ECONOMÍA DEL ARROZ: VARIEDADES Y MEJORA
Josep Maria Franquet Bernis
Cinta Borràs Pàmies
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Mejora varietal
2.1. Introducción
A principios de los años ochenta, las dos variedades de grano corto japónica Giza 171 y Giza 172 ocupaban más del 90% del área de arroz de Egipto. Giza 171 (Nahda/Calady 40) y Giza 172 (Nahda/Kinmaze), aunque de bastante rendimiento, tienen una maduración tardía, son susceptibles al hongo Pyricularia oryzae, incluso a niveles moderados de nitrógeno.
Los objetivos del cultivo actual y de la producción de semilla son los siguientes:
1. Desarrollar nuevas variedades que mantengan una producción de grano superior a 10 Tm/Ha, maduración temprana (duración total de 125 a 135 días), baja estatura (90-100 cm), resistencia múltiple a enfermedades (Pyricularia oryzae, Helmintosporium -manchas marrones-,…) e insectos (taladro del tallo o Chilo y minador de la hoja) y una mayor calidad del grano, o sea, elevada translucidez y buen rendimiento industrial en el molino de granos enteros.
2. Desarrollar un elevado cultivo de variedades adaptadas a condiciones fenotípicas adversas (salinidad, tolerancia a la sequía y a las elevadas temperaturas).
3. Desarrollar híbridos de arroz con grano de calidad preferente para el consumidor.
4. Desarrollar nuevas “plantas tipo” con un potencial de rendimiento genético aumentado.
5. Desarrollar un elevado rendimiento de arroz aromático para abastecer los mercados nacionales e internacionales.
6. Evaluar, caracterizar, catalogar y mantener los bancos genéticos nacionales.
7. Dirigir estudios básicos para comprender el mecanismo genético de los rasgos económicos.
8. Mantener la pureza de las variedades comerciales, mediante un eficiente mantenimiento de la reproducción y producción de semilleros, creación y registro de semillas bajo una cuidadosa supervisión.
Los esfuerzos en investigación de los últimos 15 años, superando objetivos propuestos, han ayudado a desarrollar y realizar ocho nuevas variedades de elevado rendimiento (véase la Tabla 5.2) llamadas Giza 177, Giza 178, Sakha 101, Sakha 102, Egyptian Yasmine, Sakha 103, Sakha 104 y Giza 182.
Con la extensión de nuevas variedades de elevado rendimiento, hubo un marcado incremento de la producción y de la productividad del arroz en el país. Durante el quinquenio 1996-2000, ha habido un incremento del 30% en la producción y un 12% en el rendimiento por hectárea. Durante este mismo periodo, el área cultivada por las nuevas variedades mejoradas se incrementó y, consecuentemente, el área de las antiguas variedades Giza 171 y Reiho decreció de forma marcada. La disponibilidad de un mayor número de variedades alternativas ha ayudado a romper con el sistema de prevalencia del monocultivo y evitar los riesgos de tal sistema en el combate de enfermedades y plagas.
El estudio más específico de cada una de ellas puede verse en el epígrafe siguiente.
2.2. Características más destacadas de las variedades recientemente difundidas
1. Giza 177
De grano corto apreciado, se trata de una variedad tipo japónica desarrollada a partir del cruzamiento entre Giza 171/Yomji nº 1//Pi nº 4 como la línea de obtención 4120-205. Se obtuvo en 1995 como la primera variedad de arroz de maduración temprana. Giza 177 se convirtió en una variedad apreciada desde que se obtuvo porque era unos 30 a 40 días de ciclo más corto que las viejas variedades dominantes tardías y altas, Giza 171 y Giza 172. Además, sobre un 10% más de producción que Giza 177, aumenta de forma importante con un ligero descenso del marco de plantación para compensar la baja capacidad de ahijamiento. También está caracterizada por la elevada resistencia a ataques de la enfermedad de la Pyricularia oryzae, su elevado rendimiento en el molino y unas excelentes cualidades organolépticas y culinarias.
2. Giza 178
Se ha obtenido del cruce Giza 175/Milyang 49. Se realizó en 1997, es tolerante a la salinidad y a la alcalinidad y está muy adaptada a los suelos afectados por sal. Giza 178 es similar a uno de sus padres, Giza 175, en lo que se refiere al tipo de planta y grano, pero es superior a Giza 175 en rendimiento y calidad del grano, y tiene una particular calidad organoléptica cuando se consume, por lo cual gusta más al consumidor que Giza 175. Posee un elevado potencial de rendimiento, superando cualquier otra variedad comercial cultivada por el momento. Giza 178 es también muy resistente al hongo Pyricularia oryzae.
3. Sakha 101
Se trata de una variedad desarrollada a partir del cruzamiento Giza 176/Milyang 79. Se caracteriza por poseer una madurez intermedia y granos cortos. Se obtuvo en 1997 como una alternativa a Giza 176. Se difundió rápidamente debido a su resistencia a la enfermedad de la Pyricularia y su elevada producción. Es superior en cuanto a la calidad del grano, con un elevado rendimiento en molino y de granos translúcidos.
4. Sakha 102
Una variedad desarrollada a partir del cruce GZ 4096/Giza 177 obtenida en RRTC, es la denominada Sakha 102. Como Giza 177, tiene el ciclo de cultivo más corto (120 días) pero sus plantas son ligeramente más grandes. Se obtuvo en 1997 como una variedad de elevada producción, caracterizada por una gran resistencia a Pyricularia oryzae y un grano de excelente calidad.
5. Sakha 103
Esta variedad tiene una maduración temprana (120 días), baja estatura, resistencia a plagas y grano corto de excelentes cualidades de tipo japónica. Se obtuvo a partir del cruzamiento entre Giza 177 x Suweon 349.
6. Sakha 104
Ésta es todavía una variedad de más temprana maduración, baja estatura, grano corto de calidad japónica, combinando la resistencia a Pyricularia oryzae y al insecto barrenador del tallo (Chilo simplex o supresalis). Es indicada para las áreas salinas y para zonas donde el agua de riego tiene cierta concentración de sales. Se obtuvo a partir del cruzamiento de GZ 4096-8-1 x GZ 4100-9-1.
7. Giza 182
Esta variedad posee el grano largo y muy translúcido, con una capacidad de elevada producción, temprana (130 días), bajo contenido en amilasa, desarrollada mediante el método de retrocruzamiento (“backcross”) del cruce entre Giza 181/IR 39422-163-1-3 usando Giza 181 como padre recurrente.
8. Egyptian Yasmine
Se trata de una variedad de grano aromático u oloroso, seleccionada de introducciones que venían directamente del Programa Internacional de Ensayo de Arroz (IRTP). El origen de la variedad es la Yasmine 85 originaria de USA. Se obtuvo en 1997 y se cultiva de forma comercial. Aunque su producción es más baja que el de las otras variedades comunes de arroz, su precio es cuatro veces más elevado.
Su éxito ha sido posible gracias a la generación de un gran volumen de material reproducido utilizando un elevado número de fuentes de germoplasma, siguiendo varios métodos de reproducción y estrategias. En general, las estrategias de reproducción para alcanzar la meta supusieron la explotación de los cuatro siguientes proposiciones y tecnologías:
a) Hibridación. Se ha utilizado como una herramienta principal para la generación de material reproducido y transferir y mantener los caracteres deseados. Se efectúan cada año unos 500 cruzamientos simples y múltiples, con unos objetivos bien definidos y cada uno de los individuos de la primera generación filial (F1) se cultiva en invernadero y en Filipinas en invierno, para acelerar el ciclo de reproducción.
b) Cultivo. Para acelerar el programa de reproducción, algunos cruzamientos seleccionados (10-20 F1) se cultivan en el laboratorio de RRTC cada año para desarrollar otras líneas de cultivo derivadas.
c) Introducciones. Egipto ha participado activamente en el programa IRRI-INGER desde su establecimiento en 1976. Esta red apoya la reproducción nacional de arroz con un elevado volumen de posibles materiales obtenidos para ser evaluados bajo sus condiciones. Por otra parte, se está recibiendo anualmente material genético de países donde se cultiva el arroz, como por ejemplo Japón, China, India, USA, así como algunas instituciones, como por ejemplo CIAT y WARDA.
d) Inducción a la mutación. Se realiza con cada objetivo específico para mejorar las variedades locales tradicionales y también para crear más variabilidad.
2.3. Resultados significantes y logros
La investigación actual en la reproducción, en general, incluye los siguientes apartados:
1. Recogida, mantenimiento y caracterización de germoplasma
Se catalogaron un total de 4.000 registros de entrada procedentes de 95 países del mundo donde se cultiva arroz. Esos registros fueron evaluados bajo condiciones egipcias y mantenidas en RRTC usando un sistema de almacenamiento a corto plazo y a una temperatura de 5ºC.
2. Padres y nuevos cruzamientos
Un total de 100 genotipos seleccionados se cultivaron anualmente para hacer nuevos cruzamientos con el fin de desarrollar nuevas combinaciones y cumplir los objetivos de la cría. Además, se realizaron cada año alrededor de 500 – 600 nuevos cruzamientos para cubrir todos los programas (véase la Tabla 5.3, en que se analiza un periodo de 14 años, con sus medias aritméticas correspondientes).
3. Líneas de cría
a) Suelo normal y salino. Durante los últimos 15 años, cerca de 4002 líneas “pedigree” (F3-F5) se evaluaron en las Estaciones de Investigación de Sakha (suelos normales) y Sirw (suelos salinos). Las líneas seleccionadas con fenotipo de elevada aceptabilidad, resistencia a Pyricularia oryzae, tolerancia a la salinidad, madurez temprana y una calidad del grano aceptable fueron promovidas de la F3 a la F5 – F6 (véase la Tabla 5.4) para ser evaluadas en las pruebas de producción replicadas multilocalizadas.
b) Tolerancia a la sequía y a las elevadas temperaturas. Manteniendo en perspectiva los escasos recursos hídricos disponibles, se consideró deseable iniciar esfuerzos en el desarrollo de variedades que reunieran algún grado de tolerancia al estrés causado por humedad. En las áreas como New Valley, donde la temperatura se mantiene elevada, se requieren variedades que sean tolerantes al calor.
Las líneas de reproducción de Sakha, como las variedades introducidas de otros lugares, fueron sujetas a investigación (“screening”) bajo ambas condiciones. Algunas líneas han sido identificadas por ser bastante prometedoras. Como se puede observar en las Tablas adjuntas 5.5 y 5.6 las líneas que prometían ser más tolerantes a la sequía fueron GZ 5830-59-10-2-1, GZ 5385-3-2-3 y GZ 5574-1-1-3 y líneas como WAB 56-125 e IDSA 77 resultaron ser las más tolerantes a las elevadas temperaturas.
La tolerancia varietal a la sequía y a las bajas temperaturas quedan contrastadas en las dos tablas siguientes.
c) Evaluación de variedades aromáticas. Algunas variedades aromáticas introducidas del IRRI y otros lugares fueron evaluadas por su comportamiento en Egipto. Las líneas aromáticas como Pusa Basmati – 1 (IET 10364), IR 65610-38-2-4-6-3, IR 76023-30-3-3-2-26, IR 67409-132-2-1-2-1 y Egyptian Yasmine se consideraron bastante convenientes para las condiciones de Egipto. Algunos de sus caracteres más importantes se pueden observar en la Tabla 5.7, en que se analizan cinco de ellos de tipo cuantitativo (espigado, altura de la planta, rendimiento del grano, rendimiento en molino y contenido de amilasa) y uno de ellos de tipo cualitativo (aroma).2.4. Desarrollo de otras líneas culturales derivadas
Para desarrollar líneas de homocigotos encaminadas a acelerar un año el ciclo de la reproducción, se está usando otra técnica de cultivo desde 1992 en el Laboratorio de Cultivo del RRTC. Alrededor de otros diez cruzamientos seleccionados se cultivaron cada año y se generaron un elevado número de plantas haploides dobles. Éstas, entonces, se trasladaron al campo y se evaluó su comportamiento con respecto al rendimiento y otros rasgos deseables. La actuación de otras diez prometedoras líneas derivadas se puede observar en la siguiente tabla:
2.4. Desarrollo de otras líneas culturales derivadas
Para desarrollar líneas de homocigotos encaminadas a acelerar un año el ciclo de la reproducción, se está usando otra técnica de cultivo desde 1992 en el Laboratorio de Cultivo del RRTC. Alrededor de otros diez cruzamientos seleccionados se cultivaron cada año y se generaron un elevado número de plantas haploides dobles. Éstas, entonces, se trasladaron al campo y se evaluó su comportamiento con respecto al rendimiento y otros rasgos deseables. La actuación de otras diez prometedoras líneas derivadas se puede observar en la siguiente tabla:
2.5. Arroz híbrido
Alentados con el hecho histórico de China y también de algunos otros países, Egipto empezó su programa de obtención de arroz híbrido en 1995 con el objetivo de desarrollar arroz híbrido con un grano de las características del “japónica” para realizar un incremento substancial en la producción a través de la explotación del fenómeno de la heterosis. Un elevado número de líneas citoplasmáticas de machos estériles fueron introducidas, evaluadas y probados sus cruzamientos para identificar conservadores y restauradores en el germoplasma nativo, especialmente de grano de calidad japónica. El esfuerzo llevado a cabo en los últimos cinco años ha ayudado a generar suficiente material como para establecer un banco completo de reproducción para saber la fuente del semillero, semillero de ensayo de cruzamiento y semillero de retrocruzamiento, combinando la capacidad de reproducción, la observación de la prueba de producción del semillero y otras evaluaciones. Varias líneas están en una etapa de avanzado retrocruzamiento para el desarrollo de líneas estériles de machos citoplasmáticos locales. Un buen número de combinaciones híbridas han sido evaluadas por el resultado de la producción. En la Tabla 5.9 se recogen cinco combinaciones de híbridos que han ofrecido unos resultados muy prometedores. Esto es:
2.6. Colaboración internacional en investigación
Las actividades de colaboración en investigación fueron llevadas a cabo entre RRTC, IRRI, USA, FAO, China, India y otras agencias para ampliar la base o fondo genético de las variedades egipcias. Varios semilleros, constituidos por material genético diverso, cultivaron e investigaron dentro de este programa. Las líneas deseadas se han utilizado en Centros del programa de cría. En este sentido de colaboración científica, cabe destacar los siguientes extremos:
a) Lanzamiento a la reproducción. El objetivo de este semillero es la reducción del número de años que se necesitan para desarrollar una variedad para aprovecharse de los semilleros de fuera de temporada de IRRI. Más adelante, los materiales de reproducción obtenidos después de la selección en dos aspectos ambientales combinan ampliamente la adaptabilidad y una elevada resistencia/tolerancia contra el estrés. Se plantaron alrededor de 150 F1 cruzamientos en el IRRI durante el invierno para ser cultivados en Egipto como F2.
b) Nuevas introducciones. La diversificación de la constitución genética de los materiales locales se puede alcanzar a través de nuevas introducciones de diferente arroz cultivado en otros países, como por ejemplo China, India, Filipinas, USA, así como la región mediterránea. Se introdujeron varios nuevos genotipos, se evaluaron posteriormente y se utilizaron en el programa de cruzamiento.
c) Red Internacional de Evaluación Genética del Arroz (INGER). Egipto ha participado en este programa desde 1976; cada año ha recibido alrededor de 500-600 entradas procedentes de cultivos de arroz de distintos países para ser evaluados bajo las condiciones egipcias. De acuerdo con sus comportamientos y aceptabilidad de su excelente fenotipo, se utilizan más adelante.
2.7. Pruebas de producción multi-localizadas
Las intensivas pruebas realizadas de las líneas más prometedoras en varios lugares, durante 2-3 años, es sin duda el componente más importante del programa de mejora varietal. Las líneas seleccionadas del semillero “pedigree”, semillero INGER y nuevas introducciones exóticas fueron evaluadas en tres etapas: preliminarmente, regional y finalmente, que reprodujeron pruebas de producción en diferentes lugares durante varios años en suelos salinos y normales (véase Tabla 5.10). Durante el periodo de 1987-2000, las medias del número de líneas evaluadas anualmente en las pruebas de producción preliminar, regional y final fueron de 97, 22 y 12, respectivamente. Concretamente, en los nueve años del período 1992-2000 se obtuvieron los siguientes resultados:
En la base del potencial total de rendimiento, la consistencia de la resistencia al hongo Pyricularia oryzae, la baja altura y la maduración temprana, se encontraron ocho variedades que pueden ser altamente prometedoras. Éstas son:
1. Giza 177 2. Giza 178 3. Sakha 101
4. Sakha 102 5. Sakha 103 6. Sakha 104
7. Giza 182 8. Egyptian Yasmine
En general, estas variedades combinan su elevado rendimiento con la baja altura de la planta, maduración temprana y resistencia al hongo Pyricularia oryzae (Tabla 5.11).
