 99 (55) | 100 (57) | 99 (55) | 103 (51) | 95 (51) | 99 (54) | 3 (5) |
HS PIRAYU CL | 98 (54) | 98 (56) | 97 (54) | 105 (52) | 96 (52) | 99 (54) | 4 (3) |
RGT OBELLISCO CL | 99 (55) | 98 (56) | 102 (57) | 97 (48) | 100 (54) | 99 (54) | 2 (7) |
CACIQUE 322 CL | 98 (54) | 96 (55) | 101 (56) | 97 (48) | 98 (53) | 98 (53) | 2 (6) |
INTI 12 CL | — | 102 (58) | 97 (54) | 99 (49) | 96 (52) | 98 (53) | 3 (7) |
P 1800 CL PLUS | 98 (54) | 96 (55) | 99 (55) | 97 (48) | 96 (52) | 97 (53) | 1 (6) |
ZT 74L68CL | 96 (53) | 98 (56) | 97 (54) | 95 (47) | 100 (54) | 97 (53) | 2 (6) |
ARGENSOL 78 CL | 94 (52) | 96 (55) | 92 (51) | 105 (52) | 95 (51) | 96 (52) | 5 (3) |
ACA 216 CLDM | 96 (53) | 96 (55) | 95 (53) | 89 (44) | 98 (53) | 95 (52) | 4 (8) |
ARGENSOL 76 CL | 92 (51) | 93 (53) | 93 (52) | 93 (46) | 95 (51) | 93 (51) | 1 (5) |
CACIQUE 320 CL | 94 (52) | 93 (53) | 92 (51) | 97 (48) | 91 (49) | 93 (51) | 2 (4) |
Promedio | 100 (55) | 100 (57) | 100 (56) | 100 (49) | 100 (54) | — | — |
La variación de los contenidos de MG entre ambientes y entre híbridos fue baja (CV 1-5%). En este caso los materiales NK 3969 CL
y NS 1113 CL
mostraron contenidos en torno al 7% superior la promedio, y bastante consistentes a traves de las localidades.
3.4.3 Gráfico
La Figura 3.5 presenta la relación entre los rendimientos medios (corregido por MG 42%) expresados en valores relativos y la estabilidad (indicada por el CV) de los genotipos a través de las localidades incluidas en la red durante la campaña 2022/23.
Tomando el rendimiento y CV medios de la red (líneas punteadas), se observa que los genotipos con altos rendimientos promedio mostraron una variabilidad en torno al 5-15%. De los dos materiales con rendimientos relativos más altos (~122), se destaca la baja variabilidad de NK 3969 CL
, inferior al promedio de variación de los materiales evaluados. En cambio MG 360
y NS 1113 CL
presentaron rendiminetos 15% superiores al promedio general y CV entre 15 y 20%.
3.5 Diferencias entre genotipos
En la Tabla 3.5 se presentan los resultados del análisis de la varianza (ANOVA) del modelo mixto ajustado:
gl num | gl den | F | Valor p | |
---|---|---|---|---|
(Intercept) | 1 | 79 | 33.24 | 0.00000 |
Genotipo | 20 | 79 | 4.34 | 0.00000 |
Se detectaron diferencias de rendimiento estadísticamente significativas considerando la red en su conjunto y considerando la heterogeneidad de variabilidad entre localidades (p < 0.0001). En cambio el efecto del stand de plantas no fue significativo al 10%. En Tabla 3.6 se listan los valores medios ajustados, errores estándar e intervalos de confianza de los rendimientos medios de cada genotipo. La amplitud de los \(IC_{90}\) responde a que el espacio de inferencia es toda la región de donde proviene la muestra de las 5 localidades analizadas y la precisión alcanzada según el número de réplicas.
Rend. medio | Error estándar | gl | LI IC90 | LS IC90 | grupo | |
---|---|---|---|---|---|---|
NK 3969 CL | 2152 | 328 | 4 | 1453 | 2851 | a |
ADV 5505 CL | 2131 | 328 | 4 | 1432 | 2830 | a |
NS 1109 CL | 2050 | 328 | 4 | 1351 | 2749 | ab |
ADV 5407 CL | 2050 | 328 | 4 | 1351 | 2749 | ab |
NS 1113 CL | 1987 | 328 | 4 | 1288 | 2686 | ab |
NUSOL 4180 CL | 1969 | 328 | 4 | 1270 | 2668 | ab |
SYN 3939 CL | 1929 | 328 | 4 | 1230 | 2628 | ab |
RGT CABILLDO CL | 1888 | 328 | 4 | 1189 | 2587 | abc |
P 1800 CL PLUS | 1877 | 328 | 4 | 1178 | 2576 | abc |
RGT OBELLISCO CL | 1836 | 328 | 4 | 1137 | 2535 | abc |
INTI 12 CL | 1761 | 333 | 4 | 1050 | 2471 | abc |
SYN 3970 CL | 1743 | 328 | 4 | 1044 | 2442 | abc |
NS 106 CLHO | 1727 | 328 | 4 | 1028 | 2426 | abc |
ACA 216 CLDM | 1656 | 328 | 4 | 957 | 2355 | abc |
CACIQUE 320 CL | 1636 | 328 | 4 | 937 | 2335 | abc |
ARGENSOL 76 CL | 1559 | 328 | 4 | 860 | 2258 | bc |
HS PIRAYU CL | 1537 | 328 | 4 | 838 | 2236 | bc |
ZT 74L68CL | 1512 | 328 | 4 | 813 | 2211 | bc |
ZT 74H55CL | 1507 | 328 | 4 | 808 | 2206 | bc |
ARGENSOL 78 CL | 1360 | 328 | 4 | 661 | 2059 | c |
CACIQUE 322 CL | 1354 | 328 | 4 | 655 | 2053 | c |
El cuadro anterior representa el ranking de genotipos ordeandos por el rendimiento global para la zona de influencia de la Red. El rendimiento medio representa la mejor estimación global del rendimiento de cada genotipo para la región en general a partir de la información obtenida en el presente ensayo. Este valor estimado se acompaña de los límites de un intervalo de confianza (LI IC90 y LS IC90) los cuales representan la región donde se encuentra el verdadero valor del rendimiento.
Considerando la red globalmente, el ranking de materiales muestra diferencias entre NK 3969 CL
y ADV 5505 CL
, con rendimiento global entorno a 2140 kg/ha respecto de ARGENSOL 76 CL
, HS PIRAYU CL
, ZT 74L68CL
, ZT 74H55CL
, ARGENSOL 78 CL
y CACIQUE 322 CL
. En otro grupo de diferencias, ARGENSOL 78 CL
y CACIQUE 322 CL
se separan de los genotipos comprendidos entre NS 1109 CL
y ZT 74H55CL
.
3.6 Interacción GA
3.6.1 Campaña actual
Las diferencias de los rendimientos medios de cada localidad resumen la heterogeneidad de condiciones ambientales a las cuales fueron sometidos los genotipos evaluados. Utilizando esta información se construye un índice ambiental (IA
) que se utiliza para modelar la interacción genotipo x ambiente a partir de rendimientos de cada genotipo y ambiente. En la Tabla 3.7 se presenta la tabla de ANOVA del modelo.
Fuente | gl | SC | CM | F | Valor p |
---|---|---|---|---|---|
Localidad | 4 | 39657029.15 | 9914257.29 | 147.60 | <0.0001 |
Genotipo | 20 | 5917888.91 | 295894.45 | 4.41 | <0.0001 |
Genotipo:IA | 20 | 1427159.65 | 71357.98 | 1.06 | 0.4108 |
Residuals | 59 | 3962944.27 | 67168.55 |
Según este análisis, no se detecta interacción significativa entre los materiales evaluados y el índice ambiental (p = 0.41). Esto implica que las diferencias de sensibilidad observadas no resultaron en variaciones significativas de las pendientes de la relación IA
y rendimiento en el rango de valores de IA explorados.
En la Figura 3.6 se presentan las gráficas correspondientes a las normas de reacción a los cambios del IA
en relación a la respuesta promedio (recta 1:1).
Gráficos interactivos: se puede hacer zoom o mostrar/ocultar los grupos de datos haciendo doble-click en la leyenda. Por defecto se muestra el primer genotipo, pero haciendo click o doble-click sobre los nombres de los genotipos se pueden agregar/remover rectas para comparar.
Las pendientes (\(\beta\)) de las rectas (línea sólida de color) representan la sensibilidad de cada genotipo a la calidad del ambiente caracterizada por el rendimiento medio de la localidad. La sensibilidad promedio (línea punteada) representa la respuesta general de todos los genotipos. Para un genotipo cualquiera, si el valor de la pendiente es \(\beta_i > 1\), el genotipo en cuestión tiene mayor sensibilidad a los cambios de calidad del ambiente (a mayor calidad ambiental, mayor rendimiento, y vice versa). En cambio si \(\beta_i < 1\), entonces el genotipo es menos sensible y tendría mejores respuestas en ambientes malos y respuestas inferiores al promedio en ambientes buenos. Las diferencias entre las pendientes de los distintos genotipos representa la interacción GA.
A modo descriptivo los valores estimados de los \(\beta\) para algunos genotipos, como por ejemplo NUSOL 4180 CL, y NS 1109 CL mostraron pendientes positivas 25% mayores al promedio general. En el otro extremo, ARGENSOL 78 CL, ZT 74L68CL, y HS PIRAYU CL fueron los materiales con menor sensibilidad (pendientes 25% menores a 1). No obstante, sólo en los materiales ARGENSOL 78 CL
y NS 1109 CL
dichas pendientes fueron estadísticamente distintas de la recta 1:1.
El siguiente gráfico muestra la relación entre las pendientes estimadas y los rendimientos medios de cada genotipo.
Se observa que entre los materiales con mayor rendimiento promedio, los valores de sensibilidad fueron consistentemente superiores a 1, indicando mayor sensibilidad.
3.6.2 Últimas tres campañas
Al considerar los ambientes evaluados en las últimas 3 campañas (combinacion localidad x campaña), sólo 7 genotipos estuvieron presentes en los 15 ambientes explorados en las últimas 3 campañas. En la Tabla 3.8 se presenta la tabla de ANOVA del modelo de regresión de la media ajustado.
Fuente | gl | SC | CM | F | Valor p |
---|---|---|---|---|---|
Localidad | 8 | 16821979.49 | 2102747.44 | 20.09 | <0.0001 |
Genotipo | 6 | 6672038.07 | 1112006.34 | 10.63 | <0.0001 |
Genotipo:IA | 7 | 52268229.52 | 7466889.93 | 71.35 | <0.0001 |
Residuals | 83 | 8686147.04 | 104652.37 |
Según este análisis se detecta interacción significativa entre los materiales evaluados y el índice ambiental (p < 0.0001). Esto implica que al menos uno de los genitipos mostró una norma de reacción con pendiente distinta de 1, es decir, sensibilidad diferente al promedio. La Table 3.9 muestra los valores de pendiente estimados.
Genotipo | Beta | Error estándar | gl | LI IC95 | LS IC95 |
---|---|---|---|---|---|
SYN 3939 CL | 1.25 | 0.12 | 91 | 1.02 | 1.49 |
SYN 3970 CL | 1.25 | 0.12 | 91 | 1.02 | 1.48 |
RGT CABILLDO CL | 1.22 | 0.12 | 91 | 0.99 | 1.45 |
ACA 216 CLDM | 1.16 | 0.12 | 91 | 0.93 | 1.39 |
NS 1109 CL | 1.14 | 0.12 | 91 | 0.91 | 1.37 |
ADV 5505 CL | 0.76 | 0.12 | 91 | 0.52 | 0.99 |
CACIQUE 320 CL | 0.72 | 0.12 | 91 | 0.48 | 0.95 |
Según la tabla anterior se observa que los materiales SYN 3939 CL
y SYN 3970 CL
tuvieron un valor de sensibilidad significativamente superior la norma general (recta 1:1). Por el otro lado, ADV 5505 CL
y CACIQUE 320 CL
, se caracterizaron por tener mayor estabilidad, con valores de sensibilidad en torno a 0.75.
En la Figura 3.8 se presentan las gráficas correspondientes a las normas de reacción a los cambios del IA
en relación a la respuesta promedio (recta 1:1). Por defecto se muestra el primer genotipo, pero haciendo click o doble-click sobre los nombres de los genotipos se pueden agregar/remover rectas para comparar.
Según el gráfico anterior se observa la menor pendiente de ADV 5505 CL
y mayor pendiente de SYN 3970 CL
. En este caso, estos materiales se diferencian en su respuesta a los ambientes de mayor potencial. En ambientes de bajo potencial, el material ADV 5505 CL
presentó rendimientos mayores, mientras que para ambientes de mayor potencial fue superado por SYN 3970 CL
. También se observa un mayor rendimiento medio y sensibilidad de SYN 3939 CL
. En este caso, el rendimiento es superior al promedio general (linea punteada) en todo el rango de ambientes explorados, a su vez, aumenta a mayor calidad del ambiente.
4 Consideraciones finales
En general se observó una moderada a alta variabilidad de los rendimientos de cada genotipo a través de las distintas localidades evaluadas, principalmente debido a bajos rendimientos logrados en las localidades más afectadas por la sequía. También se observó moderada-baja heterogeneidad de respuesta dentro de cada localidad reflejada por los testigos. A nivel global se detectaron diferencias mayores a 600 kg ha-1 entre NK 3969 CL
y ADV 5505 CL
, y el grupo conformado por ARGENSOL 76 CL
, HS PIRAYU CL
, ZT 74L68CL
, ZT 74H55CL
, ARGENSOL 78 CL
y CACIQUE 322 CL
.
En el estudio de la interacción GA de la campaña actual no detectó diferencias significativas respecto al patrón de respuesta promedio, aunque algunos genotipos mostraron coeficientes de sensibilidad por encima y por debajo del 25%. En cambio el análisis de las ultimas tres campañas, con 7 genotipos se observó algunas diferencias significativas en los patrones siendo SYN 3939 CL
y SYN 3970 CL
los mas sensibles, y ADV 5505 CL
y CACIQUE 320 CL
, los mas estables.
5 Agradecimientos
A las empresas semilleras: A.C.A., Advanta, Argenetics, El Cencerro, Hersems, Nidera, NK, Nuseed, R.A.G.T., San Pedro, y Zeta Semillas, por haber confiado un año más en nuestra zona y en la utilidad de los Ensayos Comparativos de Rendimiento.
A las Empresas CREA de la Región Norte de Santa Fe que año tras año realizan el esfuerzo de siembra conducción y cosecha de estas macro parcelas en sus establecimientos, dedicando personal tiempo y recursos para tal fin.
6 Apéndice
6.1 Análisis estadístico
6.1.1 Rendimientos testigos
La información proveniente de las franjas testigo repetidas se utilizó para evaluar la variación dentro de las localidades y la existencia de tendencia espacial de los rendimientos según su ubicación en el experimento. Para esto último, en cada localidad se ajustaron modelos lineales de los rendimientos en función del orden de la parcela:
\[ y_{i} = \beta_0 + \beta_1X_i + e_{i} \]
donde: \(y_{i}\) representa la respuesta del testigo en la parcela \(i\), \(X_i\) es el número de posición de la parcela en el experimento, y \(\beta_0\) y \(\beta_1\) coeficientes de regresión.
6.1.2 Corrección por materia grasa
Los rendimiento secos observados se corrigieron por el % de materia grasa mediante la siguiente expresión:
\[ y^* = \left( \dfrac{2(MG - 42)}{100} + 1 \right) \times y \]
donde: \(y\) y \(y^*\) son el rendimiento real y corregido por materia grasa (\(MG\))
Las determinaciones de materia grasa se realizaron por el método de resonancia magnética (NMR) utilizando un equipo SPILNOCK.
6.1.3 Estadísticas descriptivas
Se calcularon estadísticas de resumen y gráficos descriptivos por genotipo y localidad para las variables respuesta rendimiento seco (kg ha-1), materia grasa (%) y rendimiento seco corregido por materia grasa (kg ha-1).
El promedio de cada genotipo en la red se calculó utilizando la siguiente expresión:
\[ \bar{y}_i = \dfrac{\sum y_{ij}}{n_i} \]
donde: \(\bar{y}_i\) es el rendimiento medio del genotipo \(i\), \(y_{ij}\) es el rendimiento del genotipo \(i\) en la localidad \(j\) y \(n_i\) es el número de localidades donde fue evaluado el genotipo \(i\). En aquellos casos donde se contó con más de una franja por localidad, los datos fueron promediados dentro de cada localidad. Así mismo el coeficiente de variación (\(CV\)) de cada genotipo en la red se calculó mediante la siguiente expresión:
\[ CV_{{y}_i} = \dfrac{s_{y_i}}{\bar{y}_i} \times 100 \]
donde: \(\bar{y}_i\) es el rendimiento medio del genotipo \(i\) y \(s_{y_{i}}\) es el desvío estándar de los rendimientos del genotipo \(i\) a través de las localidades:
\[ s_{y_i} = \sqrt{\dfrac{\sum \left(y_{ij} - \bar{y}_i \right)^2}{n_i -1}} \]
Las estadísticas anteriores se expresaron en valores absolutos y relativos al promedio de la localidad.
6.1.4 Diferencias de rendimiento
Para comparar y determinar las diferencias de respuesta de los materiales evaluados a nivel región se ajustó a los datos un modelo lineal mixto, i.e. con efectos fijos y aleatorios sobre el rendimiento medio global de la Red. Los genotipos y el stand de plantas fueron considerados efectos fijos y las localidades efectos aleatorios:
\[ y^*_{ij} = \mu + \tau_i + \rho_j + l_j + e_{ij} \]
donde: \(y^*_{ij}\) representa la respuesta del genotipo \(i\) sembrado en la localidad \(j\), corregido por efecto de la posición de la parcela en caso necesario; \(\mu\) es la media general de los ensayos de la red, \(\tau_i\) es efecto o diferencia del genotipo \(i\) respecto a la media general del ensayo, \(\rho_i\) es efecto de la relación stand de plantas y rendimiento en la localidad \(j\), \(l_j\) el efecto de la localidad \(j\), y \(e_{ij}\) el error experimental asociado al genotipo \(i\) sembrado en la localidad \(j\). Se asume que \(l_j\) como \(e_{ij}\) son independientes y tienen distribución normal con media 0 y varianza \(\sigma^2_l\) y \(\sigma^2_e\).
Este modelo asume que los niveles de Localidad
son una muestra aleatoria de las localidades de la Región Norte y permite realizar inferencia más amplia sobre la respuesta de los genotipos. Debido a que los testigos fueron las únicas genotipos replicados, la interacción Genotipo:Localidad
representaría la heterogeneidad de dicho genotipo dentro de cada Localidad
por lo tanto no fue estimada (Piepho et al., 2012).
Las diferencias de rendimiento entre genotipos se determinaron mediante la prueba de comparaciones múltiples de Tukey, considerando un nivel de significancia de 10%.
6.1.5 Análisis interacción genotipo x ambiente
Para explorar los patrones de interacción GA se utilizó el procedimiento de regresión sobre la media (Finlay y Wilkinson, 1963)
La heterogeneidad ambiental explorada por los genotipos considerados en la red se caracterizó mediante los rendimientos medios de cada Localidad
. Esta covariable denominada Índice Ambiental (IA
) fue utilizada para modelar la interacción GA a partir del siguiente modelo:
\[ y_{ij} = \mu_i + \beta_i X_j + e_{ij} \]
donde: \(y_{ij}\) es el rendimiento del genotipo \(i\) en el ambiente o localidad \(j\), \(\mu_i\) es la ordenada al origen de cada genotipo, \(X_j\) el índice ambiental de la localidad \(j\), y \(\beta_i\) la pendiente o sensibilidad del genotipo \(i\) a los cambios del IA
.
Según este modelo, \(\mu_i\) representa el comportamiento de los genotipos en el ambiente promedio y los coeficientes \(\beta_i\) la sensibilidad de los Genotipos
a la calidad del ambiente caracterizada por el rendimiento medio de la localidad. Entonces, si la interacción GA es significativa representa la heterogeneidad de respuestas, i.e. \(\beta\) distintos para los genotipos. El valor de \(\beta\) indica la sensibilidad el genotipo a los cambios de calidad del ambiente. Si \(\beta_i > 1\) indica que el genotipo \(i\) tiene una respuesta mayor al promedio (a mayor calidad ambiental, mayor rendimiento), en cambio si \(\beta_i < 1\), entonces el genotipo responde menos.
Para complementar este análisis, se realizó el mismo procedimiento combinando los datos de últimas campañas. La Tabla 6.1 muestra el número de genotipos presentes en todas las localidades de las últimas campañas.
Campañas | Número de genotipos |
---|---|
2022/23 | 20 |
2021/22, 2022/23 | 12 |
2020/21, 2021/22, 2022/23 | 7 |
2019/20, 2020/21, 2021/22, 2022/23 | 2 |
2018/19, 2019/20, 2020/21, 2021/22, 2022/23 | 0 |
2017/18, 2018/19, 2019/20, 2020/21, 2021/22, 2022/23 | 0 |
De los 0 genotipos evaluados durante las últimas 6 campañas, sólo 7 estuvieron en todos los ambientes conformados por la interacción Campaña:Localidad
de las campañas 2022/23 y 2020/21. Estos genotipos fueron utilizados para el análisis. Si bien el criterio de inclusión reduce la cantidad de genotipos se incrementa la potencia para detectar patrones de interacción.
6.2 Software
Los datos fueron procesados utilizando el software estadístico R versión 4.1 (R Core Team, 2021) y los paquetes nlme
(Pinheiro et al., 2018), emmeans
(Lenth, 2019), tidyverse
(Wickham, 2017) y plotly
(Sievert, 2020).
7 Bibliografía
Finlay, K. W., and Wilkinson, G.N. (1963). The analysis of adaptation in a plant-breeding programme. Aust. J. Agric. Res. 14, 742–754.
Kempton, R.A. (Ed) (1997). Statistical methods for plant variety evaluation. Plant breeding series. Chapman & Hall, London. pp. 191.
Lenth, R. (2019). emmeans: Estimated Marginal Means, aka Least-Squares Means. R package version 1.3.3. https://CRAN.R-project.org/package=emmeans
Malosetti, Marcos, Jean-Marcel Ribaut, and Fred A. van Eeuwijk. 2013. “The Statistical Analysis of Multi-Environment Data: Modeling Genotype-by-Environment Interaction and Its Genetic Basis.” Frontiers in Physiology 4 (March). doi:10.3389/fphys.2013.00044.
Piepho, H.P., C. Richter, J. Spilke, K. Hartung, A. Kunick, and H. Thöle. 2011. Statistical aspects of on-farm experimentation. Crop and Pasture Science 62(9): 721.
Pinheiro J, Bates D, DebRoy S, Sarkar D, R Core Team (2018). nlme: Linear and Nonlinear Mixed Effects Models. R package version 3.1-137, URL: https://CRAN.R-project.org/package=nlme.
R Core Team (2021). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.
Sievert, C. (2020) Interactive Web-Based Data Visualization with R, plotly, and shiny. Chapman and Hall/CRC Florida.
Wickham, H. (2017). tidyverse: Easily Install and Load the ‘Tidyverse’. R package version 1.2.1. https://CRAN.R-project.org/package=tidyverse
Yan, W.; Kang, M. S. (2002). GGE Biplot Analysis: A Graphical Tool for Breeders, Geneticists, and Agronomists. 1st edition. CRC Press. pp. 288.