Manejo integrado del cultivo del arroz libro digital (1)

Javier Ivan
Javier IvanAuxiliar técnico, gremial, adminitrativo entre otros um ninguna
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Ingenieurwesen

CULTIVO DE ARROZ

Manejo integrado del cultivo del arroz libro digital (1)

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Javier IvanAuxiliar técnico, gremial, adminitrativo entre otros um ninguna
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CULTIVO DE ARROZ

Manejo integrado del cultivo del arroz libro digital (1)

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[1] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DE ARROZ PLANEACION ESTRATEGICA
[2] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Nombre CARGO SECCIONAL Myriam Patricia Guzman Garcia M.Sc. Subgerente Tecnica BOGOTA Elkin Hervey Florez Perdomo M.Sc. Asistente Subgerencia Tecnica BOGOTA Jorge Hernan Beltran Molina Biologo BOGOTA Carolina Isabel Cuellar Cuestas Biologa BOGOTA Natalia Espinosa Bayer I.A. M.Sc. Fitomejoramiento PALMIRA Leidy Andrea Avila Sanchez Biologa M.Sc. Genetica PALMIRA Luis Armando Castilla Lozano I.A. M.Sc. Ph.D. Suelos IBAGUE Nilson Alfonso Ibarra Becerra Ingeniero Agronomo ESPINAL Vivian Ximena Blanco Rodriguez Ingeniero Agronomo VENADILLO Henry Morales Montana Ingeniero Agronomo VENADILLO Jairo De Jesus Chima Coneo VENADILLO John Jairo Ospina Hortua Ingeniero Agronomo VENADILLO Gabriel Alberto Garces Varon I.A. M.Sc. Fisiologia SALDAÑA Johanna Echeverri Rico Ingeniero Agronomo SALDAÑA Jose Omar Ospina Gomez Biologo SALDAÑA Nelson Fernando Amezquita Varon I.A. M.Sc. Fitomejoramiento SALDAÑA Diana Carolina Leiva Cortes Ingeniero Agronomo NEIVA Educardo Arevalo Sierra I.A. Esp. Mercado NEIVA Eliud Garcia Baquero I.A. M.Sc. Fitomejoramiento NEIVA German Antonio Padilla Vergara Ingeniero Agronomo CAMPOALEGRE Sebastian Fernando Rincon Arellano Ingeniero Agronomo VILLAVICENCIO Luis Guillermo Preciado Perez I. Agric. Esp. Suelos y Agua VILLAVICENCIO Astrid Liliana Quevedo Mayorga Ingeniero Agronomo VILLAVICENCIO Olga Lucia Higuera Acosta Ingeniero Agronomo VILLAVICENCIO German Alfredo Leyva Valdes Ingeniero Agronomo VILLAVICENCIO Ricardo Perafan Gomez I.A. M.Sc. Fitomejoramiento VILLAVICENCIO Jose Neftali Luna Santa Ingeniero Agronomo ACACIAS Jorge Andres Ardila Cuevas Ingeniero Agronomo AGUAZUL Juan Carlos Diaz Delgado Ingeniero Agronomo AGUAZUL Felix Antonio Hernandez Leon I.A. M.Sc. Fisiologia GRANADA Francisco Javier Hernandez Guzman Ingeniero Agronomo YOPAL Alfredo Cuevas Medina I.A. M.Sc. Produccion vegetal CUCUTA Baldomero Domingo Puentes Mercado I.A. M.Sc. Malerbologia VALLEDUPAR Jose Heber Medina Rubio I.A. M.Sc. Fisiologia AGUACHICA Enrique Alfredo Saavedra De Castro I.A. Esp. Sanidad Vegetal MONTERIA Cristo Rafael Perez Cordero I.A. M.Sc. Entomologia MONTERIA Shirley Toro Sanchez I.A. M.Sc. Ph.D. Proteccion de cultivos MONTERIA Miguel Ramiro Buelvas Jimenez Ingeniero Agronomo MAGANGUE Patricia De Jesus Lopez Vargas Ingeniero Agronomo CAUCASIA Humberto Angel Gomez I.A. M.Sc. Manejo de Agroquimicos Independiente Federación Nacional de Arroceros, Fedearroz - Fondo Nacional del Arroz ISBN: Producción Editorial PRODUMEDIOS Impreso en Colombia Printed in Colombia PLANEACION ESTRATEGICA
[3] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ PLANEACION ESTRATEGICA ÍNDICE 1.Planeacion estrategica...................................................................................................9 Administracion de fincas................................................................................................................. 9 Caracteristicas de las empresas agropecuarias............................................................................ 10 Funciones de la administración de empresas agropecuarias....................................................... 12 Bibliografia....................................................................................................................................... 22 2. Mejoramiento genético y producción de semilllas en arroz (0ryza sativa l.) ................................................................................................................23 Introduccion..................................................................................................................................... 23 Importancia del cultivo del arroz.................................................................................................... 24 Origen y dispersion del arroz cultivado.......................................................................................... 25 Taxonomía del genero oryza........................................................................................................... 29 Variabilidad genetica y especies relacionadas............................................................................... 31 Mejoramiento genetico de arroz..................................................................................................... 34 Estado actual del mejoramiento.................................................................................................... 40 El genotipo y la herencia biológica................................................................................................. 43 Metodos de mejoramiento utilizados en arroz.............................................................................. 49 Biotecnologia en el cultivo del arroz ............................................................................................. 56 Registro nacional de cultivares...................................................................................................... 74 Produccion de semillas................................................................................................................... 76 Bibliografia....................................................................................................................................... 97 3. Anatomía y morfología de la planta de arroz.................................................................101 Introduccion..................................................................................................................................... 101 Anatomia de las raices.................................................................................................................... 102 Anatomia del tallo........................................................................................................................... 104 Anatomia de la hoja........................................................................................................................ 106 Organos reproductores................................................................................................................... 112 Fases de crecimiento y etapas de desarrollo................................................................................. 114 Densidad de siembra y población de plantas................................................................................. 123 Selección de variedades.................................................................................................................. 125 Establecimiento de cultivo.............................................................................................................. 125 Fotosíntesis..................................................................................................................................... 129 Respiración ..................................................................................................................................... 132
[4] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Transpiración .................................................................................................................................. 133 Ecofisiologia del cultivo del arroz................................................................................................... 134 Mediciones de carácter fisiológico................................................................................................. 144 Bibliografia....................................................................................................................................... 146 4. Interacción clima – planta de arroz:...............................................................................................149 Introduccion..................................................................................................................................... 149 Luminosidad ................................................................................................................................... 150 Temperatura.................................................................................................................................... 157 Precipitación.................................................................................................................................... 161 Épocas de siembra ......................................................................................................................... 164 Bibliografía....................................................................................................................................... 169 5. Manejo integrado de suelos en el cultivo de arroz (oryza sativa l) �173 Introducción..................................................................................................................................... 173 Nutrición y fertilización................................................................................................................... 174 Ambiente-nutrición......................................................................................................................... 178 Demanda nutricional de la planta de arroz.................................................................................... 180 Relación entre nutrimentos............................................................................................................ 188 Manejo físico del suelo.................................................................................................................... 191 Manejo orgánico y biológico del suelo........................................................................................... 198 Biofertilización................................................................................................................................. 205 Manejo químico............................................................................................................................... 207 Recomendación de la fertilizacion.................................................................................................. 210 Nutrientes predisponentes en enfermedades del arroz................................................................ 212 Bibliografia ...................................................................................................................................... 218 6. Manejo de aguas para el cultivo de arroz en condiciones de riego y secano �223 Introduccion..................................................................................................................................... 223 Requerimientos climaticos............................................................................................................. 224 Requerimiento hidricos................................................................................................................... 225 Construccion y mantenimiento de reservorios.............................................................................. 227 La adecuacion de suelos................................................................................................................. 228 PLANEACION ESTRATEGICA
[5] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Levantamiento topográfico............................................................................................................. 231 La preparación del terreno.............................................................................................................. 233 El caballoneo (curvas a nivel)......................................................................................................... 236 Drenajes........................................................................................................................................... 237 Metodología para la instalación de un sistema de riego por curvas a nivel y taipas................... 237 Trazado de curvas en campo.......................................................................................................... 238 Longitud de las franjas................................................................................................................... 241 Calibración y recomendaciones de los equipos ............................................................................ 243 Riego por pivote central.................................................................................................................. 245 Bibliografia....................................................................................................................................... 247 7. Manejo integrado de las malezas en el cultivo del arroz �249 Introduccion..................................................................................................................................... 249 Definiciones..................................................................................................................................... 250 Importancia económica de las malezas......................................................................................... 251 Origen de las malezas..................................................................................................................... 254 Clasificacion de las malezas........................................................................................................... 255 Caraterísticas de las malezas......................................................................................................... 259 El banco de semillas de malezas.................................................................................................... 264 Identificacion de plantulas de malezas........................................................................................... 267 Estrategias en el manejo de malezas ........................................................................................... 269 Los herbicidas................................................................................................................................. 274 Nomenclatura de los herbicidas..................................................................................................... 274 Clasificacion de los herbicidas........................................................................................................ 274 Factores que afectan el desempeño de los herbicidas. Aplicados al suelo ................................ 286 Factores que afectan el desempeño de los herbicidas. Aplicados al follaje............................... 288 Absorcion de los herbicidas............................................................................................................ 288 Caracteristicas de los herbicidas más utilizados en el cultivo de arroz ...................................... 292 Resistencia de las malezas a herbicidas........................................................................................ 302 Bibliografia ...................................................................................................................................... 305 8. Monitoreo y manejo de enfermedades en elcultivo del arroz en colombia �309 Introduccion .................................................................................................................................... 309 Factores que inciden en el desarrollo de las enfermedades del cultivo de arroz......................... 310 PLANEACION ESTRATEGICA
[6] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Agentes causales de enfermedades.............................................................................................. 311 Expresión de las enfermedades en el cultivo ................................................................................ 311 Manejo integrado de enfermedades............................................................................................... 312 Acciones a desarrollar.................................................................................................................... 328 Principales enfermedades del cultivo de arroz.............................................................................. 330 Bibliografía ...................................................................................................................................... 343 9. Manejo integrado de artropodos �345 Introduccion..................................................................................................................................... 345 Insectos fitofagos y daños que causan al cultivo........................................................................... 346 Insectos fitofagos del cultivo del arroz en Colombia..................................................................... 348 El complejo sogata y el virus de la hoja blanca, en el cultivo del arroz en Colombia.................. 353 Relacion insecto-planta-virus ....................................................................................................... 355 Las epidemias de hoja blanca en Colombia................................................................................... 356 Manejo del complejo sogata-hoja blanca ..................................................................................... 357 Manejo integrado de chinches pentatomidos................................................................................ 369 Manejo de la chinche oebalus spp en el cultivo de arroz en Colombia......................................... 370 Manejo integrado de la chinche de la panicula.............................................................................. 375 Bioecologia y manejo de grillos en el cultivo de arroz.................................................................. 385 Acaros fitofagos asociados al cultivo de arroz. Bioecologia y manejo......................................... 396 Manejo integrado de acaros fitofagos............................................................................................ 400 Muestreo y comportamiento del acaro steneotarsonemus spinki ............................................... 407 Control biologico como alternativa para el manejo integrado de insectos fitofagos en arroz........... 415 Metodos de control biologico ........................................................................................................ 417 Agentes de control biologico.......................................................................................................... 417 Control biologico en el cultivo de arroz ......................................................................................... 420 Bioinsumos para el manejo de insectos fitofagosen el cultivo de arroz en Colombia ................ 423 Importancia y diversidad de las arañas en los agroecosistemas:caso del arroz ........................ 428 Papel de las arañas en los arrozales.............................................................................................. 430 Modo y mecanismo de acción de insecticidas: nuevos compuestos y tecnologías .................... 432 Insecticidas biologicos.................................................................................................................... 445 Insecticidas transgenicos................................................................................................................ 446 Bibliografia....................................................................................................................................... 448 10. Manejo y calibracion de equipos de aspersion �463 Tipos de aplicación.......................................................................................................................... 464 PLANEACION ESTRATEGICA
[7] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ 11. Manejo poscosecha del cultivo de arroz en colombia �481 Introduccion..................................................................................................................................... 481 Marco teorico .................................................................................................................................. 482 Prácticas de manejo........................................................................................................................ 482 Calidad culinaria.............................................................................................................................. 483 Perdidas economicas al cosechar en el momento no oportuno................................................... 485 Calibracion de combinadas............................................................................................................. 491 Recomendaciones .......................................................................................................................... 501 Bibliografia....................................................................................................................................... 503 12. El servicio de extension rural en la federacion nacional arrocero �505 Origen del servicio de extensión FNA - ETC.................................................................................. 505 Descripción de las zonas arroceras ............................................................................................... 506 El sistema de extensión rural......................................................................................................... 517 13. Amtec con responsabilidad social arrocera �523 ¿Cuál es mi responsabilidad social como arrocero?..................................................................... 524 Entorno arrocero. Paisaje y medio ambiente................................................................................ 525 Practicas amigables con el medio ambiente................................................................................. 527 Uso de umbrales y niveles para toma de decisiones .................................................................... 532 Conservacion de los recursos suelo agua planta......................................................................... 532 Impacto ambiental en amtec.......................................................................................................... 537 Adopcion masiva de tecnologia “amtec”....................................................................................... 541 Definicion del modelo de transferencia proyecto “amtec”........................................................... 543 Metodologia de implementacion.................................................................................................... 544 Modelo de transferencia de tecnologia ......................................................................................... 550 La competividad se consigue via adopcion de tecnologia ............................................................ 551 Bibliografia....................................................................................................................................... 566 PLANEACION ESTRATEGICA
[8] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ PLANEACION ESTRATEGICA
[9] MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ 1. PLANEACION ESTRATEGICA ADMINISTRACION DE FINCAS Fundamentos de la empresa agropecuaria La administración es un proceso que implica la planeación, la organización, la di-rección, la ejecución, la coordinación y control de las operaciones de una empresa. Administrar es el acto de combinar ideas, procesos, materiales y recursos con las personas que producen o venden bienes y servicios. Por lo anterior es necesario, que la forma y el momento en que combinen los elementos mencionados sea pro-gramado PLANEACION ESTRATEGICA adecuadamente. Asi, el fin de la administración de empresas agropecuarias, es el proceso de toma de decisiones mediante el cual los recursos se distribuyen en un número de alter-nativas, con el propósito de organizar, integrar, dirigir y controlar la empresa, con el fin de alcanzar los planes proyectados (Espinosa, 2003; Guerra, 1992; Govermental Affairs Institute, 1979; y Pallares et al., 2005)
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [10] Registros y sistemas contables Análisis de productividad Análisis de rentabilidad Control financiero y de mercado PLANEACION ESTRATEGICA ADMON. DE EMPRESAS AGROPECUARIAS (integración y coordinación) CONTROL PLANIFICACIÓN Objetivos, políticas, procedimientos Selección de alternativas promisorias Qué producir? (Rel Producto-Producto) Cuánto producir? (Rel Producto-Producto) Cómo producir? (Rel Producto-Producto) ORGANIZACIÓN Dirección Liderazgo y motivación Supervisión Comunicación Estructura organizacional División del trabajo Autoridad Amplitud de control EJECUCIÓN Figura 1. Fundamentos de empresas agropecuarias CARACTERISTICAS DE LAS EMPRESAS AGROPECUARIAS Las empresas agropecuarias se determinan por los recursos que usa en el 1) pro-ceso de producción (Tierra, Mano de Obra, Capital, Conocimiento, Tecnología e In-formación), en 2) la administración (toma de decisiones) que pueda cumplir con los objetivos y fines de la empresa y 3) en el manejo eficiente de los insumos disponi-bles para obtener un producto. De tal forma que combina los insumos en un proceso físico-biológico y de eficiencia económica, bajo condiciones de riesgo e incertidumbre, dando soluciónes a los pro-blemas (todos integrados en lo económico) (Guerra, 1992). Identificar metas y objetivos: La primera función de la administración es identifi-car las metas y objetivos de la empresa (maximización de ingresos, crecimiento de la empresa, mantenimiento de un ingreso estable, etc). Recursos limitados: Se debe establecer (identificar) que recursos se poseen para alcanzar las metas planeadas. Esto es más relevante en empresas en donde los
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ recursos son limitados (área, mano de obra, tecnología, capital limitado, crédito y asistencia técnica). Los problemas más comunes de los administradores es el iden-tificar Usos alternativos: Cuando los recursos limitados se usan en un solo sistema de producción, la administración se hace más fácil. La dificultad radica cuando los re-cursos se puedan usar en diferentes formas para producir diferentes productos a fin de maximizar el ingreso de la empresa (Espinosa, 2003; Guerra, 1992; Govermental Affairs Institute, 1979; y Pallares et al., 2005). [11] los recursos limitantes y la adquisición de recursos adicionales. PROBLEMAS DE LA EMPRESA AGROPECUARIA División del trabajo Trabajo de operación Tiempo de operación Sistema de producción Información PLANEACION ESTRATEGICA PRODUCCIÓN MERCADEO Con que recursos se cuenta ADMINISTRATIVOS FINANCIEROS Tierra Mano de obra Maquinaria y equipo Edificios Dinero Como obtener tierra Organización de la producción: ¿Para qué se quieren los fondos? ¿Dónde se adquirirían y como se pagaran? Compra Arrendamiento Otras Organización de la producción Empresa especializada Empresa mixta Procesos de producción. Programas de gobierno ¿Qué escala de producción utilizar? ¿Qué equipos se usarán? ¿Qué tecnología aplicar? ¿Qué comprar? ¿Qué vender? Gran Intermedia Pequeña Plan de la finca y presupuesto total Fuentes Intereses, plazos Tamaño Especializado Propiedad Arrendamiento Uso intensivo cápita Uso intensivo mano de obra Combinación de ambas Cuándo, dónde A quién y cómo Figura 2. Problemas en las empresas agrícolas
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Los objetivos de la administración de empresas agropecuarias son: • Guiar la empresa en el mejor uso de los recursos en la producción. • Proporcionar un adecuado análisis sobre la eficiencia de la producción y su im-portancia Para la buena orientación de los procesos administrativos, es necesario integrar las diferentes disciplinas, como: • Informática y ciencias de la computación. • Contabilidad. • Teoría económica. • Principios financieros • Ciencias biológicas • Antropología, Sociología y Psicología. • Ciencias políticas y legislación agraria. • Matemáticas y Estadística. • Tecnología agropecuaria. FUNCIONES DE LA ADMINISTRACIÓN DE EMPRESAS AGROPECUARIAS Planificación Esta es usada para establecer los actos futuros que permitirán alcanzar los resul-tados identificación y definiciones de los problemas y la identificación de las soluciones alternativas (Guerra, 1992; Pallares et al., 2005) Organización Se entiende como la agrupación de varias unidades administrativas para llevar a cabo las tareas establecidas, bajo un ambiente laboral adecuado. [12] a nivel local, nacional o internacional. esperados, para tal fin, se evalúa permanentemente toda la información den-tro y fuera del sistema que permite identificar nuevos problemas. Esto implica la PLANEACION ESTRATEGICA
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [13] PLANEACION ESTRATEGICA Ejecución Poner en operación los planes establecidos. Control Vigilar los resultados obtenidos con los planeados, para así, realizar los ajustes ne-cesarios para el logro de los objetivos trazados. ADMINISTRACIÓN DE EMPRESAS PLANIFICACIÓN ORGANIZACIÓN EJECUCIÓN CONTROL Identificación y definición del problema ¿Qué, Cuanto y Como producir? Diseñar políticas, medios y procedimientos Señalar soluciones alternativas Distribución del trabajo Definición de autoridad Estructura de autoridad Tipo de empresa Acción de los planes seleccionados Contratación de personal Dirigir la ejecución de las tareas Motivación Comunicación Seguimiento a planes y tareas Medición del desempeño Ajustes Figura 3. Funciones en la administración de empresas agrícolas PLANEACIÓN O PLANIFICACIÓN ESTRATÉGICA O VISIÓN ESTRATÉGICA DEL FUTURO La función de la técnica administrativa consiste en pensar, juzgar y toma de deci-siones, las cuales deben estar soportadas bajo un esquema de planeación, que para los efectos de esta presentación la llamaremos “Planeación Estratégica” y debe en-focarse en una estrategia previamente definida.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ ¿Cuál es la importancia de la Planeación? • Propicia el desarrollo de la empresa. • Reduce al máximo los riesgos. • Maximiza el aprovechamiento de los recursos y tiempo (Pallares et al., 2005). La estrategia es un conjunto de acciones que se ejecutan para alcanzar un objetivo o meta determinada. Así, se debe planear qué acciones se realizaran de manera tal que se logren los cometidos. Por lo tanto, uno de los primeros pasos de la Planeación Estratégica es la de deter-minar planear estratégicamente las acciones para alcanzarlos. La planeación estratégica sólo la puede realizar cada empresa que conoce pro-fundamente mundo aparte que requiere de planes y estrategias específicas (Espinosa, 2003; y Guerra, 1992). La planeación supone la necesidad de anticipar el futuro, anticipar los riesgos, los beneficios, las oportunidades, las debilidades, para con base a ellos fijar un plan para actuar en función de lo proyectado y así aprovechar al máximo las oportunidades detectadas y evitar los riesgos, o por lo menos mitigar mitigarlos. En el proceso de planificación agrícola hay que considerar tres momentos: • El análisis de lo regional y macroeconómico. • La planeación física • La planeación económica Es importante tener presente que en la planeación estratégica nada es generali-zable. 1992). [14] los objetivos, metas, alcance y fines de las empresas o agricultores y luego su estructura, su cultura, sus capacidades, sus debilidades, sus am-biciones, objetivos y su visión, puesto que cada empresa es un caso particular, un Nada se puede copiar e implementar sin antes hacer un estudio y adapta-ción acorde al medio en que se requiere implementar (Espinosa, 2003; y Guerra, PLANEACION ESTRATEGICA
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [15] Tabla 1. Etapas de la adminstracion de empresas y sus actividades PLANEACION ESTRATEGICA (Tomado de Guerra, 1992). PLANIFICACIÓN ORGANIZACIÓN EJECUCIÓN CONTROL Identificar y definir Dividir el trabajo en objetivos y metas. tareas cooperativas. Dirección de las acti-vidades. Implementar sistema para medir el desem-peño de producción, mercadeo y finanzas. Estimar los precios de productos e insumos futuros. Tareas operativas en puestos operativos. Adquirir y adminis-trar las propiedades Sistema adecuado de contabilidad para producción, mercadeo y finanzas. Determinar las condi-ciones en que operara la empresa agrope-cuaria. Posiciones operativas en unidades relacio-nadas y administra-bles. Contratar y capacitar mano de obra. Comparar los resul-tados con la planifica-ción. Desarrollar un plan de largo plazo y para el periodo de producción. Definir funciones y requisitos de puestos. Adquirir y adminis-trar maquinaria y equipo. Identificar las acciones correctivas. Establecer políticas, procedimientos y mé-todos para las metas. Delegación de auto-ridad. Consecución de capital y compra de equipos. Informar las acciones correctivas para ejecu-ción. Establecer comporta-mientos de la pro-ducción, mercadeo y finanzas. Instalaciones adecua-das. Cronograma de tareas. Ajustar el plan de acuerdo a los resulta-dos de control. Anticipar problemas futuros y desarrollar planes de contingencia. Revisión de la organi-zación por resultados. Comunicación con las personas in-ternas y externas que participan en la producción. Modificar los planes de acuerdo a los re-sultados. Revizar la ejecución de acuerdo a los re-sultados del control.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ La planeación nos permite tomar decisiones ante las preguntas que se presentan como: • ¿Qué hacer? • ¿Cuándo? • ¿Con quién? • ¿Cómo hacerlo? La planeación a largo plazo es la primera que se lleva a cabo, puede ser por un tiem-po en función de la primera. Etapas básicas de la Planeación Estratégica • Misión de la empresa • Políticas • Objetivos • Análisis de la situación • Estrategia de la empresa • Toma de decisiones (Espinosa, 2003; y Guerra, 1992). Ejemplo: [16] de hasta cinco años y luego es seguida por la planeación a corto plazo, la cual va PREGUNTAS FUNCIÓN PLANEACION ESTRATEGICA ADMINISTRATIVA RESULTADOS Que se quiere hacer? Que se va a hacer? Que acciones deben tomarse Como se va a hacer? Cuando se va a hacer? Planeación Estudio del medio ambiente Establecer objetivos Establecer la misión Pronosticar el futuro Determinar los recursos necesarios En las empresas agrícolas se debe desarrollar diferentes planes estratégicos, de-pendiendo de las áreas que funcionan. Por ejemplo se tiene un Plan Estratégico para la empresa y a su vez planes estratégicos para las áreas como producción, mercadeo, finanzas y personal (Espinosa, 2003; Guerra, 1992; Govermental Affairs Institute, 1979).
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [17] PLANEACION ESTRATEGICA PROCESOS PARA LA PLANEACIÓN ESTRATÉGICA MISIÓN Ambiente de la empresa Competitividad de la empresa Clientela de la empresa POLÍTICA OBJETIVOS PERMANENTES Competitividad Rentabilidad Eficiencia Factibilidad ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN DE LA EMPRESA Interna: Externa: Debilidades Oportunidades Fortalezas Amenazas ESTRATEGIA DE LA EMPRESA Penetración de mercados Desarrollo de mercados Desarrollo de nuevos productos Diversificación PLANES ESTRATÉGICOS DE LAS ÁREAS Producción Comercialización Finanzas Personal Físico Biológico Social Cultural Institucional Tecnológico PLANES ESTRATÉGICOS DE LA EMPRESA Figura 4. Procesos para la planeación estratégica.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [18] PLANEACION ESTRATEGICA PLANEACIÓN ESTRATÉGICA MISIÓN DE LA EMPRESA, POLÍTICAS DE LA EMPRESA, OBJETIVOS DE LA EMPRESA, ANÁLISIS DE LA EMPRESA, ESTRATEGIA DE LA EMPRESA Gerencia Administrativa Gerencia Operativa Desarrolla objetivos y estrategias para divisiones y departamentos Desarrolla programas, proyectos y presupuesto para divisiones y departamentos Ejecuta programas y proyectos Mide y evalúa resultados Figura 5. Ejemplo de áreas basicas o gerencias en la administración de empresas. En el proceso de planeación estratégica se deben considerar tres momentos: 1. Análisis de Problemática Regional y Macroeconómica El objetivo de esta etapa es identificar los factores externos a la finca, generalmente fuera del control del agricultor, que son determinantes para el éxito del cultivo: • Medidas políticas del Gobierno al cultivo. • Precios nacionales e internacionales. • Pronostico climático. • Situación de abastecimiento nacional y posibilidad de importaciones • Estado de la infraestructura vial, de riego, de almacenamiento, de servicios, etc. • Situación del mercado regional de mano de obra, insumos y del arroz. Seguridad para administrar y operar (Espinosa, 2003; Guerra, 1992; Govermental Affairs Institute, 1979, Pallares et al., 2005 2. Planificación física El arroz es un cultivo de ciclo muy corto cuyas principales labores deben realizarse en los primeros 45 dias para asegurar su éxito. El objetivo de la planificación física es precisar el tipo de labores, la época, tecnología y forma como se harán. • Estado de instalaciones, obras y maquinaria y sus necesidades de mantenimiento. • Análisis de la cosecha anterior. Resultados técnicos y económicos, proble-mas sanitarios.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ [19] • Estado físico y químico del suelo. • Evaluación del banco de semillas. • Tipo de labranza y equipos más pertinentes. • Variedad que sembrará. Disponibilidad y calidad de la semilla. • Plan de fertilización según la variedad: dosis, fraccionamientos. • Plan de manejo de malezas: Tipo de control: cultural, químico; Momentos de PLANEACION ESTRATEGICA control: Quema, PSI, pre, post. • Manejo sanitario: Desinfección de semilla, densidad de siembra, manejo inte-grado, evaluación de daño, etc. 3. Planificación económica Tiene como objetivo prever la cuantía y oportunidad de los recursos para financiar el proyecto. Esta etapa casi que es simultánea con la planificación física pero por razo-nes metodológicas se separan. En el arroz es muy importante porque la mayoría de las inversiones se hacen en los primeros 45 días. 4. Criterios básicos para valorar El primer paso en la evaluación de los costos es evaluar los servicios prestados por los recursos propios del agricultor: tierra, trabajo y capital Tierra. Esta valoración es difícil debido a que los mercados de tierra son poco con-fiables. Las tasas de arrendamiento no necesariamente están vinculadas con el pre-cio de la tierra o su productividad marginal. La tierra es una fuente de poder político, una reserva de riqueza y su uso en agricultura no necesariamente es un costo. En el mercado de arrendamiento establece un costo de oportunidad por cuanto se puede mantener la propiedad junto con el servicio de reposición de riqueza. A la tierra se le debe imputar un costo financiero igual al ingreso sacrificado del usuario o el valor que podría obtener arrendando su tierra. Trabajo. Para el pequeño productor, el trabajo representa una reserva de valor. Asignar un valor al trabajo familiar es importante para establecer la asignación re-sidual que recibe la dirección y la capacidad empresarial. Capital. Hay que distinguir entre capital fijo (bienes duraderos como máquinas, equipos, estructuras) y capital circulante (efectivo, inventario de bienes para la ven-ta, materia prima, insumos).
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Se puede dividir entre bienes duraderos que sobreviven al proyecto (capital fijo) y bienes consumidos en el proyecto El capital fijo se puede dividir en componentes producidos en la explotación (mejo-ras, tienen un costo de oportunidad en el mercado de arrendamiento. COSTOS DE PRODUCCIÓN Son el valor en términos monetarios de todos los insumos de producción • El precio de los insumos que entran por completo en el proceso (fertilizantes, agua) • El precio de servicio de los factores que sirven al proceso de producción: tracto-res, • El precio calculado de los servicios de producción: mano de obra, gastos generales Los costos se clasifican en dos: Costos fijos. No varían cuando hay un cambio en el nivel de producción: adminis-tración, Costos variables. Varían cuando hay un cambio en la magnitud de la producción: fertilizantes, agroquímicos, mano de obra. Los costos variables son los que es-tán de producción. Costo marginal. El costo marginal se define como la variación en el costo total, ante el aumento de una unidad en la cantidad producida, es decir, es el costo de pro-ducir del costo total respecto a la cantidad: [20] canales cercas y componentes adquiridos (máquinas, animales), éstos últimos, edificios mantenimiento de instalaciones, amortizaciones. bajo el control del productor, siendo estos los que determinan el nivel óptimo una unidad adicional. Matemáticamente se expresa como la derivada parcial Costo Marginal = ∂ Costo Total / ∂Cantidad PLANEACION ESTRATEGICA CMg = ∂CT / ∂Q El costo marginal es un concepto fundamental en la teoría microeconómica, debido a que se utiliza para determinar la cantidad de producción de las empresas y los pre-
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ cios de los productos. Este costo depende de la tecnología utilizada en la producción y de los precios de los insumos. El punto óptimo de la producción es cuando los costos marginales son iguales a los beneficios marginales. Se debe continuar produciendo siempre que el valor de la producción sea mayor que los costos variables es decir siempre que haya un exce-dente bruto. Al calcular la rentabilidad en el corto plazo no se deben considerar los [21] PLANEACION ESTRATEGICA costos fijos. Hay que cuidar que los costos fijos de la finca tengan siempre correlación con la producción. El nivel óptimo de producción es cuando los costos marginales sean iguales a las entradas marginales y no cuando el costo por unidad de producción sea el mínimo.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ BIBLIOGRAFIA Espinosa, M. 2003. Curso de planificación y administración de fincas. Escuela Inter-nacional Guerra, G. 1992. Manual de administración de empresas agropecuarias. Intituto Govermental Affairs Institute. 1979. Administración agrícola. Libro de consulta Pallares, Z., Romero, D. y Herrera, M. 2005. Hacer empresa un reto. Fondo Edito-rial [22] de Agricultura y Ganaderia. Nicaragua Interamericano de Cooperacion para la Agricultura (IICA). San Jose, Costa Rica. para el desarrollo. Politicas: Prioridades y estrategias. Vol. 2. Washington. Nueva Empresa. Cuarta Edicion. Bogota. PLANEACION ESTRATEGICA
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ El arroz, el maíz y el trigo constituyen los cultivos más importantes a nivel mundial ya que sustentan la base para la seguridad alimentaria de la humanidad. De acuerdo a la División de Investigaciones Económicas de FEDEARROZ, en Colom-bia, el arroz se cultiva a lo largo de 211 municipios, bajo los más diversos ambientes Dada esta importancia, la genética y el fitomejoramiento juegan un papel importan-te en la obtención de nuevos materiales genéticos que sustenten la alimentación de Colombia, los cuales debe ser competitivos, y adaptados a los diferentes ambientes y a las tecnologías de produccion modernas. [23] 2. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ (0ryza sativa L.) INTRODUCCION y sistemas de siembra, es sustento para más de 28.000 familias productoras. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Mejoradores de gran experiencia, como Peter Jennings han citado en diversos do-cumentosen las interacciones, el mejoramiento convencional y el desarrollo de herramientas bio-tecnológicas, híbridos, que puedan incrementar la eficiencia de productiva. En los últimos años en el sector arrocero, han surgido numerosos programas de me-joramiento de índole regional y transnacional, que se han sumado a la tarea de ofrecer al productor arrocero alternativas genéticas para incrementar el rendimiento y eficiencia del cultivo. IMPORTANCIA DEL CULTIVO DEL ARROZ El arroz Oryza sp., es uno de los cultivos con mayor importancia a nivel mundial, es el cereal que más se consume en el mundo después del trigo. Todos los continentes del planeta producen arroz, incluyendo Asia, América del Norte y Sur, Unión Euro-pea, tropicales hasta las alturas de 2400 m sobre el nivel del mar. Su producción se ex-tiende de la población mundial proporcionando el 27% de la energía alimentaria y el 20% de las proteínas. De todos los cereales existentes o conocidos, es el arroz, el que ofrece la posibilidad de llenar más rápidamente un déficit de producción agrícola para la alimentación del hombre (Chandler, 1984; FAO 2004a, FAO 2004b, Gramene 2006). El cultivo se concentra en Asia, que representa aproximadamente el 90 por ciento de la producción y el consumo mundial, siendo China y la India las responsables de casi la mitad de la producción mundial (FAO, 2003). Las características particulares del producto y los diferentes grados de protección aplicados en los diversos países han dado lugar a un mercado internacional del arroz segmentado. Siendo los dos los tipos más importantes: 1. El Indica. De grano largo, representa alrededor del 75 por ciento del comercio [24] los cuales manifiestan como el conocimiento de la planta, su evolución, son importantes para ofrecer alternativas en semillas de variedades e genético, dado a través de instituciones gremiales y de empresas privadas Oceanía y Centro-este de África con excepción de la Antartida; se siembra des-de el Ecuador hasta latitudes de 53° norte (en China) y 35° a 40° sur, y en regiones a más de 100 países y se constituye en la base alimenticia de más de la mitad total y está sujeto a aranceles relativamente bajos. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Colombia, hace parte de los países que producen más de 1 millón de toneladas de arroz al año, se cultiva en 211 municipios, con cerca de 28.000 productores con vinculación directa al cultivo y con aproximadamente 2 milllones de personas que de forma indirecta obtienen ingresos del cultivo y procesamiento industrial (FEDEARROZ, 2009). Tabla N° 1: Producción y rendimiento del arroz a nivel mundial, Fuente: FAO, 2001 Del género Oryza, la especie Oryza sativa es la de mayor importancia económica, ya que es cultivada ampliamente en todo el mundo. La otra especie cultivada, O. [25] 2. El Japónica,. De grano mediano, que representa el 12 por ciento del mercado mundial, al cual se aplican niveles de protección más altos. 3. Los Aromáticos (Basmati y Hom Mali), y un pequeño porcentaje al arroz gluti-noso, cuyos aranceles tienden ser más bajos que los del Japónica (IRRI, 2013). PRODUCCIÓN A NIVEL MUNDIAL País Producción ™ Rendimiento (kg/Ha) Mundo 592.873.253 3.864 China 190.389.160 6.241 India 135.000.000 3.027 Indonesia 51.000.000 4.426 Vietnam 32.000.000 4.183 Bangladesh 29.856.944 2.852 Thailandia 23.402.900 2.340 Myanmar 20.000.000 3.333 Japón 11.750.000 6.528 Brasil 10.940.500 3.010 Filipinas 12.500.000 3.205 U.S.A 8.692.800 6.963 República de Corea 7.270.500 6.880 Colombia 2.100.000 4.773 Perú 1.664.700 5.549 ORIGEN Y DISPERSION DEL ARROZ CULTIVADO MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ glaberrima, se cultiva solamente en el oeste de los países africanos (Vaughan et al., 2005). Los diferentes estudios que se han realizado sobre estas 2 especies divergentes, han identificado claras diferencias morfológicas adicional a las diferencias filogené-ticas corta, 0,40 cm y 2,09 cm, respectivamente. Además de tener aspecto rudimentario y fuerte, O. glaberrima también presenta menor número de ramificaciones secun-darias precoz) (Gurdev S., Khush, 1997). Se establece que el centro de origen del arroz cultivado, se encuentra en los países de India, China, Tailandia y países Indochinos. Estudios desarrollados, consideraron imposible confinar el origen del arroz, en un sitio en particular. Considerando varias hipótesis como la del origen en la India, China, regiones montañosas del sureste de Asia y la hipótesis de los diversos orígenes propuestos por Morinaga en 1955, citado por Matsuo, 1997. La distribución del arroz ocurrio desde los centros de origen a varios lugares de Asia y sitios más lejanos, se dio probablemente durante la era antes de Cristo. Debido a las rutas de dispersión y a los crecimientos poblaciónales, se ocasionaron cambios en la apariencia y calidad del grano por efecto de la domesticación y preferencias de las mismas poblaciones y su evolución a través del tiempo (Oryzabase, 2006). Las diferentes formas de paddy, clasificadas por Matsuo (1952), a, b y c, corres-ponden tierras bajas o sus afines, 2) Tipo largo (grano grande) japónica de tierras altas y 3) Tipo delgado (grano largo) de tipo Indica o sus afines. Según resultados de las pruebas sobre las formas de grano en ladrillos de adobe, en el siglo X, tipos de grano corto y largos fueron predominantes en el interior de la península indochina, incluyendo Burma, mientras que de tipo delgado se encontró en las zonas panta-nosas De acuerdo a Chang (1975), postula que el área de origen se extiende desde el rio Ganges, Bruma, la península indochina y el sur de China, y la región montañosa de Watabe, y que solo el tipo Indica migro del sur a regiones del oeste de la India. Dos rutas son postuladas para la migración Japónica, en las tierras del rio Yangtzé, la [26] entre las especies cultivadas el género Oryza. Las diferentes formas de O. gla-berrima pueden ser diferenciadas de las asiáticas, entre otras, por presentar lígula en la panícula y las plantas mueren después de la maduración (senescencia a tipo redondo (grano corto), que conforma el arroz de 1) Tipo Japónica de de la costa. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ primera de la parte sur a la base central del rio y la segunda al sur de China. Por el norte a través de la cuenca del rio Huanghe. Durante los siglos 11 al 15, el tipo de grano corto fue el predominante en las zonas del interior, seguido del tipo largo. La frecuencia de la aparición del tipo de arroz largo, en las planicies centrales de Tailandia era baja. Entre los siglos 13 y 14 el tipo delgado se incrementó. En los siglos 16 al 18 desaparece el tipo largo y el tipo delgado se ve fortalecido en las tierras del interior de Tailandia. Con el pasar de los años, el tipo delgado (Indica), se convirtió en el grupo predomínate en las planicies del sureste Asiático. Se estima que este arroz tipo indica fue llevado a la península de indochina desde las zonas del delta del Ganges. El arroz tipo javánica, probable-mente, se desplazó a lo largo de las islas, hasta alcanzar las Filipinas y Taiwán en dirección norte. Morinaga (1969), y otros, identificaron el arroz tipo javánica en va-riedades Por la poca literatura, es difícil conocer la distribución del arroz tipo indica hasta el oeste medio de Europa, Strabo, un geólogo griego, describe que el arroz crecía en Bactria, Babilonia, Susa y la baja Siria, alrededor de 2000 años atrás. Reinhardt (1911) y otros, Togari y Kan (1956) reportan que el arroz ha sido cultivado en países Babilónicos cerca del Tigris y el Éufrates en el siglo quinto antes de Cristo, desde donde se extendió a Siria, Asia menor y tierras irrigables de la península de Arabia. Figura 1. Rutas de dispersión del arroz cultivado, Adaptado de Origen evolución y diversidad del arroz, Acevedo 2006 [27] locales de las islas de Okinawa. Garris, Amanda J, et al., 2005 P.O.S. COLOMBIA 320 A.C. 3000 A.C. 1000 A.C. 900 A.C. 100 A.C. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ En el este de África, el arroz fue introducido por los malayos desde la India en la era antes de Cristo, en el norte el arroz fue introducido durante los siglos 6 y 7 de Siria y Egipto, y a Marruecos en la invasión de los árabes. En norte América, el arroz fue introducido a Carolina del norte desde Madagascar en 1660 por Neerlandeses, en Luisiana, en 1718, introducido por españoles y portu-gueses Suramérica, en el siglo XVI españoles y portugueses introducen el arroz. Proceso de domesticación del arroz cultivado El proceso de domesticación del arroz cultivado, no ha sido claramente estableci-do. considerando que la domesticación del arroz ocurrió en la India. Además esta teoría está basada sobre el reconocimiento de la gran variabilidad genética, así como la estrecha relación ecológica entre las especies silvestres y cultivadas observadas en la India. Morishima, 1984. Ho (1969), propone la posibilidad que la domesticación probablemente ocurrió en China, basado en evidencias arqueológicas e históricas las cuales apoyan esta teo-ría, Estudios sobre el origen y la domesticación del arroz, señalan a la región del Hi-malaya la especie O. sativa. Esto, apoyado por la presencia y conservación de la variación genética existente en la zona, debido a la diseminación de cruzamientos y al aisla-miento Oka (1988) y OECD (1999), señalan que como producto de la domesticación, O. sati-va ha desarrollado muchos tipos o variedades que permiten su adaptación a amplias condiciones ambientales, tales como: (a) climas tropicales o templados (desde lati-tud (110 países, desde el nivel del mar hasta 3.000 m de altitud) y (c) baja o alta depen-dencia Morishima (1984), describe como principal cambio debido a la domesticación del arroz, la disminución del desgrane de la panícula, facilitando la cosecha. En la tabla 2 se describen algunos cambios debidos a la domesticación del arroz. [28] y en California inmigrantes Japoneses introducen el arroz en el siglo XX. En Vavilov en 1926 y 1951 sugiere la teoría de los “Centros Dominantes de Genes”, indicando que el cultivo de arroz ocurrió en China 1000 años antes que en la India. y suroeste de la China, como Centros de Diversificación y Domesticación de de las condiciones ambientales. de 35° sur en la Argentina a 50° norte en la China); (b) diferentes tipos de suelo de lámina de agua durante el ciclo de cultivo. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ De acuerdo a su clasificación taxonómica, el arroz es descrito, como especies clasi-ficadas Reino: Plantae Subreino: Tracheobionta División: Magnoliophyta Clase: Liliopsida Subclase: Commelinidae Orden: Poales Familia: Poaceae Subfamilia: Bambusoideae Tribu: Oryzeae Genero Oryza. Especie Oryza sativa L. Al género Oryza pertenecen más de 20 especies, y solo dos de estas, son cultivadas; las demás, son especies silvestres de crecimiento natural en pantanos y tierras semi húmedas del sureste de Asia, África, centro y Suramérica. [29] Tabla 2. Cambios ocurridos durante el proceso de domesticación del arroz, Adapta-do de Origen evolución y diversidad del arroz, Acevedo 2006. CARÁCTER SILVESTRE CULTIVADA Desgrane de la panícula Alto desgrane Desgrane disminuido Número de hojas Menor número de hojas Aumento en el numero Panículas por planta Pocas panículas por planta Aumento en el numero Tamaño de Panícula Panículas pequeñas Aumento en el tamaño Capacidad de macollamiento Baja capacidad Alto macollamiento Peso del grano Bajo peso de grano Aumento en el peso de grano Aristas Aristas largas y gruesas Disminución en tamaño y grosor Dormancia de la semilla Latencia prolongada Disminución en el tiempo de latencia Alogamia Parcial mente alogamos Prevalentemente autógama Habilidad de flotación Gran habilidad de flotación Poca habilidad de flotación TAXONOMÍA DEL GENERO Oryza en el grupo de Oryza sativa, que pertenece a: Bioversity, 2010 MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ En la actualidad, 24 especies son incluidas en el género Oryza. De estas especies, Asiáti-cas a las especies cultivadas. De acuerdo con Chang (1976), los ancestros de las especies cultivadas O. sativa puede ser originada de O. nivara asiática perenne, en tanto que O. glaberrima, puede ser originada de africana perenne, vía O. breviligulata (Tabla 3). [30] perennis (perenne) y O. nivara (anual), conocida como O. rufipogon y africanas peren-nis, (perenne) y O. brevigulata (anual), conocida como O. barthii, son especies cercanas Tabla 3. Clasificación taxonómica, distribución geográfica y tipo de genoma del arroz adaptado de Origen evolución y diversidad del arroz, Acevedo 2006. ESPECIES ORYZA TIPO DE GENOMA ÁFRICA CENTRAL O SUR DE AMÉRICA ASIA OCEANÍA Complejo O. sativa O. sativa AA Ѳ Ѳ Ѳ Ѳ O. glaverrima AA Ѳ O. barthii AA Ѳ O. Glumaepatula AA Ѳ O. longistaminata AA Ѳ O. meridionalis AA Ѳ O. nivara AA Ѳ O. rufipogon AA Ѳ Ѳ Ѳ Complejo O. officinalis. O. punctata BB, BBCC Ѳ O. malampuzhaensis BBCC Ѳ O. minuta BBCC Ѳ Ѳ O. eichingeri CC Ѳ Ѳ O. officinalis CC Ѳ O. rhizomatis CC Ѳ Ѳ O. alta CCDD Ѳ O. grandiglumis CCDD Ѳ O. latifolia CCDD Ѳ O. australiensis EE Ѳ O. brachyantha FF Ѳ Complejo O. granulata O. granulata GG Ѳ O. meyeriana GG Ѳ Complejo O. ridleyi O. longiglumis HHJJ Ѳ O. ridleyi HHJJ Ѳ Ѳ O. schlechteri ?? Ѳ MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ El número y nombre de las especies correspondientes al género Oryza difiere entre los distintos investigadores, desde Linneo en 1753 hasta Lu en 2004. Una de las mayores contribuciones a la clasificación del arroz fue dada por Rosche-vicz en 1931, al proponer la base para los siguientes estudios taxonómicos de género Oryza. En este estudio incluyó 19 especies de este género y los dividió en cuatro secciones (Sativa, Granulata, Coartata y Rhynchoryza). Chevalier en 1932 clasificó el género Oryza dentro de cuatros secciones (Euoryza, Padia, Schero-phyllum y Rhynchoryza) y 23 especies. Ghose, Ghatge y Subrahmanyan en 1956, dividen el género Oryza en tres secciones (Sativa, Officinalis y Gramulata) y 21 especies, todos citados por Watanabe (1997). Por su parte, Morishima y Oka (1960), calcularon el coeficiente de correlación de 42 caracteres y 16 especies del género Oryza, concluyendo que la sección Sativa propuesta por Roschericz en 1931, puede ser subdividida en tres subsecciones (Sativa, Officinalis y Aus-traliensis). Más recientemente, Tateoka (1964) dividió el género en cinco secciones (Latifó-lia, Sativa, Glaberrima, Rdleyi y Meyesiana). Sharma y Shastry (1971) citado por Watanabe (1997), dividen el género Oryza en tres secciones (Padia, Angustifo-lia y Oryza), estableciendo dos y hasta tres series dentro de cada sección y 28 especies. Sharma (1986) estudió estas secciones del género Oryza y concluye que la sección Padia está representada por especies del sureste de Asia, siendo plantas pequeñas, perennes, creciendo en ambientes sombreados y adaptadas a suelos bien drenados, semillas sin aristas de tamaño medio, ejemplo (O. schle-chteri, O. meyeriana, O. ridleyi). La sección Angustifolia está representada por especies del grupo de África, adaptadas a ambientes abiertos, plantas perennes y anuales que crecen en lugares pantanosos, ejemplo (O. perrieri, O. brachyan-tha, [31] VARIABILIDAD GENETICA Y ESPECIES RELACIONADAS MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ O. angustifólia). Entretanto, la sección Oryza está distribuida en los trópicos, plantas altas, adapta-das a condiciones de alta humedad y en ambientes abiertos, ejemplo (O. latifólia, O. australiensis y O. sativa). Los mismos autores estudiaron los principales caracteres del género Oryza, los cuales están resumidas en la tabla 4. Este estudio indica que la
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ sección Padia parece ser más primitiva, mientras Oryza ocupa la posición avanzada. Las especies en secciones o complejos diferentes. Los estudios de filogenia y sistemática, realizados por Oliveira (2004) sobre el género Oryza, permitió sugerir un nuevo arreglo de este género, como sigue, tres secciones: Granulata (2 especies), Ridleyi (2 subsecciones y 5 especies) y Euoryza (2 subsecciones Australiensis Y Officinalis), esta última con cuatro se-ries los más usados en los estudios actuales de taxonomía, debido a su consistencia en la literatura, los complejos más estudiados son O. sativa y O. officinalis. La especie O. sativa presenta mayor diversidad genética encontrándose hasta tres sub-especies, las cuales son clasificadas basada en su ecología y morfolo-gía de las especies silvestres ancestrales pueden haber llevado a diferentes tipos de evolución de las formas cultivadas. La sub-especie Indica está distribuida en los trópicos y subtrópicos, la Javánica se cultiva en Indonesia, siendo también conocida como Japónica tropical, mientras que la Japónica, se encuentra distri-buida caracteres entre esos tipos. Katayama (1997) evaluó diferentes especies silvestres y cultivadas, muestrea-das [32] Tabla 4. Principales caracteres primitivos y avanzados del género Oryza, adaptado de Origen evolución y diversidad del arroz, Acevedo 2006 CARACTERES PRIMITIVOS AVANZADO Panícula Terminación Muchos raquis En racimos Panícula Ramificación Abundantes Pobres Aspecto de la lema y la palea Suaves Ásperas Arista Larga Corta Hábito de Crecimiento Perenne Anual y 19 especies. Las especies del género Oryza presentadas en la tabla 4, son en: Indica, Japónicas y Javánicas; mientras que en O. glaberrima, tal tenden-cia no fue encontrada. Esto puede sugerir que diferencias en el sistema genético en zonas no tropicales (templadas), sin embargo, existe sobre posición de en varios países (India, Sri Lanka, Indonesia, China, Corea y Tailandia). Cinco MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ características fueron empleadas para la clasificación, las cuales se muestran en la tabla 5. [33] Tabla 5. Diferencias de las subespecies Indica y Japónica, adaptado de Origen evolución y diversidad del arroz (Acevedo, 2006). CARACTERES INDICA JAPÓNICA Forma y color de la hoja Larga y verde clara Estrecha y verde oscura Angulo de la hoja bandera Agudo Abierto Forma del grano Largo y fino Intermedio y redondo Arista Fina y corta Gruesa y larga MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ Distribución geográfica Sur de China, India, Taiwán y Sri Lanka Japón, Corea y Norte de China. Disponibilidad y bancos de germoplasma Según Jennings, 1981, el principal factor individual que facilita el mejoramiento del arroz es la extraordinaria diversidad varietal que se encuentra en Oryza sativa y sus especies cercanas. La amplia variabilidad es la piedra angular del éxito de los pro-gramas de mejoramiento varietal. El IRRI mantiene aproximadamente 110.000 introducciones varietales y continúa recolectando nuevas introducciones en aéreas geográficas de interés especial. Un catalogo de descripciones de campo y laboratorio de muchas de las introducciones está disponible para todos los investigadores de arroz. Sin embargo, pocos progra-mas pueden o deberían mantener incluso un pequeño porcentaje de las variedades recolectadas debido a las enormes dificultades que esto representa. Afortunada-mente, los fitomejoradores de todo el mundo que necesitan semilla con caracterís-ticas específicas pueden consultar el catalogo y solicitarlas al IRRI. Los enlaces internacionales que se han desarrollado entre los programas constitu-yen otra importante ayuda para el mejoramiento de arroz, como el de los centros internacionales, en Colombia el CIAT, con alrededor de 7000 entradas, posee una colección relacionada con el banco mundial de germoplasma de arroz y la Federa-ción Nacional de Arroceros que conserva cerca de 5000 accesiones.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ MEJORAMIENTO GENETICO DE ARROZ Objetivos del mejoramiento del arroz Los sistemas de mejora varietal mediante la selección de los mejores genotipos con las características necesarias, son similares a los utilizados en otras especies vege-tales; el tiempo, con técnicas establecidas en áreas de estudio definidas. Las variedades de arroz cultivadas han ido variando en los últimos años, mediante una gradual renovación de las más antiguas, en función de las mejores caracterís-ticas ofrecen mejores rendimientos, una mayor resistencia a plagas y enfermedades, al-tura mayor producción, en búsqueda de una mayor adaptación a la variabilidad climática y la interacción genotipo por ambiente. El desarrollo de variedades más productivas para utilizarlas a nivel de finca es el ob-jetivo Todo lo demás es secundario o respalda este objetivo. El éxito de un científico en desarrollar variedades mejoradas de arroz es directamente proporcional a su habi-lidad correctamente sus metas y actividades. La gran diversidad de problemas que limitan la producción de arroz en los trópicos obliga a los científicos de los programas productivos de mejoramiento de arroz a adop-tar un enfoque de equipo interdisciplinario para encontrar soluciones (FAO, 2009). Definición y características de una Variedad de arroz La definición de variedad está dada sobre un concepto genético: la heredabilidad de los caracteres. Con ello es una variedad o “cultivar” aquella cuya semilla reproduce, para todas las características, plantas iguales a aquellas de las que procede la se-milla, es el caso del arroz. Siendo este concepto de gran importancia porque los métodos [34] son sistemas y métodos que fueron y son objeto de pequeñas evoluciones en y provocando la desaparición de determinadas variedades, pues las nuevas más baja (mayor resistencia al “vuelco”), mejor calidad de grano o bien una primordial de los fitomejoradores y lo que justifica su labor ante la sociedad. para identificar acertadamente las prioridades de investigación y para orientar e idénticas entre sí. Esto sucede cuando se trata de especies y variedades au-tógamas (fecundación por la propia flor, autofecundación o hermafroditismo), como MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ de mejora aplicables al grupo de plantas autógamas, en su mayor parte, son dife-rentes Los caracteres para los que se pueden producir variaciones permanentes de tipo genético, o sea, hereditario, o fluctuaciones fenotípicas, o sea, ocasionales, son muy numerosos; aproximadamente, son 120 los caracteres que, actualmente en mejora genética, se consideran sujetos a variaciones. Para algunos caracteres el problema, para el fin de la individualización y fijación de la variedad, es simple; para la mayor parte de los caracteres, por el contrario, se observa una fluctuación de una planta a otra o en condiciones distintas de cultivo, producida por las condiciones climáticas propias de cada ambiente, por las distintas situaciones nu-tritivas, por las prácticas de cultivo y por otros muchos factores; la amplitud de las fluc-tuaciones depende también de características genéticas de cada variedad individual. Para obtener resultados económico-productivos elevados y uniformes, es necesa-rio el estudio genético y la selección de mejores variedades, con características es-tables y muy uniformes en el ámbito de la población en cultivo, lo cual toma varios años, incluso de una década a otra en la programación de actividades y consecución final de la variedad comercial. La búsqueda de las nuevas variedades ha sido una constante dentro del programa de investigación de FEDEARROZ- Fondo Nacional del Arroz (FNA). Así, encontrar una variedad casi perfecta llevaba mucho tiempo, desde 5 años en el proceso de in-vestigación hasta alrededor de siete a doce años para que finalmente sea comercial, lo que significa que las variedades que están saliendo al mercado ahora mismo se empezaron a desarrollar hace ya bastantes años. También debe tenerse en cuenta que lo que entonces demandaba el molinero o industrial no es lo mismo que lo que se demanda actualmente, razón por la cual, el mejorador debe tener una visión a largo plazo que le permita planear de manera adecuada los atributos que deben hacer parte de la variedad que está diseñando. Afortunadamente, la mejora se ha acelerado y en la actualidad existen técnicas modernas que reducen el tiempo que transcurre entre el inicio del proceso de mejora hasta el hallazgo definitivo de la nueva variedad. Los factores principales que se tienen en cuenta a la hora de obtener nuevas varie-dades son básicamente: lograr una mayor productividad, un grano sano que no se rompa durante el proceso industrial, una planta de ciclo corto y de una altura más bien baja, que no favorezca el encamado y sí la recolección mecanizada. También se intentan obtener variedades con granos de tipo largo a extralargo. [35] de los aplicables a las especies alógamas. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ El agricultor debe elegir la variedad a sembrar en su finca o lote, de acuerdo a una rigurosa evaluación de resultados y tiene que proceder al examen de aquellas que se encuentran en el mercado, basándose en las exigencias de carácter agronómi-co, épocas de siembra, según el ambiente y sistema de siembra en que el agricultor trabaje o según las condiciones del mercado. Criterios de selección Como se ha mencionado el arroz se cultiva en diferentes sistemas de producción. Estos sistemas mecanizables están agrupados en Colombia en riego y secano favo-recido, suelos. Sistemas de siembra, precipitación, limitantes biológicos del rendimiento, y otros factores dentro de cada sistema general, Por ejemplo, los ecosistemas del arroz de secano son enormemente variados y cada uno tiene un complejo distinto de factores que limitan el rendimiento y es allí donde se encuentran los mayores retos de competitividad. Los sistemas de producción también difieren marcadamente en su potencial de pro-ductividad, cuales están enfocando su investigación de mejoramiento varietal. El ecosistema de producción define el tipo de planta de mayor utilidad. El moderno tipo de planta ena-no útil para ecosistemas típicos de secano favorecido y carece de valor para cultivos en aguas profundas o para áreas de producción de secano en donde la humedad del suelo es el principal limitante del rendimiento. En todos los sistemas de producción es esencial que los programas expongan sus materiales a presiones severas de selección. Con mucha frecuencia se controlan los insectos, enfermedades y deficiencias de agua simplemente para poder exhibir una buena parcela, en detrimento de la identificación de los segregantes más resisten-tes una gama más amplia de limitantes, tales como enfermedades, insectos, frio, calor, aguas profundas y suelos nocivos (Jennings, et al., 1981). En general los criterios de selección para un sistema de alta producción pueden describirse así: [36] y aquellas que muestren estabilidad de los resultados alrededor de las distintas Sin embargo, esta clasificación no cubre la variación encontrada en el medio, que fluctúa ampliamente de niveles muy altos a bajos. Los investiga-dores de arroz deben estudiar y determinar los sistemas de producción hacia los es ideal para áreas en donde se dispone de fertilizantes y herbicidas, es menos o tolerantes. Para áreas con problemas se necesita una mayor resistencia para MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Aumento de la capacidad productiva La capacidad productiva de la plantas de arroz, implica la participación de 3 com-ponentes principales que no actúan independientemente, peso de granos, numero de granos llenos por panícula y numero de panículas por área (planta); sumado a un amplio número de características que aportan durante el desarrollo del cultivo a la consecución de este objetivo primario con lo cual es necesario tenerlos en cuenta para la mejora, estos son: • Capacidad germinativa: el número de semillas germinadas nos indica la capacidad genética de una determinada variedad para iniciar y completar la germinación. Este proceso tiene lugar a una temperatura mínima variable, entre 14 y 18ºC. Según esto, se puede comprender que las circunstancias climatológicas de cada campaña son las que marcarán la capacidad de germinación de cada variedad. • Capacidad fotosintética: ligada a la selección de fenotipos que tengan un creci-miento inicial rápido, de forma que la actividad fotosintética sea máxima en un periodo de tiempo muy corto. Está muy ligada con la expresión de vigor inicial que muestran las plantas, lo cual expresa capacidad competitiva frente a las arvenses existentes en el campo. Máximo número granos por unidad de área: la selección de genotipos que tengan la panícula con un elevado número de ca-riópsides y una gran capacidad de macollamiento para obtener el mayor número de panículas por unidad de superficie cultivada -compatible con la facultad de resistir, a las situaciones desfavorables que podrían reducirlas. • Reducido índice de respiración: la respiración destruye sustancias plásticas de reserva acumuladas en la planta, lo que se traduce casi automáticamente en una pérdida energética y en la reducción consiguiente de la producción. No es posible eliminar completamente esta actividad, pero se tiende a que el genotipo óptimo la minimice, o realice en menor expresión. No es carácter fácil de mejorar dadas las pocas posibilidades de afectarlo, frentes a las variaciones climáticas actuales y las técnicas para medir la respuesta de la planta. • Resistencia al volcamiento: La menor altura de la planta está relacionada po-sitivamente con este carácter, que permite una buena respuesta productiva al incremento del abonado; además, la panícula situada en una posición baja posee mayor resistencia a la esterilidad, producida por ocasionales bajas temperaturas del aire, durante la formación de los gametos polínicos a nivel de microspora. [37] MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ • Alta capacidad de macollamiento: es un valor o parámetro de una gran impor-tancia, • Peso de granos: calculado a partir del peso medio de 1.000 semillas, consti-tuye • Ciclo vegetativo: claramente afecta la productividad y la competitividad de los • Resistencia al desgrane: es uno de los caracteres que diferencia los arroces co-merciales • Índice de cosecha: es uno de los caracteres actuales de medición y mejora, cal-culado • Maduración simultánea de todas las panículas y uniforme del grano: este carác-ter [38] ya que es uno de los componentes de rendimiento con mayor sensibilidad debido a que se correlaciona directamente con el número de panículas efectivas por metro cuadrado, a partir de este se calcula el Macollamiento efectivo e incide directamente sobre el índice de cosecha. un factor esencial de productividad o rendimiento del arroz. Para el grano con cáscara, este valor puede oscilar entre 22 y 36 gramos. Son numerosos los factores que afectan este carácter, a saber: climáticos, edafológicos, agro-nómicos, etc. agricultores, dado el tiempo comprometido en el cultivo frente a su respuesta productiva; el dato se registra con el germinación y finaliza con la madurez fisio-lógica del 80% de paniculas maduras. Para realizar el control de este parámetro se tienen en cuenta los días y los grados acumulados o integral térmica. Tam-bién se puede dividir el ciclo en dos partes: la primera desde la siembra hasta la floración, y la segunda, desde la floración hasta la maduración de la espiga. Las condiciones de abonado, temperaturas, fotoperíodo, etc., pueden hacer cambiar el ciclo vegetativo del arroz. de los silvestres; siendo la causa de la caída del grano, que no es más que un proceso de suberificación y lignificación de las células que forman la base de la unión de la cariópside o el pedúnculo. Como regla práctica para determi-nar este carácter, se adopta la prueba de someter la espiga a una ligera presión manual, de manera que, cerrándola con la mano, se pueden desprender aquellos granos menos adheridos y que constituyen el número de referencia al desgra-nado, reviste su importancia ya que un alto desgrane implica menor número de granos recogidos por el agricultor. a partir de la cantidad o peso real del área vegetal vs el peso del grano, considerado como la eficiencia productiva de las variedades. se ve afectado claramente por las condiciones climáticas variantes y en algu- MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ nas variedades -principalmente las de panícula densa y de capacidad productiva superior- los granos situados en la base de la panícula maduran hasta 10-15 días después que los de la parte superior. Este tipo de situaciones dificultan la elección del momento adecuado para el corte y disminuyen el valor comercial del producto: hay un menor rendimiento de arroz elaborado por exceso de roturas y de granos inmaduros; el producto es menos uniforme. • Características de calidad molinera: Entre los factores que aumentan el ren-dimiento industrial del arroz, desde el punto de vista económico comercial, se prefieren en el mercado nacional las variedades con cariópsides translúcidas y entre éstas los tipos de grano largo y estrecho, que poseen una relación longitud/ anchura superior a 3,0 y una longitud media superior a 6’0 mm. • De Cocción: Las características de cocción del arroz varían según el tipo de grano y la variedad. Las variedades de grano largo quedan secas y hojaldradas (lami-nosas) al cocinarlas, las variedades de grano corto y mediano son pegajosas o chiclosas. También existen formas intermedias. En Colombia son preferidos los granos de tipo largo sin implicar que otros tipos de grano tengan alguna desven-taja, Heredabilidad de caracteres cuantitativos Rendimiento El termino componentes de rendimiento en arroz, no está bien definido. De una ma-nera amplia este término se refiere a los caracteres que están directamente relacio-nados con el rendimiento del producto agrícola. Las variaciones genéticas de los componentes de rendimiento son principalmente continuas, y son controladas por muchos genes. Sin embargo, genes mayores es-tán involucrados en algunos casos, como los genes de densidad y largo de grano. Los genes mayores principalmente causan deformaciones en los cultivos, por esto, no son muy utilizados para propósitos de mejoramiento. Sin embargo, algunos de estos como genes de grano largo, parece serán utilizados en mejoramiento de alto rendimiento en el futuro. El aumento del contenido proteico, principalmente de algunas fracciones de ami-noácidos esenciales, puede estar correlacionado positivamente con una respuesta superior a las cantidades elevadas de fertilizantes. La elevada capacidad productiva, [39] siendo esto simples preferencias culturales. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ junto con una satisfactoria regularidad de las producciones, es el objetivo final prin-cipal A estos objetivos se añaden otros más específicos, como son: la adaptación a los terrenos turbosos, salinos, arenosos o la adaptabilidad al cultivo sin inundación y a la siembra más tardía. Todos estos objetivos se suman a aquellos que siempre han sido objeto de atención y que, junto con la mayor capacidad productiva de las variedades tempranas, son los siguientes: resistencia a las enfermedades, a la podredumbre basal del tallo Rhizoc-tonia al vuelco, resistencia al virus de la Hoja Blanca, etc. ESTADO ACTUAL DEL MEJORAMIENTO Los mejoradores de arroz pueden considerarse privilegiados con respecto a las al-ternativas Los dos ecotipos de la especie cultivada Oryza sativa L., en ocasiones denominados, sub especies indica y japonica, son autogamos, y por lo tanto su mejoramiento se ha caracterizado por la utilización de los métodos comúnmente empleados para las plantas autogamas. La gran mayoría de las variedades cultivadas en las diferentes partes del mundo se produjeron a partir de variabilidad genética generada por combi-naciones El nuevo tipo ideal de planta propuesto por Khush (1994) ha aportado al mejora-miento obtener significativas ganancias en caracteres importantes como el rendimiento de grano (Guimaraes, 2003). En las últimas décadas la explotación de los recursos genéticos del arroz pasó a tener a su disposición, la alternativa del desarrollo de híbridos. Aunque el método [40] que lo engloba y resume todo. sp. a la Pyricularia oryzae en la hoja y en el cuello de la espiga y la resistencia metodológicas que poseen para explorar los recursos genéticos disponi-bles en las 23 especies del genero Oryza. Vaughan, 1994. simples, tripes o múltiples y el desarrollo de líneas vía el método de pedigrí. genético de arroz una nueva alternativa, no metodológica pero si de amplia-ción de las especies y de los eco-tipos del cultivo. Su combinación con otras alter-nativas metodológicas como la producción de híbridos, por ejemplo, ha permitido MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ es limitado para algunos países ha mostrado potencial, en particular en china. Yuan, 2002. Y está en proceso de expansión en otras naciones Asiáticas (Tran, 2002). Además de estas alternativas relacionadas con el uso de diferentes métodos de me-joramiento, el arroz es el cultivo modelo para estudios que involucran marcadores moleculares. El genoma del arroz ha sido uno de los más estudiados por científicos de diferentes partes del mundo. Goff et al. 2002. Presentan la secuencia del genoma del arroz japónica y el del tipo indica (Yu et al., 2002). Un buen número de instituciones, se encargan a nivel mundial del mejoramiento genético del arroz a nivel internacional, es así como en Filipinas se encuentra el IRRI (International Rice Research Institute – Instituto Internacional de Investiga-ción en Arroz), en Colombia el CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical), en Francia el CIRAD (Centre de cooperation internationale en recherche agronomi-que pour le developpement – Centro de Cooperación Internacional en Investigación Agronómica para el Desarrollo ). En Colombia, además, se cuenta con un programa nacional de arroz liderado por la Federación Nacional de Arroceros (FEDEARROZ) y un sin número de empresas privadas, regionales, que realizan mejora genética del arroz en el país. Perspectivas del mejoramiento genético de arroz en Colombia En Colombia, el mejoramiento genético de arroz ha tenido un avance importante en los últimos 30 años, debido inicialmente al establecimiento de programas como lo fue en los años 80, el convenio ICA – CIAT – FEDEARROZ, que arrojo resultados importantes a nivel nacional. Posteriormente el surgimiento de programas de em-presas La actividad gremial arrocera ha permitido identificar las necesidades de los arroce-ros del país y desarrollar un sistema de mejoramiento de variedades a nivel nacional y es así como Fedearroz ha liberado variedades muy importantes para las zonas arroceras de Colombia, trascendiendo a otros países de Latinoamérica. FEDEARROZ –FNA ha desarrollado su programa de mejoramiento en 4 centros de investigación, distribuidos por las principales zonas arroceras, que representan en cada uno de ellos, las características de cada agroecosistema, permitiendo que se tenga un complejo de centros de investigación nacional, sumando más de 100 hec-tareas dedicadas permanentemente a la investigación en arroz y a la generación de [41] privadas también ha hecho su aporte. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ variedades para las 4 grandes zonas arroceras de Colombia: 1) Llanos Orientales, 2) Centro, 3)Caribe húmedo y, 4) Caribe seco. Figura 2: Ubicación de los centros de Investigación FEDEARROZ-FNA, en las zonas arroceras de Colombia El establecimiento de alianzas con instituciones como El CIAT, Universidades Nacio-nal IRRI, Senumisa de Costa Rica, etc. son muestra de que el trabajo debe realizarse en equipo para surtir un efecto de mayor impacto. [42] Montería Saldaña Aipe y Distrital, Fondo Latinoamericano de Arroz Riego (como socio por Colombia), el MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Estas alianzas permiten la utilización de tecnologías diversas en el campo del me-joramiento clásico, para el mejor direccionamiento y aprovechamiento de las herra-mientas biotecnológicas disponibles y el germoplasma desarrollado hasta ahora. Conceptos de Genotipo y fenotipo El fenotipo es toda característica medible o palpable como: la cosecha producida, la altura, el grueso del tronco o del tallo, la disposición de las hojas, la forma del sistema radicular, el color de los granos, el sabor, el contenido de nutrientes, el con-tenido Las plantas, al igual que los seres vivos, almacena la información genética en las células y por lo tanto la herencia biológica que forma parte del genotipo del individuo. De esta forma para obtener buenos fenotipos será necesario actuar mejorando sus dos componentes esenciales: el genotipo y el ambiente. Asi, entonces el: Fenotipo = Genotipo + Ambiente Ahora cuando se habla de una variedad se hace referencia a un conjunto de plantas con una composición genotípica determinada. La “mejora vegetal” procura encon-trar buenos genotipos, es decir, los individuos más eficientes para los ambientes en [43] EL GENOTIPO Y LA HERENCIA BIOLÓGICA de proteínas o hidratos de carbono, etc. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ los que han de actuar. Con esto es importante precisar cómo se definen los conceptos genéticos básicos: El ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA) contiene la información genética y este compuesto está formado por una doble cadena, enrollada en forma de hélice, sin ramificaciones, a lo largo de la cual cada segmento tiene la información donde se especifican los diferentes caracteres del individuo.
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ El conjunto de información que determina una característica se llama “gen”, donde el ADN que está organizado en bloques, en los cromosomas de las plantas culti-vadas padre y el otro de la madre. Para que finalmente en cada cromosoma del mismo par existe información que afecta a características alternativas (por ejemplo, color verde o rojo, porte alto o bajo, etc.). De esta forma una planta o individuo puede llevar información idéntica que provenga del padre y de la madre para la determinación de una característica (ejemplo, granos con arista en los dos). Entonces se dice que el individuo es homocigótico para el gen que determina tal carácter. Puede ocurrir el caso diferente donde la información procedente del padre de-termine (ejemplo: ausencia y presencia de arista). En este caso el individuo es heteroci-gótico que solamente se manifieste uno de los dos caracteres alternativos, a este gen se denomina dominante, mientras que al otro se le conoce como recesivo. De forma estandarizada los genes se representan por letras. A los genes que ocu-pan misma letra, y la letra mayúscula indica el dominio. La forma como se transmite la información genética a los descendientes depende del tipo de reproducción, y eso tiene singular importancia en la mejora vegetal. En la reproducción asexual, la información se transmite de padres a hijos de forma ín-tegra. genéticas; es decir, la información genética se reorganiza y los descendientes no serán todos iguales entre sí ni tampoco con los padres. Únicamente serán iguales cuando son homocigóticos e iguales entre sí los padres, que debe ocurrir en el caso de líneas puras y de las variedades de plantas autógamas como en el arroz. Procedimientos de mejoramiento utilizados en arroz En arroz, las poblaciones mejoradas corresponden a la multiplicación de una sola línea pura, es decir, son homogéneas; la heterogeneidad de algunas poblaciones obedece por lo general a mezclas, segregación de alguna mutación, polinización [44] van emparejados y allí de cada pareja cromosómica, un elemento viene del un cierto tipo y la de la madre un tipo alternativo para una característica para el gen que determina esa característica. En este caso puede suceder el mismo lugar del cromosoma se les denomina alelos y se representan por la En la reproducción sexual, en cambio, se reproducen nuevas combinaciones MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ cruzada natural o heterocigosis residual, por las cuales es posible realizar selección individual o masal dentro de estas poblaciones. La selección es la herramienta que utiliza el fitomejorador para discriminar los me-jores Cruzamientos La hibridación y la sucesiva selección permiten tener la probabilidad de reunir, en un solo genotipo, los caracteres considerados útiles de otros distintos, o bien con-seguir, en el nuevo, una mejora en la manifestación real de algunas características Cuando se trata de mejorar el arroz es esencial un programa de cruzamientos de alto volumen y bases amplias. Las personas que dirigen dichos programas deben conocer claramente sus objetivos y prioridades, así como las características de las líneas y variedades más importantes (Jennings, et al. 1989). Al carecer de experiencia previa con los progenitores un enfoque razonable es aumen-tar el número de cruzamientos y rechazar estrictamente las poblaciones F2 inferiores. Por otra parte si el cruce carece de algunas características importantes, un cruza-miento triple, un retrocruzamiento, o un cruzamiento doble darán mejores resultados. En FEDEARROZ –Fondo Nacional del Arroz, el diseño de cruzamientos se lleva a cabo, con base en la información existente y la experiencia de los mejoradores con respecto a las líneas elite y variedades que conforman el banco de trabajo y/o set de progenitores. Además se determina el tipo de cruzamiento a emplear, ya sea, cruzamientos simples, triples, dobles o retrocruzamientos. El desarrollo del cruzamiento comienza con siembras escalonadas de los parenta-les. Estas siembras se realizarán bajo el sistema de trasplante en bloques directa-mente en el campo o en materos en casa de mallas para cruzamientos específicos. Teniendo la mayor rigurosidad cada progenitor debe ser rotulado con el número consecutivo y el semestre. Posteriormente, debe ser registrado en el formato de bloques de hibridación, los cuáles hacen parte de la programación de los nuevos cruzamientos. Una vez los materiales de los bloques de hibridación comienzan a florecer y de acuerdo con la programación, se identifican las plantas que participan como progenitor femenino, las cuales son sometidas a emasculación. [45] genotipos a través de su expresión fenotípica deseable ligadas a genes de acción aditiva. MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ Tipos de cruzamiento En el mejoramiento de arroz se han utilizado con mayor frecuencia los siguientes tipos de cruzamiento: Cruzamiento simple: los cruces simples son la hibridación de una variedad o línea con otra variedad o línea. La selección del progenitor femenino se realiza con base en los objetivos del programa y en el concomimiento de los materiales disponibles. Es recomendable utilizar progenitores femeninos exóticos o no mejorados. Aunque el uso de progenitores femeninos mejorados es invariablemente más conveniente, esto da como resultado una base citoplasmática muy estrecha. • Retrocruzamiento: es el cruce de un F1, con uno de sus progenitores. • Cruzamiento triple (Topcross): cruce de una F1 con otra variedad o línea. • Cruzamiento doble: es el cruzamiento de dos híbridos F1. Los cruzamientos dobles y triples se emplean para aumentar las probabilidades de obtener segregantes deseables de materiales “difíciles” que se sabe o se sospecha son malos combinadores, y/o combinar características deseables de tres o cuatro padres diferentes. Los retrocruzamientos normalmente se limitan a aquellos casos en que el progeni-tor Es más seguro usar la F1 como progenitor masculino en un cruce triple porque la auto fertilización puede ser más fácilmente detectada. Procedimientos para realizar cruzamientos en arroz Emasculación y Polinización La emasculación consiste en eliminar las anteras de las florecillas y se efectúa ini-ciando estar sanas e iniciando la floración. Esta labor debe realizarse a primera hora del día. De las panículas seleccionadas para la emasculación se retiran las espiguillas ubica-das medio de la panícula. En las espiguillas de esa zona se realizará un corte biselado en cada una de ellas, exponiendo así las anteras que serán retiradas por succión con bomba de vacío. Luego, se cubrirá cada panícula emasculada con una bolsa de gla- [46] recurrente es superior a otros arroces disponibles para cruces triples. con la extracción de macollas o plantas enteras del campo, las cuales deben en el tercio superior e inferior de la misma, quedando para el proceso el tercio MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ sin o papel mantequilla. Se debe identificar cada panícula o grupo de panículas que corresponden a un determinado cruzamiento con una etiqueta. Esta se debe dejar permanentemente y debe contener el registro del número consecutivo del cruza-miento, El día siguiente a la emasculación, se efectuará la polinización llevando el polen del progenitor masculino a las panículas que actuarán como madre. Es posible reali-zar en los días sucesivos nuevas polinizaciones con el mismo progenitor, ya que en teoría, los estigmas están viables de 3 a 5 días con el objeto de asegurar la mayor cantidad de florecillas fecundadas. Al cabo de 20 a 25 días se cosecharán las semillas desnudas que corresponden a la población F1 de cada cruzamiento. [47] número de madre y padre, semestre, fecha de emasculación. Protección con Glassin Emasculación con bomba de vacío MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ Corte Biselado Cosecha de semilla F1 Formación de semilla Polinización en campo Figura 3. Cruzamientos en Arroz. Fedearroz – FNA, 2013. Manejo de poblaciones segregantes La intensa competencia entre plantas en las generaciones segregantes tempranas es uno de los factores más críticos que afecta la elección de sistemas de mejora-miento genético. La competencia fuerte es más pronunciada en cruces de líneas enanas x altas y siempre ocurre cuando los dos progenitores de un cruce son mor-fológicamente distintos. La competencia es causada por las tasas diferenciales de crecimiento y tamaño de las plantas vecinas. Las plantas grandes invaden en el espacio ocupado por las pe-
MANEJO INTEGRADO DEL CULTIVO DEL ARROZ queñas, dan sombra a las otras plantas y capturan una porción desproporcionada de radiación solar. Las plantas más pequeñas macollan poco, producen tallos débiles y delgados, acumulan menos materia seca y muestran una senescencia prematura de hojas y una esterilidad pronunciada de grano. Los efectos de la competencia pueden reducirse usando espaciamientos amplios para las plantas F2 o aplicando poco nitrógeno. Es arduo el trabajo de depuración de las plantas segregantes no deseables, la mayo-ría un gran número de plantas F1 en la última combinación de cruces. Las F1 tendrán ambos fenotipos diversos; únicamente se llevan a F2 en el campo las plantas enanas para producir poblaciones que son muy uniformes en altura. Poblaciones Avanzadas Luego de avanzar y seleccionar las poblaciones segregantes, la siguiente etapa del mejoramiento corresponde a la medición, evaluación y selección de poblaciones con homocigocis cercana al 100 % (para F5 homocigocis = 96.87%). Los primeros ensayos de estas poblaciones avanzadas, corresponden a los en-sayos de bloques aumentados de Federer, para hacer un barrido inicial de rendimiento y poder comparar un gran número de individuos frente a testigos comerciales en ensayos multilocales, pero con la desventaja que en esta etapa se cuenta con poca semilla. La siguiente etapa de evaluación de líneas avanzadas es el de ensayos de rendi-miento así como caracteres de expresión general como reacción a enfermedades, variables climáticas, calidad molinera, de manejo agronómico o que sean relevantes para los genotipos en las localidades evaluadas. Posteriormente y bajo el mismo diseño pero con tamaños de parcela mayores se realiza la evaluación de líneas bajo el ensayo de Pruebas nacionales o Regionales, [48] de los programas se concentran en cruces con padres contrastantes y en producir de Vivero de Observación, que se desarrollan generalmente bajo un diseño que se desarrolla en diferentes ambientes que sean contrastantes y/o repre-sentativos para las zonas objetivo; estas pruebas se evalúan bajo el diseño de blo-ques completos al azar con repeticiones, midiendo rendimiento y sus componentes, MEJORAMIENTO GENÉTICO Y PRODUCCIÓN DE SEMILLLAS EN ARROZ
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