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CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL CENTROINIFAP - TLAXCALA

Folleto Técnico No. 44 Diciembre, 2010

Agustín Limón OrtegaEduardo Villaseñor Mir

Patricia Pérez Herrera

Ciencia y Tecnologíapara el Campo Mexicano

Fundación ProduceTLAXCALA A.C.

ISBN: 978-607-425-365-8

Agustín Limón OrtegaEduardo Villaseñor Mir

Patricia Pérez Herrera

SISTEMAS DE SIEMBRA PARA TRIGO Y

MANEJO DE N PARA LA CALIDAD DE GRANO

Dr. Agustín Limón Ortega

Dr. Héctor Eduardo Villaseñor Mir

M.C. Patricia Pérez Herrera

Investigadores del Programa de Cerealesdel Campo Experimental Valle de México, INIFAP

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES

FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS

CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL CENTRO

INIFAP-TLAXCALA

TLAXCALA, TLAX., MÉXICO

DICIEMBRE, 2010

COMITÉ EDITORIAL DEL CIR-CENTRO

PRESIDENTEDr. Eduardo Espitia Rangel

Secretaria M.C. Santa Ana Ríos Ruiz

Vocales

Dr. Fernando Carrillo Anzures Dr. Francisco Becerra Luna

Dr. Benjamin Zamudio González Dr. Vidal Guerra De la Cruz

Dra. Martha Blanca Irizar Garza M.C. María de Lourdes García Leaños

Créditos Editoriales por revisión del presente FolletoDr. Oscar Grageda Cabrera

Dr. Aurelio Báez PérezDr. Carlos Lozano Cavazos

Tipografía Computarizada: C. María Elena Díaz Leal

Diseño: Lic. Fabiola Meléndez Roca

Coordinación de la Producción: Dr. Alejandro P. Ceballos Silva

Folleto Técnico No. 44 Diciembre 2010

Derechos reservados 2010Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y PecuariasAv. Progreso No. 5Barrio de Santa CartarinaDel. Coyoacán,04010 México, D.F.Tel: 01 55 38 71 87 60

ISBN: 978-607-425-365-8

Primera edición 2010Impreso y hecho en México

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.

SISTEMAS DE SIEMBRA PARA TRIGO Y MANEJO DE N PARA LA CALIDAD DE GRANO

C O N T E N I D O

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4

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7

9

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ANTECEDENTES

PROBLEMÁTICA

SISTEMAS DE SIEMBRA EN CAMAS COMOALTERNATIVA PARA LA PRODUCTIVIDAD

RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

1. SUELOS

2. FERTILIZACIÓN

1. CAMAS PERMANENTES

2. CAMAS CONVENCIONALES

3. CORRUGACIONES

5

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APLICACIÓN DE FERTILIZANTES Y OTROS INSUMOSCOMO ALTERNATIVA PARA LA CALIDAD

1. FUERZA DE GLUTEN

2. ÍNDICE DE TENACIDAD/EXTENSIBILIDAD

ANTECEDENTES

La importancia de la producción de trigo radica en su contribución para la alimentación básica de la población. Sin embargo, para mejorar su rentabilidad es necesario considerar la productividad y calidad con que se produce en nuestro país de tal forma que pueda posicionarse en condiciones favorables de mercado (Peña et al., 2008). Dentro de los factores determinantes de la baja productividad de trigo destaca el sistema de siembra tradicional que ha prevalecido sin cambios en la mayoría de los casos. Esta desventaja pone de manifiesto la necesidad de evolucionar tecnológicamente hacia otros sistemas de siembra más eficientes en cuanto al uso de los recursos. Asimismo, el manejo deficiente de los insumos resulta en un alto nivel de variabilidad en la calidad de grano.

La mayor proporción de trigo de temporal que se cultiva en el ciclo de verano se concentra en cinco de veinte estados que lo cultivan. En el ciclo 2006, por ejemplo, los estados de Tlaxcala, Guanajuato, Estado de México, Zacatecas y Oaxaca produjeron aproximádamente 262 mil t, equivalentes a más del 90% del volumen cosechado en este ciclo (SIAP, 2007). El rendimiento promedio de trigo en el estado de Tlaxcala es de 2.5 t/ha con un amplio rango de variación (Figura 1). Por ejemplo, para el año de 2008, éste fue de 0.9 a 3.6 t/ha correspondiente a diversos Distritos de Desarrollo Rural (SIAP, 2008).

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El alto grado de variación de rendimiento entre regiones y años en el estado de Tlaxcala, pueden atribuirse a una serie de factores entre los que destaca el suelo y clima, aunque el manejo del cultivo no deja de ser igualmente importante.

En cuanto a la superficie que se siembra anualmente en esta Entidad y sus fluctuaciones anuales, es importante destacar que en los ciclos 2006 y 2007 se superaron las 40 mil ha en superficie (Figura 2).

El incremento en la superficie sembrada de esta Entidad, agregado al de otras áreas productoras de trigo de nuestro país, es de suma importancia ya que a través de esta estrategia se posibilita la autosuficiencia alimentaria. Así mismo, considerando que hasta hace algunos años el problema de comercialización obstaculizó el incremento en la superficie (Villaseñor et al., 2000), podría inferirse que las condiciones de mercado y calidad de grano han mejorado. Sin embargo, es necesario enfatizar que prácticamente el total de la superficie cultivada con trigo se encuentra aún bajo el sistema de siembra tradicional en plano. El sistema tradicional es altamente ineficiente en el uso de los insumos, además de ser un promotor efectivo de la erosión del suelo. Figura 1. Rendimiento anual de trigo en el estado de Tlaxcala

(SIACON, 2007)

Figura 2. Superficie sembrada con trigo en el estado de Tlaxcala para los ciclos 2000 al 2007 (SIACON, 2007)

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Bajo estas condiciones y como consecuencia, la baja productividad podría disuadir a los productores y reducir la superficie de siembra que actualmente se siembra.

En cuanto a calidad, para el caso del estado de Tlaxcala, el trigo harinero (Triticum aestivum L.) del grupo 1 es el que más se cultiva. Éste se caracteriza por una textura de grano dura-semidura; gluten fuerte y extensible lo cual posibilita una diversidad de usos en la industria panadera (Peña et al., 2008).

Por otra parte, algunos de los parámetros de calidad de trigo de mayor relevancia para la industria molinera son el peso hectolítrico, contenido de humedad y proteína grano, así como la fuerza de gluten. Pero para propósitos de este documento se omiten otros igualmente relevantes.

En un muestreo realizado durante la cosecha del ciclo 2006 en el estado de Tlaxcala se encontraron valores de peso hectolítrico desde muy bajos (70 kg/hl) a bajos (75 kg/hl). La proteína de grano de < 10 a 12.1% y fuerza de gluten > 300 x

-410 J para mezclas de diferentes sitios y variedades representativas incluyendo Tlaxcala F2000 (Peña et al., 2008). Estos resultados indican el alto grado de variabilidad ambiental y de manejo con que se produce el trigo en esta Entidad.

Algunos factores de índole agronómico que afectan el alto grado de variabilidad en esos parámetros son: siembras tardías y deficiencia de nitrógeno (N) para el peso hectolítrico; momento y condiciones de la cosecha para la humedad de grano; y fertilidad y el manejo de fertilizantes para el contenido y calidad de proteína (Gedye et al., 1981; Peña et al., 2008). Es importante señalar que además de estos factores, tanto el efecto varietal como el clima son determinantes en las variaciones de estos parámetros.

PROBLEMÁTICA

En el contexto de un mercado globalizado, el trigo mexicano debe competir con el precio y la calidad industrial del trigo importado. El trigo importado proviene principalmente de los Estados Unidos y Canadá. El supuesto problema de calidad del trigo mexicano se deriva principalmente de la variabilidad de condiciones en que se produce, las cuales le confieren una calidad industrial también variable (Espitia et al., 2003). Esta variabilidad de condiciones puede atribuirse a la variación de precipitación entre regiones, principalmente cantidad y distribución. Sin embargo, desde un punto de vista fundamentalmente agronómico, el problema de la productividad y calidad de grano de trigo de temporal puede solventarse parcialmente atendiendo dos factores fundamentales: 1) sistemas de siembra y, 2) aplicación de fertilizante y otros insumos. Por estas razones, es necesario analizar brevemente la situación que guardan los suelos y las recomendaciones sobre fertilización en esta Entidad.

1. SUELOS

Los suelos en el estado de Tlaxcala se caracterizan porque prácticamente toda la superficie cultivable posee algún tipo y grado de erosión (Figura 3) la cual se encuentra generalmente asociada a los tepetates (Nimlos y Ortiz-Solorio, 1987).

Figura 3. Mapa del estado de Tlaxcala indicando la degradación del suelo causada por el hombre (SEMARNAT, 2007)

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De acuerdo a la Figura 3, el problema de erosión en Tlaxcala es de tal magnitud que las áreas consideradas como estables (indicadas con color verde) son relativamente pequeñas y corresponden a las cimas de las montañas donde aún no hay asentamientos humanos, excepto la del centro de la Entidad. Dentro de los numerosos factores que causan este problema resalta el sobrepastoreo, el cual ocurre en toda la Entidad considerándose como ejemplo de deterioro por este factor (Werner, 1986). De igual forma, la preparación intensiva e innecesaria del suelo para la siembra se suma como otro factor causal de la erosión. Independientemente de las causas de la degradación del suelo y el grado en que se encuentra, es presumible que sus atributos físicos, químicos y biológicos no permiten una producción óptima.

2. FERTILIZACIÓN

Los fertilizantes comerciales en nuestro país no eran conocidos hasta mediados del siglo pasado. Se usaban primordialmente fuentes orgánicas. Los productores generalmente no sabían cuanto y que cultivos había que fertilizar; los créditos se recibían en forma de fertilizante pero sin la asesoría para un análisis previo de suelos (Werner 1986). En la actualidad la dosis de fertilización promedio que se aplica para el poniente de la Entidad es de 58-33-09

. Sin embargo, durante los 80´s la recomendación generalizada de fertilización para el cultivo de trigo variaba de 60 a 100 kg N/ha (INIA, 1981). Durante la década de los 90´s la recomendación fue de 40 a 80 kg N/ha, según el potencial productivo (Villaseñor y Espitia, 2000). Sin embargo, en ninguno de los casos se reportaron las curvas de respuesta que permitieran una mayor apreciación de las dosis recomendadas. Actualmente se reporta que para ambientes con un rendimiento potencial de rendimiento menor a 2.8 t/ha y siembra convencional es muy probable que no se necesite fertilizante a base de N (Limon-Ortega y Villaseñor-Mir, 2006).

En tanto que para la siembra en camas la dosis de fertilización varía de 0 a 40 kg N/ha (Limon-Ortega et al., 2008). Por tanto,

(Ávila, 2001)

la dosis de N que actualmente se aplica debe reconsiderarse para una producción de trigo más efectiva según el sistema de siembra.

Por otro lado, una recomendación que se ha generalizado es la de aplicar el fertilizante N de manera fraccionada: una parte a la siembra y otra al final del ahijamiento. Sin embargo, diversos estudios realizados en valles centrales han demostrado que esta estrategia de fertilización no mejora el rendimiento (Figura 4), ni la cantidad de proteína; excepto un ligero incremento en el número de espigas por metro cuadrado y la eficiencia en el uso de N (Limon-Ortega y Villaseñor-Mir, 2006; Limon-Ortega et al., 2008). Ocasionalmente, el cultivo podría requerir de una pequeña cantidad de N al final del ahijamiento la cual depende del sistema de siembra (Limon-Ortega, 2009).

Figura 4. Respuesta de rendimiento a la oportunidad de aplicación de N en dos sitios bajo siembra en camas permanentes (sitio de Santa Lucia

no fue sembrado en 2004)

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La única diferencia substancial que ocurrió en este estudio por la oportunidad de aplicación de fertilizante se registró en el ciclo 2007 en Santa Lucía, Estado de México. Este resultado quizás sea una consecuencia de las condiciones climáticas de este año en particular.

SISTEMAS DE SIEMBRA EN CAMAS COMO ALTERNATIVA PARA LA PRODUCTIVIDAD

La solución a los problemas de erosión de suelos en el estado de Tlaxcala es compleja. Generalmente las alternativas se relacionan con prácticas de manejo de efecto a mediano y largo plazo (Werner, 1986) y la aprobación de grandes fondos financieros para su recuperación (Nimlos y Ortiz-Solorio, 1987). Alternativamente, la agronomía ofrece el cambio tecnológico hacia la siembra en camas que aunque no recupera tepetates, puede contribuir aminorando el problema de erosión e incrementando la productividad de trigo. Para el sistema de siembra en camas se han propuesto al menos tres variantes:

1.CAMAS PERMANENTES

Esta variante del sistema de siembra en camas es una forma de agricultura de conservación cuya práctica ofrece numerosas ventajas por lo que se ha planteado como una opción para la producción de trigo en valles altos (Limon-Ortega y Sayre, 2003). Dentro de las ventajas de este sistema resalta el mejoramiento de los atributos del suelo. Quizás uno de los más sensibles en el corto plazo sea la estabilidad estructural del suelo. Este mejoramiento físico se ilustra en la Figura 5 la cual compara, aunque de manera empírica, la estabilidad de dos agregados que para el propósito de este folleto se denomina como terrones.

Figura 5. Estabilidad estructural de dos terrones provenientes de un mismo suelo pero diferente sistema de siembra después de sumergirlos

por unos segundos en agua

En ambos casos, los terrones se distinguen por la firmeza resultante de las fuerzas de cohesión que los sostienen. El terrón proveniente del sistema de labranza convencional es mucho más frágil que el de camas permanentes. La connotación práctica de esta diferencia es que un suelo con terrones más firmes (camas permanentes), permite una mayor infiltración de agua y con ello un menor escurrimiento superficial (Govaerts et al., 2007; Limon-Ortega et al., 2006) y por tanto una reducción en el arrastre de suelo.

La aplicación de este sistema de siembra se fundamenta en tres principios: 1) rotación anual de trigo con otro cultivo como maíz, 2) retención y distribución de residuos del cultivo anterior sobre el suelo y, 3) remoción mínima de la cama de siembra, además de la disponibilidad del equipo de siembra específicamente diseñado para este sistema.

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En relación a este último punto, el INIFAP ha diseñado una sembradora de uso múltiple que puede sembrar tanto trigo y como maíz (Limón et al., 2006). Sin embargo, una serie de factores de índole socio-económico obstaculiza la adopción extensiva de este sistema.

2. CAMAS CONVENCIONALES

Desde el punto de vista de adopción de tecnología, la siembra en camas convencionales posee mayor potencial que el sistema en camas permanentes. Una de las razones principales es que la aplicación de este sistema requiere únicamente de la modificación de los equipos convencionales de siembra. Esta modificación consiste básicamente en el bloqueo de dos-tres distribuidores de semilla/fertilizante, la remoción de sus correspondientes chuzos y el reemplazo de estos espacios por un surcador. Un prototipo de surcador ha sido diseñado por INIFAP (Limón-Ortega et al., 2009).

La aplicación de este sistema después de la preparación de terreno de manera convencional no mejora los atributos del suelo. Sin embargo, la dirección de las camas según la pendiente (Figura 6), se puede considerar como una barrera física que obstaculiza el escurrimiento de agua evitando así la erosión del suelo.

En cuanto a la rentabilidad de este sistema, es importante mencionar que a través de la modificación de una sembradora convencional para aplicar la siembra en camas, el productor ahorra hasta un 23 % de semilla y fertilizante dependiendo del número de surcadores instalados. A pesar de la reducción en la cantidad de semilla y el espacio por los surcos sin sembrar, generalmente se obtiene un rendimiento superior al del sistema convencional. La magnitud de esta diferencia entre sistemas varía según la variedad ( ).

3. CORRUGACIONES

Dentro de las variantes del sistema de siembra en camas, el de corrugaciones es quizá el más rústico, tecnológicamente hablando, pero más eficiente todavía que la siembra convencional. Este sistema se aplica para aquellas situaciones donde el productor no cuenta con una sembradora. El único requerimiento es la disponibilidad de una cultivadora para hacer camas inmediatamente después de la operación de siembra al voleo. La corrugación resultante por esta operación impide el escurrimiento de agua.

APLICACIÓN DE FERTILIZANTES Y OTROS INSUMOS COMO ALTERNATIVA PARA LA CALIDAD

El manejo agronómico como factor para mejorar y ayudar a uniformizar la calidad de grano que se produce en el altiplano es complejo. En general, la calidad puede mejorarse con la aplicación de urea (U) granular durante el amacollamiento, en adición a una aplicación foliar de fungicida a la floración según la fertilidad natural del suelo. A continuación se presentan algunos resultados de investigación que pueden ayudar a solventar parcialmente el problema de calidad.

Limón et al., 2008

Figura 6. Siembra en camas convencionales siguiendo el contorno del terreno para reducir el escurrimiento de agua

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1. FUERZA DE GLUTEN

Uno de los parámetros reológicos de uso generalizado para evaluar la calidad de grano es la fuerza de gluten. En un estudio realizado en dos localidades de valles altos se encontró que este parámetro está determinado principalmente por la localidad y la fuente de fertilizante N (Figura 7). Aunque el efecto del primer factor es más importante que el segundo, es importante señalar que la fuente de N también tiene un efecto relativo en la fuerza de gluten. De manera generalizada, la aplicación granular de U al amacollamiento como fuente de N incrementa la fuerza de gluten con respecto al sulfato de amonio (SA).

La fuerza de gluten para la localidad de Santa Lucia en el estado de México fue mayor que para Apizaco en el estado de Tlaxcala. Este resultado refleja la variabilidad de condiciones climáticas y de suelo de cada lugar. Para el caso de estas dos localidades, en la Tabla 1 se presentan los resultados de un análisis de suelos en muestras tomadas en pos-cosecha a una profundidad de 30 cm.

Figura 7. Fuerza de gluten (Nahuatl F2000) en dos localidades usando dos fuentes de fertilizante N durante el amacollamiento (40 kg/ha)

Tabla 1. Caracterización del suelo para las localidades de Apizaco, Tlax., y Santa Lucia, Estado de México

Localidad pH

MO

N total

N-NO3

Fosforo

Potasio

S-SO4

-

-

-

g/kg -

-

-

- - -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

mg/kg -

-

-

-

-

-

-

-

- - - - -

Apizaco 8.4 19 1.0 8 48 660 2.06

Sta Lucia

6.7

22

1.0

17

26

458 0.95

pH=índice de acidez; MO = Materia Orgánica

De acuerdo a esta tabla, los parámetros de suelo para la localidad de Santa Lucia (pH ligeramente ácido, MO y N-NO 3

medio) son radicalmente distintos a los de Apizaco (pH moderadamente alcalino, MO y N-NO bajo) siendo la primera 3

de una fertilidad natural más alta lo que seguramente le da mayor fuerza al gluten.

Por otra parte, la aplicación de insumos foliares en la etapa de floración demuestra que la variabilidad en la fuerza de gluten, derivada del efecto de localidad y fuente de fertilización granular, puede manejarse dentro de cierto rango según la fuente de fertilizante granular al amacollamiento (Figura 8). La aplicación de U y SA foliar y un fungicida a base de procloraz durante la floración indujeron una fuerza de gluten que varió en

-4este estudio de 270 a 410 10 J.

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En general, la combinación de SA granular al amacollamiento y foliar a la floración resultó en los valores más bajos de fuerza de gluten. Mientras que la aplicación de U granular más fungicida en los más altos. Este último puede atribuirse al control de enfermedades foliares como la roya (puccinia spp.) que favorece el mantenimiento del color verde de la hoja bandera lo cual resulta en un mayor suministro de N hacia el grano (Gooding, 2007).

2 . ÍNDICE DE TENACIDAD/EXTENSIBILIDAD

Otro de los parámetros reológicos es el índice de tenacidad/extensibilidad. La tendencia de este parámetro entre localidades es inversa a la de fuerza de gluten; menor en Santa Lucia Estado de México (0.56), y mayor en Apizaco, Tlax (1.06). Sin embargo, el factor común entre ambas localidades es que este índice se incrementa con la aplicación combinada de U granular al amacollamiento más fungicida a la floración.

A todas estas variantes se debe agregar el efecto de estos insumos en el rendimiento final y su conveniencia económica. Este el caso de Apizaco, por ejemplo, dada la alcalinidad de sus suelos la fuente de fertilizante granular N más adecuada para optimizar el rendimiento es a base de SA. En este caso, el efecto negativo en la calidad por este fertilizante se compensa con U foliar a la floración.

RECOMENDACIONES

La adopción de sistemas de siembra que garanticen una mayor productividad a través de la conservación de suelos, requiere del apoyo gubernamental inmediato si es que el objetivo es coadyuvar a la autosuficiencia alimentaria y conservar el recurso suelo. Este apoyo consiste básicamente en el financiamiento para la manufactura de los surcadores y modificar las sembradoras tradicionales.

Figura 8. Efecto combinado de la fuente de fertilización granular (al amacollamiento) y foliar (floración) en la fuerza de gluten de la variedad

Nahuatl F2000

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REFERENCIAS

1. . El mercado de los fertilizantes en México/Situación actual y perspectivas. Problemas del Desarrollo. 32:189-207.

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4. Gooding M. J. 2007. Influence of foliar diseases and their control by fungicides on grain yield and quality in wheat. In Wheat production in stressed environments. Buck, H.T., Nisi, J.E. and Salomon, N. (eds). Proceedings of the 7th International Wheat Conference, 27 November-2 December 2005, Mar de Plata, Argentina. Developments in Plant Breeding. Springer Netherlands. 12:567-581.

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6. INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas). 1981. Guía para la asistencia técnica agrícola. Área de influencia del campo agrícola experimental Valle de México. Chapingo, Estado de México, México. SARH, INIA, CEVAMEX. 135 p. 2da Edición.

Ávila J. A. 2001

Dependiendo de los valores de fuerza de gluten requeridos por la industria de panificación, los productores pueden manejar la fuente de fertilización granular e insumos a la floración para obtener una fuerza aceptable. La principal fuente granular para promover la fuerza de gluten es U. El principal insumo aplicado a la floración es el fungicida a base de procloraz a la dosis recomendada en el envase. Para situaciones en que el pH del suelo o economía del productor se aplique SA, el insumo a la floración debe ser U. A esto se debe agregar que el conocimiento de suelos a partir de un análisis rutinario es necesario para elegir la fuente de fertilizante granular más conveniente.

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7. Limon-Ortega A., Sayre K. D. 2003. Dryland wheat production on narrow raised beds; a promising option. XIth International Conference on Rainwater Catchment Systems, 25 – 29 August 2003, Texcoco Edo, México. pp606 – 620.

8. Limon-Ortega A., Villaseñor-Mir E. 2006. Nitrogen fertilizer management and recommendations for wheat production in central Mexico. Crop Management. doi:10.1094/CM-2006-0525-01-RS.

9. Limón O. A., Ochoa B. J., Jiménez R. R., Espitia R. E. 2006. Sistema de siembra en camas permanentes para trigo; equipo de siembra y manejo básico del cultivo. Folleto Técnico No 26. Centro de Investigación Regional Centro. INIFAP Tlaxcala.

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performance in a planting system on narrow raised beds. Cereal Res. Comm. 36:343-352.

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Limon-Ortega A., Villaseñor-Mir E. and Espitia-Rangel E. 2008

Limón O. A., Villaseñor M. E., Osorio A. L. 2008

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18. SIAP. 2007. Estadísticas sobre producción de trigo en México. . SIAP-SAGARPA (2007).

19. SIAP. 2008. Estadísticas sobre producción de trigo en México. . SIAP-SAGARPA (2009).

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