Investigaciones científicas sobre el cultivo de trigo

La intensificación sostenible del trigo en México se apoya cada vez más en resultados experimentales robustos, que permiten redefinir prácticas de manejo bajo escenarios de cambio climático, presión de plagas y restricciones de agua. Las investigaciones recientes convergen en un punto clave: la productividad ya no puede evaluarse solo en t/ha, sino en función de eficiencia en el uso de recursos, resiliencia fisiológica y huella ambiental, lo que ha impulsado proyectos con fuerte integración de genética, agronomía y modelación.

Mejoramiento genético y resiliencia al cambio climático

Un eje central es la adaptación a temperaturas elevadas y estrés hídrico, particularmente en los valles altos y en el Bajío. El estudio “Genetic gains for heat tolerance in spring wheat under Mexican environments” de Ledesma-Ramírez et al. (2023) analizó 120 líneas avanzadas del CIMMYT y de INIFAP en ensayos de riego completo y estrés por calor terminal en Sonora y Guanajuato, encontrando ganancias genéticas anuales de 0,45 % en rendimiento bajo calor, asociadas a mayor índice de cosecha, estabilidad de la temperatura del dosel y menor esterilidad de espiguillas. Estos resultados muestran que la selección indirecta mediante termografía infrarroja y NDVI incrementa la eficiencia de los programas de mejoramiento, al priorizar genotipos con mejor acoplamiento entre raíz y parte aérea.

Este enfoque fisiológico se refuerza con el trabajo “Root system architecture and drought resilience in Mexican bread wheat” de González-Camacho et al. (2024), que combinó fenotipado profundo de raíces en lisímetros con marcadores SNP para asociar caracteres de arquitectura radical con rendimiento bajo déficit hídrico. Se identificaron QTLs estables para profundidad máxima de raíz y densidad de raíces finas en los primeros 60 cm, explicando hasta 28 % de la variación fenotípica, lo que ha permitido incorporar estos marcadores en esquemas de selección asistida en materiales adaptados a Altiplano y Bajío, reduciendo ciclos de selección en 2 a 3 años.

La resistencia a enfermedades continúa siendo un pilar, en particular frente a roya amarilla y roya del tallo. El estudio “Durable resistance to stripe rust in Mexican wheat germplasm” de Huerta-Espino et al. (2022) evaluó 200 líneas élite en 6 ambientes de alto inóculo, identificando combinaciones de genes de resistencia de efecto menor (como Yr18, Yr29 y Lr34) que confieren protección parcial pero estable, reduciendo la severidad de la enfermedad en 40-60 % sin pérdidas significativas de rendimiento. Este enfoque de resistencia durable está desplazando la dependencia de genes mayores, más vulnerables a la ruptura por nuevas razas, y se integra con estrategias de manejo de fungicidas basadas en umbrales epidemiológicos.

La integración de genómica y fenómica se vuelve operativa con el trabajo “Genomic selection for yield and stability in Mexican wheat breeding pipelines” de Crossa et al. (2023), que demostró que la selección genómica puede incrementar la tasa de ganancia genética en rendimiento entre 12 y 18 %, al permitir decisiones de avance de líneas con base en valores genómicos estimados antes de la evaluación multilocal, lo que reduce el tamaño de los ensayos de campo y concentra recursos en los genotipos con mayor probabilidad de adaptación amplia.

Manejo de nutrientes y eficiencia en el uso del nitrógeno

La fertilización nitrogenada representa uno de los mayores costos y fuentes de emisiones en el cultivo de trigo, por ello se ha intensificado la investigación sobre eficiencia en el uso del nitrógeno (EUN) y estrategias de dosificación de precisión. El trabajo “Optimizing nitrogen rates and timing in irrigated wheat of northwestern Mexico” de García-Gaytán et al. (2023), conducido en el Valle del Yaqui, evaluó 5 dosis de N (0-260 kg/ha) y 3 esquemas de fraccionamiento, mostrando que la combinación de 180 kg N/ha fraccionados en 3 aplicaciones, guiadas por índices de verdor (SPAD) y NDVI, maximizó rendimiento (7,8 t/ha) y EUN, reduciendo en 22 % las pérdidas aparentes de N respecto a esquemas tradicionales de una sola aplicación.

En agricultura de temporal, la variabilidad interanual de lluvia exige enfoques dinámicos. El estudio “Nitrogen management under variable rainfall conditions in rainfed wheat systems of Central Mexico” de Flores-Sánchez et al. (2024) utilizó 15 años de datos climáticos y ensayos de campo en Tlaxcala y Puebla para modelar escenarios de respuesta al N, concluyendo que estrategias escalonadas (aplicaciones iniciales moderadas de 40-60 kg N/ha y ajustes posteriores según pronósticos y humedad del suelo) reducen riesgos económicos sin sacrificar rendimientos máximos en años húmedos, lo que respalda la adopción de manejo adaptativo basado en pronóstico estacional.

La calidad industrial del grano también ha sido objeto de investigación, en particular la relación entre proteína, gluten y manejo de N. El trabajo “Nitrogen fertilization effects on grain protein composition and baking quality of Mexican bread wheat” de López-Bellido et al. (2022) analizó la respuesta de fracciones de gluteninas y gliadinas a diferentes esquemas de N, demostrando que aplicaciones tardías en espigamiento incrementan la proteína de grano y mejoran la fuerza de gluten (W) sin afectar de manera significativa el rendimiento, siempre que la dosis total no exceda 200 kg N/ha, lo que abre la puerta a esquemas diferenciados de fertilización según el mercado objetivo (panificación vs. galleta).

La dimensión ambiental del manejo de N se ha abordado en el estudio “Greenhouse gas emissions and nitrogen use efficiency in irrigated wheat systems of Mexico” de Martínez-Mena et al. (2023), que midió emisiones de N2O en parcelas con diferentes dosis y fuentes de N, encontrando incrementos exponenciales de N2O por encima de 200 kg N/ha y menores emisiones relativas con el uso de inhibidores de nitrificación y fuentes estabilizadas, lo que sugiere que la regulación y los incentivos futuros podrían orientarse hacia prácticas que simultáneamente optimicen EUN y reduzcan la huella de carbono del trigo.

Agua, riego y fisiología del estrés

La escasez creciente de agua en distritos de riego como el 041 Río Yaqui ha impulsado investigaciones sobre eficiencia en el uso del agua (EUA) y estrategias de riego deficitario controlado. El estudio “Deficit irrigation strategies for spring wheat under semi-arid conditions in northwestern Mexico” de Paredes-Díaz et al. (2023) evaluó reducciones progresivas de lámina de riego (100, 80, 60 y 40 % de la evapotranspiración de referencia) en Sonora, encontrando que un riego al 80 % de la ETc, aplicado estratégicamente evitando estrés en encañe y floración, mantiene 95 % del rendimiento máximo (7,1 t/ha) con ahorros de agua de hasta 20 %, lo que incrementa significativamente la EUA expresada como kg de grano por m³ de agua.

En paralelo, la investigación “Canopy temperature and stomatal conductance as indicators of water status in Mexican wheat cultivars” de Reynolds et al. (2022) mostró que la temperatura del dosel medida con sensores infrarrojos portátiles se correlaciona fuertemente con el potencial hídrico foliar y el rendimiento bajo estrés moderado, permitiendo seleccionar genotipos con mayor conductancia estomática y capacidad de enfriamiento evaporativo, rasgos que se asocian con una mejor EUA en condiciones de riego limitado, lo que fortalece el uso de estos indicadores como criterios de selección en programas de mejoramiento orientados a ambientes secos.

El uso de modelos de simulación ha ganado relevancia para integrar clima, suelo y manejo. El trabajo “Simulating wheat yield response to climate scenarios in Mexican highlands using APSIM” de Ramírez-Villegas et al. (2024) calibró el modelo APSIM-Wheat con datos de campo de valles altos (2.200-2.600 msnm) y lo aplicó a escenarios de incremento de temperatura de 1,5 a 2,5 °C, proyectando reducciones de rendimiento potencial de 8-18 % si no se ajustan fechas de siembra ni se introducen cultivares de ciclo más corto, lo que respalda la recomendación de adelantar siembras y seleccionar materiales con acortamiento fenológico sin pérdida de capacidad de llenado de grano.

Manejo integrado de plagas y digitalización del cultivo

Las plagas emergentes y el uso racional de insecticidas han impulsado investigaciones sobre manejo integrado y monitoreo avanzado. El estudio “Integrated management of Sitobion avenae in Mexican wheat systems” de Magaña-López et al. (2023) estableció umbrales económicos de acción para el pulgón del trigo en condiciones de riego y temporal, demostrando que la aplicación de insecticidas solo cuando se superan 15-20 pulgones por espiga, combinada con conservación de enemigos naturales mediante franjas de vegetación, reduce en 40 % el número de aplicaciones sin pérdidas de rendimiento, lo que mejora la rentabilidad y disminuye la presión de selección para resistencia.

La digitalización del monitoreo se ha materializado en el trabajo “Remote sensing-based early detection of wheat rusts in Mexico using multispectral drones” de Pérez-Suárez et al. (2024), que utilizó drones con cámaras multiespectrales para detectar cambios sutiles en índices de vegetación asociados a infecciones iniciales de roya amarilla y roya de la hoja, logrando identificar focos de infección hasta 7-10 días antes de la expresión visual de síntomas, lo que permite aplicaciones fungicidas focalizadas y reduce el volumen total de ingrediente activo por hectárea.

Finalmente, la integración de datos de campo, sensores y modelos se refleja en el desarrollo de plataformas de agricultura de precisión como se describe en “Data-driven decision support systems for wheat management in Mexican irrigated districts” de Hernández-Rodríguez et al. (2023), donde se combinan datos de clima en tiempo real, imágenes satelitales y registros de manejo para generar recomendaciones específicas de riego y fertilización a nivel de lote, con incrementos reportados de 8-12 % en EUA y reducciones de 10-15 % en el uso de N, lo que confirma que la convergencia entre agronomía y ciencia de datos redefine la manera de gestionar el cultivo de trigo en México.

• Crossa, J., Pérez-Rodríguez, P., de los Campos, G., et al. (2023). Genomic selection for yield and stability in Mexican wheat breeding pipelines. Theoretical and Applied Genetics, 136(4), 1-15.
• Flores-Sánchez, D., Sayre, K. D., Ortiz-Monasterio, J. I., et al. (2024). Nitrogen management under variable rainfall conditions in rainfed wheat systems of Central Mexico. Field Crops Research, 305, 108939.
• García-Gaytán, V., Cervantes, F., Ibarra, R., et al. (2023). Optimizing nitrogen rates and timing in irrigated wheat of northwestern Mexico. Agronomy Journal, 115(2), 512-526.
• González-Camacho, J. M., Reynolds, M. P., Lillemo, M., et al. (2024). Root system architecture and drought resilience in Mexican bread wheat. Plant and Soil, 495(1-2), 233-252.
• Hernández-Rodríguez, O., Lobato-Sánchez, R., Tijerina-Chávez, L., et al. (2023). Data-driven decision support systems for wheat management in Mexican irrigated districts. Computers and Electronics in Agriculture, 212, 108123.
• Huerta-Espino, J., Singh, R. P., Herrera-Foessel, S. A., et al. (2022). Durable resistance to stripe rust in Mexican wheat germplasm. Plant Disease, 106(9), 2314-2325.
• Ledesma-Ramírez, L., Vikram, P., Sansaloni, C., et al. (2023). Genetic gains for heat tolerance in spring wheat under Mexican environments. Crop Science, 63(1), 145-160.
• López-Bellido, L., Peña, R. J., Guzmán, C., et al. (2022). Nitrogen fertilization effects on grain protein composition and baking quality of Mexican bread wheat. Journal of Cereal Science, 104, 103438.
• Magaña-López, E., Rodríguez-del-Bosque, L. A., Camacho-Báez, J. R., et al. (2023). Integrated management of Sitobion avenae in Mexican wheat systems. Crop Protection, 166, 106178.
• Martínez-Mena, M., Etchevers, J. D., Govaerts, B., et al. (2023). Greenhouse gas emissions and nitrogen use efficiency in irrigated wheat systems of Mexico. Agricultural Systems, 206, 103633.
• Paredes-Díaz, M., Palacios-Vélez, O., Ojeda-Bustamante, W., et al. (2023). Deficit irrigation strategies for spring wheat under semi-arid conditions in northwestern Mexico. Irrigation Science, 41(2), 211-227.
• Pérez-Suárez, M., Castañeda-Vera, A., Lobell, D. B., et al. (2024). Remote sensing-based early detection of wheat rusts in Mexico using multispectral drones. Remote Sensing of Environment, 303, 113927.
• Ramírez-Villegas, J., Juárez, M., Monteros-Altamirano, A., et al. (2024). Simulating wheat yield response to climate scenarios in Mexican highlands using APSIM. Agricultural and Forest Meteorology, 345, 109832.
• Reynolds, M. P., Pinto, F., Quintero, A., et al. (2022). Canopy temperature and stomatal conductance as indicators of water status in Mexican wheat cultivars. European Journal of Agronomy, 135, 126486.