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Poblaciones de arroz favorecen la obtención de cultivares que contribuyen a disminuir las pérdidas en la cosecha mecanizada

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Academic year: 2020

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(1)UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AGRÍCOLA. Tesis presentada en opción al título académico de máster en Ingeniería Agrícola.. POBLACIONES DE ARROZ FAVORECEN LA OBTENCIÓN DE CULTIVARES QUE CONTRIBUYEN A DISMINUIR LAS PÉRDIDAS EN LA COSECHA MECANIZADA. Autor: Ing. Eldo Yoel Flores del Castillo Tutor: Dr. C. Raúl Collado López Consultante: M.Sc. René Pérez Polanco. Santa Clara. 2018.

(2) AGRADECIMIENTOS. A el colectivo que conforma a la UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS, y especialmente a la facultad de CIENCIAS AGROPECUARIAS, ya que contribuyeron a mi formación como profesional y como persona. Al INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA DE LAS PLANTAS (IBP), por brindarme los espacios y recurso humano, para realizar este trabajo. Al Dr. Raúl Collado López, por guiarme en esta investigación, Al M.Sc. René Pérez Polanco, investigador auxiliar de la ESTACIÓN TERRITORIAL DE INVESTIGACIONES DE GRANOS “SUR DEL JÍBARO” (ETIGSJ), por compartir conmigo sus conocimientos y apoyo. E-mail: esp-suelos@dlgls.ssp.minag.gob.cu.

(3) RESUMEN. En la Estación de Investigaciones de Granos “Sur del Jíbaro”, en la provincia Sancti Spíritus, durante la campaña húmeda 2016-2017, se evaluaron dos poblaciones de arroz para determinar la variabilidad genética en base a sus caracteres morfoagronómicos. PIACuba-4 y PIACuba-5 son poblaciones portadoras del gen de androesterilidad, obtenidas por mejora poblacional a través de la selección recurrente. Estas fueron sembradas en parcelas mediante la tecnología de trasplante, en un área que comprendía 700 m2. Para evaluar las plantas de forma individual se adoptó un marco de siembra de 0.30 x 0.25m, los caracteres evaluados fueron: longitud del tallo, rendimiento por planta, cantidad de granos por panícula, longitud de las panículas, número de hijos por planta, longitud de los granos y peso de mil granos. Los datos se procesaron mediante una estadística descriptiva para datos agrupados por distribución de frecuencias; en ambas poblaciones se observó variabilidad genética y esta varió en dependencia de la población y el carácter evaluado. Se logró determinar la variabilidad genética de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5, los caracteres que mostraron mayor coeficiente de variación fueron la longitud del tallo, el rendimiento por planta, el número de granos por panícula y el número de hijos por planta. Otros caracteres como la longitud de la panícula, longitud de los granos y peso de 1000 granos mostraron coeficientes de variación moderados. A partir de la evaluación morfoagronómica de las poblaciones, se seleccionaron plantas promisorias con características apropiadas para la cosecha mecanizada y se colectaron semillas de 120 líneas seleccionadas, 66 originadas de la población PIACuba-4 y 54 derivadas de PIACuba-5..

(4) ABSTRACT. At the "Sur del Jíbaro" Grain Research Station, in Sancti Spíritus province, during the 2016-2017 wet season, two rice populations were evaluated to determine genetic variability based on their morphoagronomic characters. PIACuba-4 and PIACuba-5 are populations carrying the androsterility gene, obtained by population improvement through recurrent selection. These, were planted in plots through transplant technology, in an area that included 700 m2. To evaluate the plants individually a seeding frame of 0.30 x 0.25m was adopted, the evaluated characters were: stem length, yield per plant, number of grains per panicle, length of the panicles, number of stems per plant, length of the grains and weight of 1000 grains. The data was processed by descriptive statistics for data grouped by distribution of frequency; in both populations, genetic variability was observed and this varied depending on the population and the evaluated character. The genetic variability of PIACuba-4 and PIACuba-5 populations was determined, the characters that showed the highest coefficient of variation were stem length, yield per plant, number of grains per panicle and number of stem per plant. Other characters such as panicle length, grain length and weight of 1000 grains showed moderate coefficients of variation. From the morphoagronomic evaluation of the populations, promising plants with appropriate characteristics for the mechanized harvest were selected and seeds of 120 selected lines were collected, 66 originated from the PIACuba-4 population and 54 derived from PIACuba-5.. 3.

(5) ÍNDICE RESUMEN______________________________________________________________________ INTRODUCCIÓN _______________________________________________________________ 1 CAPÍTULO I: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA _______________________________________ 4 1.1 CARACTERIZACIÓN DE LA PLANTA DE ARROZ _______________________________ 4 1.1.1 Morfología ________________________________________________________________ 4 1.1.2 Taxonomía ________________________________________________________________ 5 1.1.3 Fisiología _________________________________________________________________ 5 1.2 COSECHADORAS UTILIZADAS EN CUBA _____________________________________ 6 1.3 COSECHA MECANIZADA ____________________________________________________ 8 1.4 CARACTERÍSTICAS MORFOAGRONÓMICAS _________________________________ 12 1.4.1 Longitud del tallo __________________________________________________________ 12 1.4.2 Rendimiento por plantas _____________________________________________________ 12 1.4.3 Cantidad de granos por panículas ______________________________________________ 13 1.4.4 Longitud de la panícula______________________________________________________ 14 1.4.5 Número de hijos por planta ___________________________________________________ 15 1.4.6 Longitud y calidad del grano _________________________________________________ 15 1.4.7 Peso de 1000 granos ________________________________________________________ 16 1.5 LA SELECCIÓN RECURRENTE, VÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BASE GENÉTICA DISTINTA Y MÁS AMPLIA __________________________________________ 17 CAPÍTULO II: DISEÑO EXPERIMENTAL Y MÉTODO DE EVALUACIÓN___________ 19 2.1 FORMACIÓN DE LAS POBLACIONES ________________________________________ 19 2.2 DISEÑO EXPERIMENTAL ___________________________________________________ 22 2.3 MÉTODO DE EVALUACIÓN. ________________________________________________ 23 2.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO. ___________________________________________________ 24 CAPÍTULO III: RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LOS DATOS EXPERIMENTALES __ 26 3.1 EVALUACIÓN DE LOS CARACTERES MORFOAGRONÓMICOS __________________ 26 3.1.1 Longitud del tallo __________________________________________________________ 27 3.1.2 Rendimiento por planta ______________________________ ¡Error! Marcador no definido. 3.1.3 Cantidad de granos por panícula _______________________________________________ 30 3.1.4 Longitud de las panículas ____________________________________________________ 32 3.1.5 Número de hijos por planta ___________________________________________________ 33 3.1.6 Longitud de los granos ______________________________________________________ 36 3.1.7 Peso de 1000 granos ________________________________________________________ 37 3.2 Selección de plantas promisorias con características apropiadas para la cosecha mecanizada _____________________________________________________ ¡Error! Marcador no definido. CONCLUSIONES ______________________________________________________________ 41 RECOMENDACIONES _________________________________________________________ 41 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS______________________________________________ 42. 4.

(6) INTRODUCCIÓN. La importancia del arroz (Oryza sativa L.) como alimento para la sociedad cubana se puede comprender a partir del elevado consumo per cápita anual estimado en alrededor de los 60 kg, muy por encima de casi todos los países del continente americano y cercano a los patrones de consumo de algunos países asiáticos (MINAG, 2014). En Cuba, la estrategia varietal para el cultivo de arroz fue establecida en el año 1984 y posteriormente ha sido revisada en los años 2000 y 2012 donde se recomendaron variedades las cuales citamos a continuación: para la época de seca de ciclo corto con menos de 130 días (IACuba 25, IACuba 31, Perla, Reforma), ciclo medio entre 130 y 150 días (IACuba 32, IACuba 30, INCA-LP7, Selección 1, Selección 2), ciclo largo con más de 150 días Prosequisa 4 (MINAG, 2014) . En el presente año se aspira a una producción total de 573 mil 485,5 toneladas de ese rubro, a partir de la siembra de 138 mil 445 hectáreas y un rendimiento de 4,14 toneladas por hectárea, según precisó el jefe del Departamento Técnico Productivo de la División Tecnológica de Arroz del Grupo Empresarial Agrícola (Cubadebate, 2018). La recolección es de interés general dentro del proceso tecnológico arrocero debido a que es el escalón intermedio entre la agricultura y la industria, influenciada por el impulso que la mecanización ha desarrollado en las últimas décadas. Resultados obtenidos de evaluaciones de la recolección mecanizada de arroz en Cuba, revelaron que la cosecha presenta de cinco a 6,5 % de granos pelados y/o quebrados, y entre cinco y 10 % de impurezas, valores estos por encima de los límites establecidos por lo que afectan el rendimiento agrícola (NRAG-920: 88 y NRAG-910: 88, 2008). El exceso de granos dañados e impurezas en la cosecha, es causado entre otros factores por el cultivar empleado. Dentro de las características morfoagronómicas que inciden en este aspecto inciden la altura de la planta, la resistencia al acamado y al desgrane, el número de hijos (su fortaleza, flexibilidad y uniformidad en la floración), también el largo y la densidad de granos de la panícula son determinantes (Zhalinin, 1977).. 1.

(7) Teniendo en cuenta lo antes expuesto y ante la realidad actual de Cuba donde viven alrededor de 11 millones de personas, existe un consumo per cápita anual de 60 kg de arroz, una producción nacional que cubre solo el 30 % de la demanda y se requiere la importación de este grano para satisfacer el 70 % de su consumo, se hace necesario obtener cultivares de arroz mejorados especialmente para la cosecha mecanizada y que toleren las condiciones adversas provocadas por factores bióticos y abióticos. Sin embargo en Cuba, al igual que en otros países de América Latina y el Caribe, la base genética de los cultivares de arroz es muy estrecha; lo cual fue demostrado en el trabajo realizado por Fuentes, (2002). Este autor informó que de los 32 progenitores que tributan al germoplasma comercial cubano, tres aportan el 40 % de la constitución genética, por lo que las variedades liberadas tienen alto grado de consanguinidad. Por ello, entre los principales requerimientos de los programas de mejoramiento genético de arroz, ampliar la variabilidad del germoplasma que se pone a disposición de los productores constituye una prioridad. Con el propósito a largo plazo de obtener cultivares de arroz que contribuyen a disminuir las pérdidas en la cosecha mecanizada, en la Estación Experimental de Granos de la provincia de Sancti Spíritus se desarrolla un programa de mejoramiento genético de esta especie basado en la selección recurrente. Como fuente de androesterilidad genética para el desarrollo de poblaciones de base de arroz de riego, se utilizó un mutante del cultivar IR-36 portador del gen ms (Singh e Ikehashi, 1981), el cual facilitó la recombinación al azar de varios cultivares cubanos bien adaptados a nuestras condiciones edafoclimáticas. Sin embargo, no se tiene conocimiento sobre la variabilidad genética de las poblaciones obtenidas producto de esta recombinación. Por ello, se trazó la hipótesis: la evaluación de caracteres morfoagronómicos permitiría determinar la variabilidad genética en dos poblaciones de arroz y ampliar el rango de selección de plantas promisorias para la cosecha mecanizada. Para dar cumplimiento a la hipótesis trazada, el objetivo general de este trabajo fue determinar la variabilidad genética de dos poblaciones de arroz portadoras del gen ms para seleccionar plantas promisorias con características apropiadas para la cosecha mecanizada. El desarrollo del objetivo general se efectuó a través de dos objetivos específicos: i) Evaluar los caracteres morfoagronómicos en dos poblaciones de arroz portadoras del gen ms para determinar la variabilidad genética; ii) Seleccionar plantas promisorias con características apropiadas para la cosecha mecanizada.. 2.

(8) Novedad científica: por vez primera en Cuba se evalúan los caracteres morfoagronómicos para determinar la variabilidad genética de las poblaciones de arroz PIACuba-4 y PIACuba-5, portadoras del gen ms de androesterilidad y obtenidas a través del mejoramiento poblacional mediante selección recurrente, con la finalidad de obtener cultivares apropiados para la cosecha mecanizada.. 3.

(9) I Revisión bibliográfica.

(10) CAPÍTULO I: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. 1.1 CARACTERIZACIÓN DE LA PLANTA DE ARROZ. El género Oryza, al cual pertenecen las especies cultivadas de arroz, se originó hace unos 130 millones de años como una maleza. Es un cultivo de las zonas tropicales y subtropicales, cuya mayor producción a nivel mundial se concentra en los climas húmedos tropicales puesto que el nivel de precipitaciones condicionan el sistema y las técnicas de cultivo, sobre todo cuando se cultivan en zonas altas donde están más influenciadas por la variabilidad de las mismas (InfoAgro, 2012). Los valles fluviales de Yangtze, área del río Mekon en China podría ser el principal centro de origen de Oryza sativa (Zhao, 2011; Gross et al., 2014). Oryza glaberrima es indígena del valle superior del río Níger y se cultiva solo en el África tropical occidental (Ansari et al., 2015). El arroz constituye el principal alimento en muchos países asiáticos y en algunos de Sur América es la especie más cultivada después del trigo y es considerado la principal fuente de empleo, ingresos y nutrición de muchas regiones pobres y con una alimentación precaria (Alfonso, 2011). Ocupa 151 millones de hectáreas sembradas, la producción alcanzada se ha estimado en 562 millones de toneladas métricas y Asia produce el 90 % del total mundial, siendo China el principal productor, seguido de Brasil, en el continente americano. 1.1.1 Morfología En el Manual Técnico para el Cultivo del Arroz, editado por la Secretaria de Agricultura y Ganadería y la Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuarias de Honduras (SAG y DICTA, 2003) aborda temas sobre la morfología y taxonomía. Este describe que la planta de arroz posee raíces delgadas, fibrosas y fasciculadas, el tallo es erguido, cilíndrico, con nudos, de 60-120 cm de altura. Las hojas que son alternas envainan el tallo, con limbo lineal, agudo, largo y plano. En el punto de la unión de la vaina con el limbo, se encuentra una lígula membranosa, bífida y erguida. Las flores son de color verde blanquecino, dispuestas en espiguillas, cuyo conjunto constituye una panícula grande, terminal y. 4.

(11) colgante a medida que se llena el grano. Cada espiguilla es uniflora, conformada por 6 estambres y un pistilo y está provista de lemma y una palea. El fruto es una cariópside. 1.1.2 Taxonomía El arroz es un cereal que pertenece a la División: Angiospermae, Clase: Monocotyledoneae, Orden: Glumiflorae, Tribu: Oryzeae, Familia: Poaceae (gramineae), siendo las especies cultivadas: Oryza sativa L. y Oryza glaberrima Steud. Ambas son especies de reproducción autógama, diploides con 2n=24 cromosomas teniendo cromosoma número 2n = 24; el género Oryza es conocido por consistir de dos especies cultivadas, es decir, arroz asiático (O. sativa, 2n = 24 = AA) y Arroz africano (O. glaberrima, 2n = 24 = AA) y 22 especies silvestres (2n = 24, 48) (Abebe et al., 2017). El nombre científico es Oryza sativa. Evolutivamente se aceptó que la forma perenne del Oryza perennis y para otros el Oryza rufipogon es el antecesor común tanto del arroz cultivado como del arroz rojo, aunque el arroz rojo no se originó directamente del arroz cultivado es frecuente el uso de O. Sativa f. spontánea como el nombre científico del arroz rojo. Se publicó en Manual Técnico para el Cultivo del Arroz por (SAG y DICTA, 2003), además se planteó que el genoma del arroz dentro de las gramíneas cultivadas es uno de los menos complicados y se indica que el genoma del arroz está constituido por unos 50 mil genes y que las bases de estos genes suman unos 430 millones de pares de bases de ADN. 1.1.3 Fenología Según (Olmos, 2007) la fisiología del arroz se estudia en dos etapas, la fase vegetativa (incluye los estadios de germinación, plántula e inicio y pleno ahijamiento y la fase reproductiva (iniciación del primordio floral a emergencia de la panoja y emergencia de la panoja a madurez); el rendimiento potencial del arroz se define primeramente antes de la emergencia de la panoja, el rendimiento definitivo (integrado de los tres componentes) está basado en la cantidad de almidón que llena los granos de la panoja y se determina en mayor medida luego de la diferenciación de esta; por esto es que divide agronómicamente la historia del cultivo en términos de la fase vegetativa, reproductiva y. 5.

(12) madurez; una variedad de 120 días pasa unos 55-60 días en la fase vegetativa, 30 días en la fase reproductiva, y 30 días en la fase de madurez. La fase reproductiva se caracteriza por un declinamiento del número de tallos, la emergencia de la hoja bandera, el engrosamiento del tallo por el crecimiento interno de la panoja; la emergencia de la panoja (ocurre unos a 20 a 25 días luego de la diferenciación del primordio floral) y la floración (ántesis) ocurre en general un día después de la emergencia de la panoja; agronómicamente, se define a la emergencia cuando el 50 % de las panojas han emergido al exterior de la vaina (Olmos, 2007). El periodo de maduración de los granos varía entre 15-40 días dependiendo de la temperatura. Se inicia luego que el ovario ha sido fertilizado y el grano de arroz comienza a crecer. En este periodo el grano incrementa de tamaño y peso, y el almidón y azúcares se translocan desde las vainas, hoja bandera y vástagos donde fueron acumulados en la fase vegetativa (Olmos, 2007). 1.2 COSECHADORAS UTILIZADAS EN CUBA En la (Tabla 1) se pueden observar las características técnicas y productivas de cosechadoras de arroz utilizadas en nuestro país en la década de los años 90, etapa en la cual ocurre el derrumbe del campo socialista y periodo en cual se fabricaban de manera mixta cosechadoras tales como los modelos IDEAL, IMPAG y CUBAR 90 según (MINAG, 2000) hasta comenzar en la actualidad la importación de nuevos modelos en Brasil de tipo New Holland TC 57, L 624, L517. Tabla 1. Características técnicas y productivas de cosechadoras utilizadas en Cuba en los años 90. MODELO. ANCHO DE. CAPACIDAD. CORTE (m). DE TOLVA. RENDIMIENTO (qq). DIARIO (qq). L 624. 6. 70. 800. L 517. 4,8. 50. 600. IDEAL. 4,8. 40. 400. IMPAG. 4,2. 35. 300. CUBAR. 4,2. 35. 200. Fuente: MINAG, 2000. 6.

(13) Las cosechadoras han experimentado un desarrollo tecnológico muy rápido en las últimas décadas, estas mejoras técnicas han permitido disponer de máquinas con mayor índice de productividad; como ejemplo podemos mencionar las cosechadoras de arroz fabricadas por la compañía Claas Kaas (Tabla 2 ) en la cual las jornadas de trabajo están consideradas de 10 horas (Grupo Agrícola Arroz, 2017). Dentro de algunos elementos técnicos podemos mencionar que están compuestas por cinco a seis sacudidores con gran movilidad, ajuste automáticos de velocidad de traslación, regulable velocidad de alimentación, anchura de corte variable, capacidad de tolva de hasta 6000 kg, cosecha media por hectárea de 10 000 kg de arroz entre 18 % y 26 % de humedad, además de poseer sistemas de mando y control mediante los cuales con pocos esfuerzos se logran efectuar todos los accionamientos, sensores controladores de la calidad de gran fiabilidad y un sistema de trilla axial que garantiza un total desgrane con pérdidas que no exceden el cuatro porciento recomendado por la literatura (Ferrari et al., s.f).. Tabla 2. Rendimiento en t/jornada de trabajo y precios en el mercado de cosechadoras marca Claas. MARCA. RENDIMIENTO (t)/. PRECIO. COSECHADORA. JORNADA. (USD). Claas AVERO 240. 30. 800. Claas DOMINATOR 130. 30. 175 400. Claas CROP TIGER. 15. 46 300. Claas TUCANO 440. 60. 298 000. New Holland TC 57. 40. 149 900. Fuente: Grupo Agrícola Arroz, 2017. 7.

(14) 1.3 COSECHA MECANIZADA Caballero et al. (2010) plantearon que la recolección mecanizada en el cultivo del arroz fundamentalmente cuando se utiliza la tecnología de riego por aniego siempre ha constituido un problema, debido a que sus tecnologías de riego generalmente mantienen el suelo húmedo. Existen variedades de difícil separación del grano, otras de fácil desgrane y ciclo corto del cultivo por lo que se necesita de máquinas de alta productividad para evitar las pérdidas de cosecha. La efectividad de la cosecha está altamente influida por las características varietales, dentro de estas el vigor inicial, el ciclo del cultivo, la altura de la planta, resistencia al acame, resistencia al desgrane por lo cual para la realización de la cosecha se tienen en cuenta diversos factores de programación teniendo en cuenta que pueden ocurrir pérdidas dadas por: enmalezamiento de los campos, baja capacidad de corte de las máquinas, cultivos encamados, porcentaje de granos caídos y alta humedad del terreno o de la paja (Zhalinin, 1977). Zhalinin (1977) indicó que el arroz puede presentar una tendencia a acamarse e impedir así una correcta cosecha mecanizada,. aunque existen variedades resistentes al acamado y diferentes. agrotecnias como la tecnología de siembra por trasplante que ayudan a fortalecer el tallo de las plantas o tecnologías de fertilización que no provocan el debilitamiento del tallo de la planta. También puede ocurrir que el arroz encamado guarde humedad en la paja y en el suelo, la paja húmeda no permite un buen accionar de los mecanismos encargados de la separación del grano. El mecanismo trillador-parrilla cóncava tiene regulaciones de separación (Figura 1) para cosechadoras de modelo CLASS se toma como referencia en arroz seco, 15 mm adelante y seis milímetros detrás y en húmedo, 11 mm y cuatro milímetros respectivamente. Es frecuente encontrar esta regulación invertida (más abierto a la salida que a la entrada) con la intención de evitar atoramientos, aunque sucede que su acción genera una trilla más agresiva, mayor daño sobre los granos, mayor gasto de combustible, menor velocidad de avance; por el contrario cuando la apertura de entrada es mayor que a la salida se logra una trilla progresiva y eficiente (Ferrari et al., s.f).. 8.

(15) La cantidad de biomasa (paja y grano) recogida por la combinada debe ser menor o igual a la capacidad de alimentación de la máquina, es decir, a la cantidad de masa que puede trillar, con pérdidas del 1,5-2,5 % de grano, límites de las exigencias agrotécnicas en el sistema de trilla (Zhalinin, 1977).. Figura 1. Mecanismo elevador, cilindro trillador, parrilla cóncava y zarandas de CLAAS AVERO 240 Fuente: Ficha Técnica en sitio web Ferrari et al. (s.f), planteó que para un arrozal normal es aconsejable que el eje del bastidor de aspas esté a unos 15 o 20 cm por delante de la barra de corte, con púas en dirección vertical y que las mismas ingresen por debajo de las espigas. En caso de que el cultivo presente alta humedad las púas deben estar reguladas a una angulación de 10 a 150 para facilitar la entrega de las mieses al caracol (Figura 2). Estas regulaciones son necesarias debido a que en muchos casos el arroz encamado se adhiere tanto al suelo sobre todo cuando yace en dirección de la marcha de la máquina imposibilitando una buena recolección. Las máquinas que permitan regular el ángulo de la barra de corte es recomendable que esta permanezca horizontal para reducir el movimiento horizontal de las plantas, menor desgrane, menor gasto de combustible y longevidad de los mandos (Ferrari et al., s.f).. 9.

(16) Figura 2. Posición del bastidor de aspas y las púas en función del estado del cultivo Fuente: Ferrari et al., s.f El mantenimiento de la barra de corte y la altura para que esta opere constituyen factores de cosecha fundamentales; esta debe ajustarse a unos 15 cm por debajo de la panícula más baja para evitar una sobrealimentación de material diferente al grano (paja), lo cual recarga el sistema de trilla y provocaría un aumento del porciento de granos dañados (quebrados, partidos y/o pelados) e impurezas (Luaces et al., 2014). Para el caso que las máquinas utilicen mecanismos trilladores centrífugos de altas velocidades se toma como referencia para arroz seco 20 m/seg de velocidad del cilindro trillador axial y 30 m/seg para arroz húmedo (Ferrari et al., s.f). La calidad de la cosecha depende de las condiciones de humedad, contaminación por malezas en el campo, alimentación de la masa, como de las condiciones técnicas de ajuste y calibración adecuadas de la cosechadora, según lo recomendado por (Miranda, 2006, NRAG-920: 88; NRAG-910:88). La calidad de la cosecha de igual forma se ve afectada por el deficiente drenaje del suelo, pues se provocan variaciones en la altura de corte debido a diferentes alturas de plantas además del atascamiento de los sistemas motrices y de corte de las cosechadoras utilizándose así máquinas con orugas (Figura 3) o esteras contrarrestando este problema como lo demuestra (Riquelme, s.f). En variedades donde los granos comienzan a caerse muy temprano o con alto porcentaje de desgrane las pérdidas son notables, es por esto que existe un momento óptimo de cosecha el cual está dado para cuando el grano posee de un 18 % al 26 % de humedad sin importase la variedad, también este rango óptimo puede coincidir con los 35 a 40 días después del 50 % de paniculación en dependencia de cuando se realice el drenaje de los campos como lo indicase (MINAG, 2014).. 10.

(17) Figura 3. Orugas para el tránsito de cosechadoras en arroz Fuente: Riquelme, s.f La productividad es una de las principales características de la máquina que ejerce una influencia notable en los gastos de trabajo, combustible, recursos financieros y otros indicadores de los procesos de mecanización en la agricultura (Caballero et al., 2010). En experimentos realizados en las zonas arroceras de Cuba se logró comprobar la importancia del cálculo de la capacidad de trabajo de la máquina en relación con el ciclo del cultivo y su rendimiento, esto es lo que precisa constantemente a buscar una base genética amplia con objetivo de encontrar cultivares adecuados para la cosecha mecanizada y evitar pérdidas de cosecha. En experimentos de (Riquelme, s.f) se pudo observar que: La capacidad efectiva de trabajo de una máquina automotriz depende, del índice de alimentación y el rendimiento del cultivo a través de la siguiente expresión: CET’ = IA * EF/RC * 100 donde: CET’= Capacidad efectiva de trabajo (ha/h) IA = Indice de alimentación (ton/h) EF = Eficiencia de trabajo (%) RC = Rendimiento del cultivo (ton/ha) Entonces, si la cosechadora tiene un cilindro de 1,04 m de ancho el cual debe girar a una velocidad de 700 a 900 rpm (revoluciones por minuto) y un molinete de una velocidad 25 % mayor que la velocidad de la cosechadora además la potencia del motor es de 123 HP, según (Riquelme, s.f) su índice de. 11.

(18) alimentación con los datos ofrecidos corresponderá aproximadamente a 7,7 ton/h. Supongamos que el rendimiento del cultivo en el caso del arroz concierna entonces a 7,5 ton/ha entonces: CET’ = 7,7 * 0,7/7,5 CET’ = 0,72 ha/h, trabajando 10 h/día sería capaz de cosechar 7,2 ha/día. 1.4 CARACTERÍSTICAS MORFOAGRONÓMICAS En la obtención de cultivares apropiados para la cosecha mecanizada se tienen en cuenta la mejora de características morfoagronómicas que influyen directamente en el rendimiento y la calidad industrial del grano. A continuación hacemos referencia a algunas características que intervienen directamente en los factores antes mencionados.. 1.4.1 Longitud del tallo La altura de las plantas según lo planteado por Ospina et al. (2003), es una de las características más fáciles para la selección y de gran importancia para la cosecha mecanizada pues está muy asociada con el acame, pudiendo producir cuantiosas pérdidas del rendimiento. Desde la década del 80´ que en América se cultivan las variedades de arroz semienanas que poseen el gen que reducen la altura de planta y fortalece el tallo de la panoja, las variedades que no poseen el gen acaman antes de la cosecha cuando hay vientos fuertes y sobre todo cuando se han empleado altos insumos en fertilizantes nitrogenados (Olmos, 2007) sin embargo en experimentos realizados con la variedad IR8 donde se incrementó la fertilización nitrogenada su altura no se incrementó tampoco la susceptibilidad al vuelco por lluvias o viento. Olmos (2007) dedujo que las variedades de arroz semienana que poseen el gen que reduce la altura de la planta fortalece el tallo de la panoja.. 1.4.2 Rendimiento por planta Independiente de las ventajas en ciertas características específicas una nueva variedad de arroz debe superar en rendimiento de grano a las variedades usadas por los productores de arroz (Allard, 1967).. 12.

(19) Martínez (1985) coincidía en criterio pues planteó que el objetivo final de una buena variedad de arroz es tener un alto potencial de rendimiento. La capacidad de un genotipo para producir es un criterio muy reverso de selección, en el cual los genotipos evaluados y los candidatos a selección deben rendir por encima de los testigos comerciales o en su defecto igualar su rendimiento. Existe una alta correlación positiva entre la radiación solar recibida por la planta de arroz durante los 45 días anterior a la cosecha y el rendimiento de grano (Chandler, 1984). Un porte con hojas erectas es un carácter agronómico deseable para producir altos rendimientos porque este tipo de plantas soporta una alta densidad de siembra y los nudos basales de la planta perciben mayor radiación solar ante estas condiciones de cultivo. Las hojas erectas son causadas por un gen que confiere insensibilidad a las hormonas del grupo brasinoesteroides que regula la división y la diferenciación celular (Olmos, 2007). Con frecuencia la utilidad de los componentes de rendimiento, como criterio de selección, puede verse limitada a los efectos de compensación, debido a la influencia climática, dosis de semilla y aplicación de fertilizantes entre otros factores (Sheehy et al., 2001). El rendimiento en la planta de arroz está dado por componentes o factores que se pueden determinar en cada una de las etapas fenológicas, estos componentes se dan por área y a su vez por planta y son; número de panículas por unidad de área, el número de espiguillas por panícula, el porcentaje de granos llenos por panícula y el peso individual de los granos (expresado en peso por 1000 granos) (Calderón, 2015). Según (Chastain, s.f.), el potencial de rendimiento genético es la capacidad absoluta del cultivo, de un genotipo producir rendimientos económicos bajo condiciones óptimas de producción, cuyas condiciones hacen que los componentes de rendimiento se expresen en su máximo posible tanto en el genotipo como en el entorno de producción.. 1.4.3 Número de granos por panícula Soto (1991) reafirmó que el número de granos por panícula está influenciado principalmente por dos aspectos como: el número de ramificaciones y el largo que esta haya alcanzado, además esta se ve influenciada por la variedad y las condiciones ambientales así plantea que el número de granos por. 13.

(20) panícula oscila entre 50 y 500 granos, aunque en la mayoría de las variedades comerciales este varía entre 100 a 150 granos por panícula. En general, para el número de granos de una panícula es una función de su longitud y varía entre 50 y 500 según la variedad y el nivel de fertilización, la mayoría de las variedades tienen entre 100 y 150 granos por panícula (Racchumi, 1992). Ikeda et al. (2010) experimentó que el número de las ramificaciones de la panícula determina el número de granos en esta. Para Degiovanni et al. (2010) los dos caracteres más importantes relacionados con la panícula son el número de granos llenos por panícula y el peso de los mismos. El llenado del grano se atribuye o se vincula a las actividades de las enzimas implicadas en la conversión de sacarosa a almidón en los granos (Zhang et al., 2012); esta etapa planteó Calderón (2015) comienza desde la parte apical hasta la basal en cada panícula, lo que puede provocar que el llenado de grano no sea homogéneo es decir, que los pesos para todos los granos que conforman la panícula no son iguales o que la fertilidad de la panícula se reduce a medida que baja hasta la parte basal.. 1.4.4 Longitud de la panícula El aumento del rendimiento puede lograrse manteniendo un adecuado número de panículas por metro cuadrado mientras que se aumenta el número de granos por panícula y la fertilidad de la misma, un resultado similar podría lograrse aumentando el número de panículas por unidad de área; sin embargo su crecimiento excesivo limita esta estrategia como mencionan (Peng et al., 1993). Cuando se poseen genotipos con panículas crecidas es fundamental que estos tengan tallos gruesos y fuertes para que soporten el peso de panículas más grandes (Peng et al., 2004). Existen materiales de panículas largas con buen llenado del grano (Takai, 2006; Katsura et al., 2007, sin embargo planteó Kato (2010) que a menudo los cultivares con panículas muy largas tienen problemas con el llenado del grano debido a que el incremento en el número de granos por panícula se ha dado por el aumento de las flores en las ramificaciones secundarios de la panícula, los cuales son granos inferiores en la capacidad de llenado, afirmó Torres (2012) que la panícula es el órgano más importante para el número y peso de granos.. 14.

(21) 1.4.5 Número de hijos por planta En experimentos realizados en el Perú se demostró que el ahijamiento de los cultivares comerciales mejorados fluctuó de 300 a 450 macollos por metro cuadrado Fernández (1978), además expresó que el número total de macollos es una característica varietal que puede variar según el sistema de cultivo y el medio ambiente. En el sistema de trasplante, la capacidad de ahijamiento es una característica muy importante, esto permite disminuir la densidad de siembra; es una característica cuantitativa, teniendo una heredabilidad de baja a intermedia (Jennings et al., 1981). El número de hijos depende de la densidad de plantas, puede variar de tres en alta densidad hasta 15 hijos en bajas densidades según Olmos (2007), los factores que promueven o condicionan el ahijamiento son el genotipo, la lámina de agua (menores a 10 cm), fertilidad del suelo, fertilización, adecuado stand de plantas, condiciones sanitarias (incluyendo competencia de malezas). Las variedades de ciclo largo que requieren mayor tiempo emergencia para la diferenciación de primordios, se caracterizan por presentar mayor desarrollo vegetativo pero, también mayor cantidad de hijos infértiles, lo que resulta en un bajo índice de cosecha (Olmos, 2007). En todo caso, hay que tener en cuenta que un ahijamiento excesivo puede conducir a un crecimiento exuberante y en consecuencia al sombreado mutuo de las hojas, lo que finalmente limitará el rendimiento (Degiovanni et al., 2010).. 1.4.6 Longitud y calidad del grano Jennings et al. (1981) dijeron que la longitud y la forma del grano se heredan independientemente, no obstante, son caracteres relativamente difíciles de manejar; la longitud del grano tiene alta heredabilidad. El rendimiento de molinería debe ser superior o igual a 68 %, por lo que se deben descartar líneas que posean un porcentaje menor y con más de 15% de arroz quebrado (Hernández, 1982). Hernández (1982) señaló que porcentajes menores al 15 % de granos quebrados y rendimientos de molinería superiores al 68 % de pila, son los valores ideales para la selección de líneas, ya que no solo son importantes los altos rendimientos sino tener en cuenta la calidad molinera. De Datta (1986), publicó que el tamaño y forma del grano, recuperación del arroz entero durante la molienda, ausencia de cavidad blanca, contenido apropiado de amilosa, temperatura de gelatinización, consistencia del gel. 15.

(22) y aroma, son factores importantes en el desarrollo de una variedad exitosa de arroz. De Datta (1986), mencionó que después del rendimiento, la calidad de grano es el factor más importante considerado por los fitomejoradores, los consumidores son un factor importante ya que si no aceptan el sabor, textura, aroma o aspecto de una variedad recién desarrollada, su utilidad disminuye considerablemente. Por lo general, se prefieren arroces con un endospermo claro, y translúcido; los granos con áreas opacas en el endospermo se quiebran más fácilmente durante la molinería, perdiendo su valor nutricional (Arbildo, 2007). El grano con áreas opacas en el endosperma, causadas por la poca compactación de las partículas de almidón y proteína, se quiebra fácilmente durante la molienda, perdiendo valor comercial, asimismo, se prefiere un grano completamente traslúcido porque visualmente resulta atractivo para el consumidor; la opacidad del endosperma está bajo control genético pero también ambiental, la alta temperatura inmediatamente después de floración aumenta el panza blanca (Olmos, 2007). Las variedades que tienen un comportamiento superior de rendimiento en el campo no son fácilmente aceptadas por la industria molinera si el grano tiene una apariencia deficiente una vez molinado, el tamaño y la forma del grano están estrechamente relacionados con el ‘índice de pilada’ o rendimiento de grano entero en la molinería (Degiovanni et al., 2010).. 1.4.7 Peso de 1000 granos Vergara (1970), mencionó que el peso del grano está controlado por el tamaño de las glumelas y el peso promedio de 1000 granos de una variedad debe ser igual o superior a 22 gramos. Hernández (1982), manifestó que el peso de 1000 granos es una característica muy estable, puede alterar en cierto grado el rendimiento pero que no siempre es un factor determinante para ello. El peso del grano varía en un rango bastante amplio oscilando entre ocho a 50 mg/grano, en el caso de la cáscara normalmente oscila entre el 20 y 21 % del total del grano; aparentemente no es posible mejorar el rendimiento del arroz molinado, disminuyendo el peso de la cáscara, sin embargo el rendimiento se podría aumentar incrementando el tamaño del grano, ya que se ha definido que variedades con grano grande en el período de maduración acumulan más almidón (Jennings, 1985). Para Degiovanni et al. (2010) el. 16.

(23) pesaje de mil granos constituyó un carácter estable en buenas condiciones de cultivo y sugirió que depende fundamentalmente de la variedad, empero un incremento en el rendimiento se puede lograr seleccionando materiales de mayor peso en el grano.. 1.5 LA SELECCIÓN RECURRENTE, VÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BASE GENÉTICA DISTINTA Y MÁS AMPLIA El arroz (Oryza sativa L.) es un cultivo que por poseer flores autógamas dispone de baja recombinación genética, pues sólo se intercambian los genes presentes en cada planta (Chatel y Guimarães, 1995; Guimarães, 2003). Como fuente de androesterilidad genética para el desarrollo de poblaciones de base de arroz de riego, se ha utilizado un mutante del cultivar IR-36, obtenido mediante un mutagénico químico (Singh e Ikehashi, 1981). La selección recurrente es un proceso cíclico donde se evalúan los individuos de una población, son seleccionadas los mejores y éstos se recombinan, proceso que sólo se hace posible a plenitud en el arroz, cuando está presente el gen ms, que permite mayor intercambio de genes entre las plantas seleccionadas Pérez et al. (2008). Sólo a partir de la selección recurrente, con la presencia del gen ms, es posible derivar plantas F1 de una misma población en años sucesivos debido a la amplia variabilidad presente, motivado por los cruces constantes y espontáneos entre plantas androestériles y fértiles que forman la población (Pérez et al., 2008). Las plantas que se extraen de las poblaciones manejadas mediante la selección recurrente se desarrollan como líneas segregantes (Chatel et al., 2010). El principal objetivo del fitomejorador es crear la máxima variabilidad genética en el stock genético existente, por lo tanto, el éxito de cualquier programa de mejora dependerá en gran medida de la magnitud y el rango de variabilidad en las existencias genéticas disponibles (Basavaraja et al., 2013). Berrio et al. (2016) señalaron que involucrar un mayor número de progenitores en las nuevas poblaciones, es importante para el mejoramiento genético, ya que reducirá la vulnerabilidad a factores adversos, lo que permitirá la extracción de líneas con mayor número de características deseables.. 17.

(24) Neves et al. (2002), en estudios de mejoramiento poblacional en condiciones de secano, seleccionaron líneas de arroz con características agronómicas de acuerdo a las necesidades comerciales. Las líneas seleccionadas poseen grano largo y fino, ciclo vegetativo de 79 días, altura de la planta de 97 cm y el rendimiento promedio fue de 3 a 7 t ha-1, (15 % superior a la media de los controles empleados). El incremento del rendimiento logrado por (Neves et al., 2002), demostró el potencial del mejoramiento poblacional en arroz para obtener cultivares superiores.. 18.

(25) II Diseño experimental y método de evaluación. 19.

(26) CAPÍTULO II: DISEÑO EXPERIMENTAL Y MÉTODO DE EVALUACIÓN. 2.1 FORMACIÓN DE LAS POBLACIONES Como lo indican Pérez-Polanco et al. (2000), del segundo semestre de 1996 al primero del 2000 se introdujeron y evaluaron el acervo genético GPIRAT-10 y las poblaciones PCT-4 y PCT-7 procedentes del Centro Internacional de Agricultura Tropical de Colombia (CIAT) y a partir de ellas se desarrollaron la población PIACuba-4 para la cual se utilizó la población introducida PCT-7 como progenitor femenino, portadora del gen recesivo ms y cultivares cubanos IACuba-25, IACuba-31, IACuba-34, Perla de Cuba, INCA-LP-5 y FEDEARROZ-50, mientras que la PCT-7 cruzada con los cultivares cubanos IACuba-31, IACuba-34, IACuba-37, INCA-LP-5 y FEDEARROZ-50 dieron origen a la población PCT-5. Estos cultivares que se emplearon como progenitores están bien adaptados a las condiciones edafoclimáticas de Cuba (Tabla 3) además características de importancia para los ámbitos de selección (Tabla 4).. Tabla 3. Origen de los cultivares que se utilizaron como progenitores de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5. CULTIVARES. PROGENITORES. INCA-LP5. 2077/CP1C8. IACuba-31. Perla de Cuba/J-104//ICA-10. Perla de Cuba. Desconocido. IACuba-34. ColombColombia///ECIA 67-140-S1-1-5-31(4024)//IR 1857-78-22/CP3C2. IACuba-25. Jucarito-104/ICA-10//Jucarito-104/Siguaraya. IACuba-37. IACuba-16//J-104/2064. FEDEARROZ-50. P1274-6-8M-1-3M-1/Oryzica LLanos 4. 19.

(27) Tabla 4. Características de los cultivares utilizados como progenitores de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5. CULTIVARES. CARACTERÍSTICAS. IACuba-25. ciclo corto y buena calidad del grano. IACuba-31. alto potencial de rendimiento. IACuba-34. alto potencial de rendimiento y bajos insumos. IACuba-37. alto potencial de rendimiento y calidad del grano. Perla de Cuba. ciclo corto, buena calidad del grano y resistente a Sogata. INCA-LP5. alto potencial de rendimiento y ciclo corto. FEDEARROZ-50. alto potencial de rendimiento, resistente a Sogata y al Virus de la hoja Blanca. En cada cruzamiento la semilla utilizada fue subdividida en dependencia del porcentaje de participación de cada progenitor, cada cruce se realizó con un progenitor femenino representado al (50 %) de participación al igual que el masculino; en la (Tabla 5) se pueden observar los progenitores de PIACuba-4 y en la (Tabla 6) los que corresponden a PIACuba-5. Para realizar estos cruzamientos se empleó el método de Sarkarung (1991). Tabla 5. Progenitores que forman la población PIACuba-4 PROGENITORES. PORCENTAJE (%). INCA LP5. 6,25. IACuba-31. 6,25. Perla de Cuba. 6,25. IACuba-34. 6,25. IACuba-25. 12,5. FEDEARROZ 50. 12,5. PCT-7. 50. Total. 100. 20.

(28) Tabla 6. Progenitores que forman la población PIACuba-5 PROGENITORES. PORCENTAJE (%). INCA LP5. 8,33. IACuba-31. 8,33. IACuba-34. 8,33. IACuba-37. 8,33. FEDEARROZ 50. 16,67. PCT-7. 50. Total. 99,99. Las semillas obtenidas fueron mezcladas y así quedaron formadas las poblaciones con siete y seis progenitores además de poseer en sus bases genéticas genes foráneos procedentes de la población utilizada como progenitor femenino PCT-7 (Tabla 7).. Tabla 7. Progenitores que forman la población PCT-7. PROGENITORES. B4353C-Kn-7-0-0-2 BG989 PNA 1004F4-33-1. PORCENTAJE (%). 8,33 8,33 8,33. OR83-23. 8,33. Oryzica 3. 8,33. RP2087-115-10-5-1. 8,33. IRAT 1/420P. 50. Total. 99,98. 21.

(29) 2.2 DISEÑO EXPERIMENTAL Durante la campaña húmeda de 2016-2017, fueron sembradas las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba5 en la Estación de Investigaciones de Granos “Sur del Jíbaro”, provincia Sancti Spíritus (Fig. 4) ubicada en la latitud media de Cuba, a los 21o 4´ 3´´ de latitud norte y 79o 11´ 6´´ de longitud oeste, a una altitud de 30,175 metros sobre el nivel del mar (msnm) y con suelos Gley Vérticos típicos. La siembra de las poblaciones se realizó en semilleros, distanciados en el tiempo en término de 7 días manteniendo tal diferencia a la fecha de trasplante, para permitir el cruzamiento de individuos con diferencias en el ciclo de floración, cada uno de estos fue trasplantado a los 25 ddg (días de germinado) en un área que comprendía 700 m2, con una distancia de 0.30 x 0.25 m, posibilitando evaluar plantas tomadas de un área elegida al azar, además las poblaciones se aislaron con una barrera de plantas de Sesbania rostrata Brem. & Oberm., (Figura 5) habilitando un espacio entre poblaciones para evitar el cruzamiento natural entre estas y con plantas foráneas para lo cual se tuvo en cuenta la Guía para Selección recurrente con androesterilidad en arroz (1995), además la metodología descrita anteriormente por (Pérez-Polanco et al., 2000).. Figura 4. Ubicación de la Estación Territorial de Investigaciones de Granos “Sur del Jíbaro”, con coordenadas N: 21o 4´ 3´´; W: 79o 11´ 6´´ Fuente: Google maps, 2017 Se cosecharon en cada una de las poblaciones 200 plantas manteniéndose así las características de estas para posteriores siembras según lo recomendaron (Geraldi y Souza, 2000).. 22.

(30) Figura 5. Poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 a los 60 ddg, portadoras del gen nuclear recesivo ms Fuente: el autor 2.3 MÉTODO DE EVALUACIÓN Utilizando el Sistema de Evaluaciones Estándar para Arroz del (IRRI, 2013) y el Descriptor Varietal para Arroz Silvestre y Cultivado (IRRI-WARDA, 2007); fueron evaluados siete caracteres sobre la base de una muestra de 100 plantas de cada población en varios surcos de un área al azar; a continuación mostramos los caracteres evaluados: . Longitud del tallo: (LT) en cm, se obtuvo midiendo desde la base de la planta hasta el ápice de la panícula del tallo más alto.. . Rendimiento por planta: (R/P) en g, consiste en tomar muestras de plantas en cada población y realizar un pesaje del total de granos llenos producidos por cada una de ellas, para el pesaje se utilizó una balanza digital Metter Toledo con precisión de 0,1 mg.. . Número de granos por panícula: (NG) se realizó con un contador de granos láser (SLY-C).. . Longitud de las panículas: (LP) en cm se midió la longitud de las panículas, desde la inserción de esta hasta el ápice del último grano, para lo cual se utilizó una regla graduada.. . Número de hijos por planta: (NH) se refiere al número de hijos menos uno producido por la planta.. 23.

(31) . Longitud de los granos: (LG) en mm por la parte longitudinal del grano se midió la longitud de granos normales tomados al azar con la ayuda de un pie de rey digital marca Mitutoyo.. . Peso de 1000 granos: (P1000G) en g, se realizó el pesaje de 1000 granos ajustados al 14 % de humedad en muestras de cada población, este se separó en siete clases diferentes desde 20 a 35 g. Para el pesaje se utilizó una balanza digital Metter Toledo, con precisión de 0,1 mg y un determinador de humedad PM-450.. Las labores culturales durante el ciclo de las poblaciones tales como preparación del terreno, siembra, fertilización y riego se efectuaron, según lo establecido en el Instructivo Técnico del Cultivo del Arroz (MINAG, 2014). 2.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO. La información disponible fue procesada mediante el paquete estadístico STATGRAPHICS Plus v 5.1 sobre Windows. Se realizó una estadística descriptiva para analizar los datos agrupados por distribución de frecuencias y así determinar el coeficiente de variación para conocer amplitud de variabilidad genética de los caracteres evaluados.. 24.

(32) III Resultados y discusión de los datos experimentales.

(33) CAPÍTULO III: RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LOS DATOS EXPERIMENTALES. 3.1 EVALUACIÓN DE LOS CARACTERES MORFOAGRONÓMICOS Basados en las ventajas que ofrece en empleo de cultivares portadores del gen ms para combinar varios genotipos en una sola población y obtener alta variabilidad en el cultivo del arroz (Figura 6). Se laboró en la búsqueda de Ideotipos con caracteres apropiados para el corte mecanizado. Ello contribuirá. a. aumentar. la. productividad.. Esta. es. la. causa. por. la. cual. evaluamos. morfoagronómicamente las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5, pues si se amplía la variabilidad genética se aumenta la amplitud de selección para la obtención de líneas promisorias apropiadas que permitan reducir las pérdidas en la cosecha mecanizada.. Figura 6. Población de arroz con presencia del gen nuclear recesivo ms muestra su variabilidad morfoagronómica. 3.1.1 Longitud del tallo La frecuencia de aparición de la longitud del tallo, varió desde 43 hasta 110 cm en las muestras colectadas de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5. En las dos poblaciones se observó predominio. 26.

(34) de la longitud del tallo en el rango de 61 a 80 cm (Figura 7). Cuando se comparó la longitud del tallo, en el rango de 71 a 80 cm de las plantas originadas de cada población se observó que la frecuencia relativa de aparición fue superior en PIACuba-4. Sin embargo, las plantas con tallos entre 81 y 100 cm de longitud fueron más abundantes en la muestra perteneciente a PIACuba-5. En las dos poblaciones objeto de estudio se presentaron pocas plantas con longitud del tallo entre 101 y 110 cm. En la totalidad de la muestra colectada a partir de PIACuba-4 y PIACuba-5, la frecuencia de plantas con longitud de tallo inferior a 60 cm estuvo por debajo del 15 %.. Figura 7. Distribución de frecuencias para la longitud del tallo (cm) de las poblaciones Fuente: el autor La totalidad de plantas de la muestra colectada en esta investigación se clasificaron como semienana acorde al Sistema de Evaluación Estándar propuesto por IRRI (2013). El hecho de que no se observaron plantas con longitud del tallo superior a los 110 cm, está relacionado con la conformación genética de las poblaciones, tanto para PIACuba-4 como para PIACuba-5 los progenitores que le dieron origen son en su mayor porciento de porte semienana. Por otro lado, la diferencia en la frecuencia de plantas con longitud del tallo en los rangos de 61-70 cm y 81-90 cm en dependencia de la población, se atribuye a que las poblaciones están originadas a partir de distintos progenitores. En la. 27.

(35) presente investigación las dos poblaciones estudiadas se desarrollaron bajo las mismas condiciones ambientales, igual atención cultural y fertilización, por lo que las variaciones observadas en la longitud del tallo deben ser de origen genético. La longitud del tallo es uno de los caracteres de gran importancia para la cosecha mecanizada y el rendimiento del cultivo, pues está directamente relacionada con el acame de las plantas (Ospina et al., 2003). En Cuba el comportamiento y selección de líneas avanzadas de arroz mostró que la altura de la planta se encontró en el rango entre 85,9-124,4 cm con una media de 104,5 cm. En el presente trabajo, aunque la altura de las plantas muestreadas no alcanzó los 124 cm, se amplió el rango de este carácter, pues se observaron plantas con altura desde 43 hasta 110 cm. En investigaciones previas enfocadas al análisis de variabilidad del germoplasma de arroz se detectó un amplio rango de variación (73-190 cm), pero más del 50 % de las accesiones resultaron ser plantas altas en el rango de 131-150 cm y muy pocas accesiones clasificaron como semienana (Sarawgi et al., 2013). En el presente experimento, las dos poblaciones estudiadas presentaron un rango de variación extenso, pero a diferencia de los resultados informados por Sarawgi et al. (2013), todas las plantas se clasificaron como semienana. La variabilidad lograda para el carácter longitud del tallo en las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 permite seleccionar plantas promisorias con altura apropiada para la cosecha mecanizada, para ecosistemas que requieran de diferentes longitudes de los tallos y responder a estrategias y/o necesidades de los productores. 3.1.2 Rendimiento por planta El promedio nacional de rendimiento en el cultivo de arroz en Cuba, no ha sobrepasado las 3,6 t/ha pese al potencial productivo de los cultivares obtenidos por el programa nacional de mejoramiento genético (PNMG) y de la existencia de tecnologías capaces de garantizar resultados de producción satisfactorios. El número de productores que rebasan las cuatro y cinco t/ha cada vez va más en aumento lo que demuestra que existen posibilidades de elevar la productividad de este cultivo en el país (MINAG, 2014). El rendimiento en el cultivo del arroz está dado por componentes o factores, estos componentes se dan por área y a su vez por planta y son; número de panículas por unidad de área, el porcentaje de granos llenos por panícula y el peso por 1000 granos (Calderón, 2015). Los. 28.

(36) componentes de rendimiento pueden verse limitados debido a la influencia climática, densidad de siembra y aplicación de fertilizantes entre otros factores (Sheehy et al., 2001). En esta investigación, para las dos poblaciones estudiadas, las plantas con rendimiento en el rango de 20 a 40 g presentaron las mayores frecuencias. En PIACuba-5 se observó mayor frecuencia de plantas que produjeron de 20–30 g de granos, mientras que en PIACuba-4, el mayor porcentaje de las plantas muestreadas rindieron de 30 a 40 g (Figura 8). Similar para ambas poblaciones entre el 15 y 17% de las plantas muestreadas generaron de 10 a 20 g de arroz y el 5 % produjeron menos de 10 g. Sin embargo, en la población PIACuba-5 la frecuencia de plantas que produjeron hasta 60 g de arroz fue tres veces superior a la observada en PIACuba-4 (Figura 8), lo que significa para una siembra por trasplante como la realizada en el experimento resultó un rendimiento de 5,3 t/ha.. Figura 8. Distribución de frecuencias para el rendimiento (g) por plantas Vidal et al. (2015), hicieron referencia a que existen países con programas de mejoramiento genético en arroz, que poseen líneas promisorias con características diferenciadas las cuales radican en menor altura y mayor potencial de ahijamiento además estructura de planta más compacta, lo que les brinda un mejor comportamiento agronómico para obtener altos rendimientos. Es necesario enfatizar en la importancia de esta variable en el mejoramiento del arroz pues, es sin duda una de las que más interesa a los agricultores; el mejoramiento poblacional mediante la selección recurrente que se ha realizado en este experimento es una de las alternativas para romper los techos de. 29.

(37) rendimiento observados en el arroz. El rendimiento se podría aumentar incrementando el tamaño del grano ya que se ha definido que variedades con grano grande en el período de maduración acumulan más almidón (Jennings, 1985). Un aumento del rendimiento por planta aumentará la productividad de la maquinaria utilizada, la cual actualmente expresa una capacidad de trabajo de 30 y 40 t/jornada de 10 horas. 3.1.3 Número de granos por panícula En las poblaciones estudiadas se observó que existe alta variabilidad en el número de granos por panícula. Se detectaron plantas con panículas desde menos de 60 hasta 260 granos. En las dos poblaciones, del total de muestra colectada las plantas que produjeron entre 101 y 140 granos por panícula se presentaron en mayor frecuencia. Tanto para las plantas de PIACuba-4 como PIACuba-5, el número de granos por panícula en los rangos de 60–100 y 141–181 presentaron frecuencias entre 17 y 22 %. En la población PIACuba-4 la frecuencia de plantas con 181–220 granos por panícula fue superior que en PIACuba-5. Sin embargo el porcentaje de plantas con 221–250 granos por panícula fue similar en las dos poblaciones (Figura 9).. Figura 9. Distribución de frecuencias para el número de granos por panículas en las plantas de las poblaciones. 30.

(38) El número de granos por panícula constituye uno de los factores fundamentales en el rendimiento del arroz. Pero, un número elevado de granos por panículas cuando la planta no posee tallos fuertes puede provocar acercamiento de la panícula al suelo (Figura 10) y aumentar la humedad del grano. Cuando las panículas se acercan al suelo, se produce mayor cantidad de fisuras en los granos en el momento de la cosecha por daño mecánico. Es fundamental que los genotipos con alto número de granos por panícula posean tallos gruesos y fuertes para que soporten el peso de las panículas (Peng et al., 2004). Por ello, en la presente investigación la caracterización de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 se realizó teniendo en cuenta varios caracteres morfoagronómicos.. Figura 10. Planta de arroz con elevado número de granos por panículas Fuente: (González, 2015). En investigaciones previas, Soto (1991) informó que el número de granos por panícula estuvo determinado principalmente por dos aspectos, el número de ramificaciones y el largo que esta haya alcanzado. Este carácter también fue influenciado por la variedad y las condiciones ambientales. En el arroz, el número de granos por panícula oscila entre 50 y 500 granos, aunque en la mayoría de las variedades comerciales presentan entre 100 y 150 granos por panícula. Para producir genotipos que nos ofrezcan un rendimiento alto es necesario que estos presenten un número considerable de granos por panícula. Por lo que se hace necesario que la plantas tengan buena capacidad de llenado del grano, aspecto este vinculado a la capacidad de conversión de sacarosa a almidón en los granos y que depende en gran medida de la sanidad, características genéticas y el clima (Zhang et al., 2012).. 31.

(39) 3.1.4 Longitud de las panículas Las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 presentaron plantas que producen panículas desde 21 hasta 32 cm. En las dos poblaciones la longitud de la panícula en el rango de 24 a 26 cm se presentó en mayor frecuencia seguida por las longitudes de 26-28 y 23-24 cm (Figura 11). En la población PIACuba-5 el porcentaje de plantas que emitieron panículas con longitudes entre 30 y 32 cm fue dos veces superior a las observadas en PIACuba-4. De acuerdo al descriptor (IRRI, 2013) la longitud de la panícula está clasificada como muy corta (<11 cm), corta (~ 15 cm), media (~ 25 cm), larga (~ 35 cm) y muy largas (>40 cm), en base a esta clasificación, en la presente investigación la longitud de la panícula para las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 se clasificó como media y larga (Figura 12). En la muestra colectada no se observaron panículas cortas ni muy largas, lo que indica, que este carácter se mantuvo poco variable.. Figura 11. Distribución de frecuencias para la longitud de las panículas en (cm) Las variaciones en la longitud de la panícula están ligadas a los progenitores y son altamente influenciadas por el ambiente (Parikh et al., 2012 ; Sarawgi et al., 2013). Esta influencia de los progenitores sobre longitud de la panícula pudo ser la causa principal en la presente investigación de la estabilidad de este carácter.. 32.

(40) (a). (b). (c). Figura 12: Panículas mostradas por las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5. (a) panícula media (b) panícula larga (c) panícula larga Fuente: el autor Generalmente se espera un alto rendimiento de las líneas que adoptan panículas largas con buen ahijamiento, sin embargo existe una correlación negativa entre el tamaño de la panícula y el número de estas por unidad de área, lo cual dificulta obtener líneas de alto rendimiento con panículas largas y buen ahijamiento. Cultivares con panículas muy largas tienen dificultades con el llenado del grano, debido a que el incremento en el número de granos por panícula es dado por el aumento de las flores en las ramificaciones secundarios de la panícula, los cuales son granos con menor capacidad de llenado (Kato, 2010). Una alternativa para atenuar el efecto negativo de la baja capacidad de llenado de los granos inferiores de las panículas muy largas pudiera ser la obtención de cultivares con longitudes de la panícula media y larga. 3.1.5 Número de hijos por plantas En las dos poblaciones estudiadas, el número de hijos por plantas presentó un intervalo que abarcó desde plantas con menos de tres hijos hasta plantas con 15 hijos. Del total de la muestra colectada tanto para PIACuba-4 como para PIACuba-5 las plantas con 7-9 hijos presentaron mayor frecuencia (Figura 13). De forma similar en ambas poblaciones, la frecuencia descendió para las clases donde las plantas emitieron de 4 a 6 y de 10 a 12 hijos. Es de destacar que la frecuencia de plantas con bajo ahijamiento (≤ 3) fue dos veces mayor en la población PIACuba-5 que en PIACuba-4. Sin embargo, la. 33.

(41) frecuencia de plantas con alto ahijamiento fue tres veces superior en la población PIACuba-4 que en PIACuba-5 (Figura 13). Aunque en las poblaciones estudiadas, aproximadamente el 85% de las plantas muestreadas presentaron de 4 a 12 hijos, se observó un amplio rango para esta variable que mostró alta desviación típica (Figura 13). Ello es muy favorable, pues permite seleccionar plantas para diferentes agrotecnias ya sea siembra directa o trasplante. El número de hijos por plantas tiene una marcada influencia sobre el rendimiento. La cantidad de hijos fértiles por plantas, es quien determina el número de panículas a obtener. Logar un incremento del número de hijos por planta es importante y se puede revertir de forma positiva en el rendimiento, sin embargo, un aumento excesivo de este carácter puede provocar pérdidas en la cosecha y afectar la producción (Nemoto et al., 1995). El ahijamiento excesivo de las plantas de arroz, puede conducir a un crecimiento exuberante de los plantones y en consecuencia el sombreado mutuo de las hojas disminuirá la eficiencia fotosintética y limitará el rendimiento (Degiovanni et al., 2010).. Figura 13. Distribución de frecuencias para el número de hijos por plantas de las poblaciones La obtención de plantas con tallos fuertes para sistemas de riego por aniego, que resistan el peso de largas panículas y que se opongan al acamado son importante para disminuir las pérdidas en la cosecha. La mezcla de progenitores utilizados en este trabajo para las dos poblaciones objeto de estudio transmitieron a sus progenies características que permitieron obtener plantas con amplia. 34.

(42) diversidad de ahijamiento. La capacidad de ahijamiento es una característica cuantitativa que tiene una heredabilidad intermedia y que puede estar influenciada entre otras cosas por la época y el método de siembra empleado (Jennings et al., 1981). En la presente investigación las plantas sembradas en la misma época y con el empleo de un único método de siembra mostraron diferente capacidad de ahijamiento (Figura 14 a y b).. (a). (b). Figura 14: Plantas de las poblaciones donde se observa la habilidad de ahijamiento en iguales etapas vegetativas. (a) buena habilidad de ahijamiento, (b) pobre habilidad de ahijamiento Fuente: el autor En investigaciones previas, Olmos (2007) informó que el número de hijos dependió de la densidad de plantación y varió en dependencia de esta, en alta densidad de siembra, las plantas de arroz emitieron 3 hijos, mientras que en bajas densidades formaron 15 hijos. Este autor indicó, que el ahijaminto estuvo determinado también por otros factores como el genotipo, la profundidad de la lámina de agua, la fertilidad del suelo, las condiciones sanitarias y la competencia con plantas no objeto de cultivo. Sin embargo, en la presente investigación las condiciones ambientales, la desidad de plantación, las atenciones culturales y la lámina de agua fueron similares para las dos poblaciones estudiadas y a pesar de ello el número de hijos por planta varió. Por lo que esta respuesta debio ser a causa de la diferencia en el genotipo. En línea con los resultados de este trabajo, Borrero et al. (1997) mencionó que los genes presentes en los germoplasmas utilizados como base de cruzamiento se heredan en las plantas producto de este, las poblaciones estudiadas en esta investigación fueron originadas de varios progenitores y ello debió generar la respuesta variada en el ahijamiento.. 35.

(43) 3.1.6 Longitud de los granos La longitud del grano varió desde ≤ 7 mm hasta 11,9 mm en las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba5. De forma general, las plantas que produjeron granos entre 9 y 9,9 mm de longitud, se presentaron en mayor frecuencia con una respuesta similar en las dos poblaciones estudiadas (Figura 15). En la población PIACuba-5 se observó mayor de granos con longitudes entre 8 y 8,9 mm que en PIACuba-4. Sin embargo, las plantas que rindieron granos en el rango de 10-10,9 mm fueron más frecuentes en la población PIACuba-4 que en PIACuba-5. Para ambas poblaciones se observaron frecuencias similares de plantas con granos extralargos, mientras que presencia de plantas con granos cortos en PIACuba-4 fue dos veces mayor que en PIACuba-5 (Figura 15). El carácter longitud del grano no presentó amplia variabilidad, pero el material genético obtenido mostró valores que son preferidos por los mejoradores en Cuba, granos de 8 mm. Por lo general los granos largo y extralargo tiende a partirse menos durante la cosecha que un grano corto grueso con alto contenido de almidón (Degiovanni et al., 2010). En la presente investigación un alto porcentaje de las plantas muestreadas presentaron granos largos y extralargo, aspecto este a tener en cuenta para la selección con vista a reducir pérdidas en cosecha.. Figura 15. Distribución de frecuencias para la longitud de los granos en (mm) de las plantas de las poblaciones. 36.

(44) La longitud y el grosor del grano están estrechamente relacionados con el ‘índice de pilada’ o rendimiento de grano entero en la molinería (Degiovanni et al., 2010). Generalmente, los granos cortos, tienen mayor pérdida en el proceso de pilado que los granos largos y extralargos. De ahí que la longitud del grano tiene alta influencia en la calidad industrial del arroz y por ello es un aspecto a tener en cuenta por los fitomejoradores. Existen criterios divergentes respecto a la heredabilidad de la longitud del grano, se menciona que es un carácter estable pero fácil de variar y en contradicción se informa que su variabilidad es limitada y que no es estable (Martínez et al., 2003). En la presente investigación aunque no se observó alta variabilidad en este carácter si se obtuvieron plantas con rangos de longitud variables, cortos, intermedios y extralargos (Figura 16 a, b y c).. (a). (b). (c). Figura 16. Longitudes de los granos de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5. (a) granos cortos, (b) granos intermedios, (c) granos extralargos Fuente: el autor Con el incremento en la oferta de arroz y cambios en el poder adquisitivo los consumidores se han tornado exigentes en lo que respecta a la calidad del grano, por lo cual los resultados del presente trabajo contribuirán a cumplir con los requisitos para obtener así de la cosecha mecanizada granos de buena calidad. 3.1.7 Peso de 1000 granos Para cultivares cubanos el peso de mil granos fluctúa entre los 25 a 30 g; en las poblaciones estudiadas este carácter varió desde 20 hasta 33 g y el rango más frecuente fue de 24 a 29 g (Figura 17). La frecuencia de peso de 1000 granos para los rangos de clase de 22-23 g y 30-31 g disminuyó. 37.

(45) considerablemente para las dos poblaciones; así como las clases extremas tanto inferior como superior (Figura 17).. Figura 17. Distribución de frecuencia para el peso de 1000 granos en (g) de las plantas de las poblaciones PIACuba-4 y PIACuba-5 El comportamiento del carácter peso de 1000 granos fue muy similar al carácter longitud del grano, ambos están muy relacionados, pues es evidente que la alta frecuencia observa en un rango de peso de 26 a 29 g está en correspondencia con la frecuencia de granos largos (9-9,9 mm de longitud). Por consiguiente el peso de 1000 granos superior a los 30 g fue originado por granos de longitud extralarga, mientras que el peso de 1000 granos inferior a los 24 g está en correspondencia con la producción de granos cortos. El peso del grano puede variar a causa de las condiciones ambientales, entre ellas un factor determinante es la temperatura (Vidal et al., 2012). En la presente investigación donde las condiciones climáticas fueron similares para las dos poblaciones estudiadas, el peso del grano mostró amplia variación. En este caso que este carácter no estuvo influenciado por rangos de temperatura distintos la causa de su variabilidad debió ser genética, pues el peso de 1000 granos es una característica muy estable y con alta heredabilidad (Hernández, 1982). Los cultivares de mayor potencial para aumentar el peso de los granos son los de granos largos y extralargos. Con el incremento del peso de los granos se favorecerá el desarrollo de cultivares de alto rendimiento. Ello requiere del conocimiento de la variabilidad genética existente en las poblaciones. 38.

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Tabla 2. Rendimiento en t/jornada de trabajo y precios en el mercado de cosechadoras marca Claas
Tabla 5. Progenitores que forman la población PIACuba-4
Tabla 7. Progenitores que forman la población PCT-7
Figura 7. Distribución de frecuencias para la longitud del tallo (cm) de las poblaciones  Fuente: el autor
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