instituto de investigaciones agropecuarias seminario...

Editores:

Gabriel Saavedra del Real

Elizabeth Kehr Mellado

SERIE ACTAS INIA - Nº 57

SEMINARIO INTERNACIONAL DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE

HORTALIZAS Y LA AGROINDUSTRIA

30 de agosto 2017Centro Regional de Investigación INIA La Platina

Santiago de ChileJulio de 2018

ISSN

071

7-48

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INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

Proyecto apoyado por

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SERIE ACTAS INIA Nº 57 SEMINARIO INTERNACIONAL DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE HORTALIZAS Y LA AGROINDUSTRIA

SEMINARIO INTERNACIONAL DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE

HORTALIZAS Y LA AGROINDUSTRIA

30 de agosto 2017Centro Regional de Investigación INIA La Platina

SERIE ACTAS INIA - Nº 57

Proyecto apoyado por

Editores:Gabriel Saavedra del Real

Elizabeth Kehr Mellado

Santiago de ChileJulio de 2018

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SERIE ACTAS INIA Nº 57SEMINARIO INTERNACIONAL DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE HORTALIZAS Y LA AGROINDUSTRIA

Esta publicación ha sido financiada con fondos provenientes de CORFO, por el “Programa de Mejoramiento Genético Hortícola para la Agroindustria de Exportación de Chile”, código del proyecto: 09-PMG-7244.

Editores: Gabriel Saavedra del Real, Ingeniero Agrónomo M.Sc. Ph.D., INIA La Platina. Elizabeth Kehr Mellado, Ingeniero Agrónomo M.Sc., INIA Carillanca.

Director Regional INIA La Platina: Francisco Hoffmann Dacre, Ingeniero Comercial M.Sc. Director Regional INIA Carillanca: Elizabeth Kehr Mellado, Ingeniero Agrónomo M.Sc.

Comité Editor: Lilian Avendaño Fuentes, Periodista, Encargada de Comunicaciones, INIA Carillanca

Cita Bibliográfica correcta:Saavedra, G., y Kehr, E. (eds.). 2017. Seminario internacional de mejoramiento genético de hortalizas y la agroindustria. Santiago, agosto 30 de 2017, 79 p. Serie Actas INIA N° 57. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación La Platina. Santiago, Chile.

© 2018. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, Centro Regional de Investigación La Platina, Santa Rosa 11.610, La Pintana, Santiago, Chile. Casilla 439-3 Santiago. Teléfono 2-25779104, Fax 2-25779106.

ISSN: 0717-4810

Se autoriza la reproducción total o parcial citando la fuente y el autor.

Diseño y Diagramación: Jorge Berríos V., Diseñador Gráfico

Santiago de Chile, 2018.

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Presentación _______________________ 4Programa de actividades del Seminario _______ 6

Capítulo 1Programa de mejoramiento genético hortícola para la agroindustria de exportación de Chile ___ 7

Capítulo 2Expansión agroindustrial hortícola hacia las regiones del sur de Chile _____________ 15 Características de la producción hortícola en la Araucanía ______________ 15 Factores que limitan la expansión de la agroindustria hortícola hacia el sur de Chile ___ 15 Potencial agroindustrial hortícola del sur de Chile _ 17 Desafíos ________________________ 17 Evaluación de hortalizas industriales en la Araucanía ____________ 18 Tendencias del mercado ______________ 20 ¿Genética para el sur? ________________ 20 Referencias ______________________ 20

Capítulo 3Mejoras genéticas y tecnológicas en la producción de alcachofa industrial _______ 21 Programa de mejora para alcachofa Argentina ___ 21 Ejemplos de líneas obtenidas por selección clonal _________________ 23 Calidad sanitaria de los materiales de propagación utilizados tradicionalmente ____ 24 Experiencia de propagación de alcachofa in vitro _ 25 Experiencia de propagación con órganos vegetativos ______________ 27 Programa de mejora a través de la vía sexual __ 27 Evaluación industrial ________________ 28 Referencias ______________________ 28

Capítulo 4Programas de mejoramiento genético de alcachofa en Argentina: pasado, presente y futuro _______ 29 Origen y situación actual del cultivo en Argentina _ 29 Uso y características ________________ 31 Referencias ______________________ 36

Capítulo 5Variedades de alcachofa, pimientoy maíz dulce en España ________________ 39 Alcachofa _______________________ 39 Pimiento ________________________ 43 Maíz dulce ______________________ 45

Capítulo 6Agroindustria, materia prima dedicada y alimentación: pimiento como modelo ______ 49 Referencias ______________________ 53

Capítulo 7Proyecto H2020 RUC-APS: inserción del mejoramiento genético en el procesode toma de decisión en la cadena de valor hortícola en Chile ______________ 55 1. RUC-APS: un marco de trabajo innovador, multidisciplinar e internacional __________ 55 2. Modelado del proceso de toma de decisión asociado al mejoramiento genético según una visión de cadena de valor ___________ 57 Conclusiones _____________________ 65 Trabajos futuros ___________________ 65 Referencias ______________________ 66

Capítulo 8Mejoramiento genético de maíz dulce _______ 67 Caracteres de interés para mejoramiento genético _______________ 68 Obtención de híbridos comerciales ________ 69 Resultados obtenidos ________________ 70 Conclusiones _____________________ 73 Referencias ______________________ 74

Capítulo 9Recursos genéticos y su uso en mejoramiento de hortalizas ___________ 75 Situación mundial de los recursos genéticos___ 75 Biodiversidad agrícola de Chile __________ 75 Referencias ______________________ 79

Índice de contenidos

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Presentación

En Chile la innovación ha sido determinada como una de las grandes estrategias de competitividad para el desarrollo económico. Asimismo, uno de los tres sectores con mayor perspectiva de desarrollo, es el de la Industria de Alimentos Procesados, donde puede aplicarse innovación. El “Programa de mejoramiento genético hortícola para la agroindustria de exportación de Chile” recoge el desafío, generando innovación en el desarrollo de capacidades técnicas y humanas, con aplicación de técnicas biotecno-lógicas e integración de equipos multidisciplinarios. Este programa se comenzó a ge-nerar el año 2007/08 en reuniones de trabajo entre el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Ministerio de Agricultura, Corporación de Fomento (CORFO), la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) y Chile Alimentos, siendo aprobado el 2010, comenzando su ejecución en enero de 2011, la cual cerró en enero de 2018.

La agroindustria hortícola chilena ha tenido un importante desarrollo en las últimas dos décadas, orientada principalmente a la producción y procesamiento de hortali-zas congeladas, conservas, jugos y pulpa. Sin embargo, durante los últimos años el desarrollo de nuevos productos procesados con valor agregado orientados al mer-cado de nutracéuticos, antioxidantes, y colorantes naturales está ganando un im-portante mercado en los productos de exportación. En la actualidad, el desarrollo de variedades de hortalizas con aptitud agroindustrial específica está teniendo cada vez más relevancia dados los requerimientos de esta industria, debido a que son específicos y muy diferentes a los materiales para mercado fresco. Por otro lado, el desarrollo de variedades adaptadas a las condiciones agro climáticas del país permite abastecer una demanda importante de semilla, como también de ma-terial vegetativo en algunas especies donde se justifica la multiplicación de plantas a partir de partes vegetales de las poblaciones.

El mejoramiento genético y la obtención de variedades nacionales debieran tradu-cirse en una actividad de investigación-desarrollo permanente, que permita abas-tecer el mercado nacional, y eventualmente, el mercado de exportación a países de latitudes similares. Sin embargo, el país invierte pocos recursos en esta actividad. Junto a lo anterior, existe una carencia importante de capital humano capacitado para trabajar en dichos desarrollos. Es sabido que el mejoramiento genético tradi-cional es lento en el tiempo, y muy costoso en términos económicos, sin embargo es posible apurar estos procesos con herramientas modernas y reducir los costos con una mayor tecnificación.

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CORFO ha apoyado el desarrollo de un programa de mejoramiento genético de hor-talizas, cuyo objetivo básico ha sido la generación de nuevas líneas avanzadas, lí-neas puras e híbridos promisorios, para que a través de un programa de escalamien-to comercial permita generar nuevas variedades comerciales con características únicas para la agroindustria nacional. Los resultados han sido bastante promisorios, obteniendo líneas puras e híbridos avanzados en maíz dulce, líneas avanzadas en pimiento y clones seleccionados (uno libre de virus) en alcachofa, incluyendo una línea de semilla que presenta tolerancia a enfermedades del suelo para ser usada como portainjerto.

Todo lo anterior permite señalar que el país cuenta con materiales avanzados para la generación de nuevas variedades, que posibiliten a la agroindustria contar con materia prima de calidad y en cantidad suficiente para abastecer parte de la de-manda interna y de exportación. Sin embargo, éste es sólo un eslabón de la cadena de valor hortícola, pero pasa a ser la base y el eslabón de mayor relevancia en el proceso productivo. Junto con ello, la tecnificación de la horticultura es otra brecha presente en nuestros sistemas productivos, que incluye la mecanización de los pro-cesos hortícolas, y la tecnificación del riego con una mirada sostenible en el tiempo. La oportunidad y el volumen para abastecer la demanda agroindustrial es otro tema que se debe abordar. Por último, la centralización del negocio concentrado en la zona central del país, limita la producción y oferta de materia prima de otras regio-nes que han ido entrando poco a poco en el negocio, dada la oportunidad que les otorga la disponibilidad de agua para riego y los factores climáticos favorables para su desarrollo.

Este seminario y la presente publicación vienen a ser la culminación del programa, el cual contiene parte de la información generada en el “Programa de mejoramien-to genético hortícola para la agroindustria de exportación de Chile”, que contó con el cofinanciamiento de CORFO, código 09-PMG-7244, liderado por INIA con la co ejecución de la Universidad de Chile, actuando como mandantes las empresas Pin-to-Piga Seeds y Clearwater Country Foods, y los interesados Vivero Los Olmos y Semillas Semameris.

Gabriel Saavedra del RealIng. Agrónomo Ph.D.

[email protected] La Platina

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PROGRAMA DE ACTIVIDADES SEMINARIO INTERNACIONAL DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE HORTALIZAS Y LA AGROINDUSTRIA

Horario Título de la presentación Expositor

09:30 - 10:00 PMG Hortalizas, resultados y desafíos. Gabriel Saavedra Ing. Agr. Ph.D., INIA La Platina.

10:00 - 10:30 Expansión agroindustrial a Elizabeth Kehr regiones del sur de Chile. Ing. Agr. M.S., INIA Carillanca.

11:00 - 11:45 Mejoras genéticas y tecnológicas en la Constanza Jana. producción de alcachofa industrial. Ing. Agr. Dr., INIA Intihuasi.

11:45 - 12:15 Programas de mejoramiento y desarrollo Vanina Cravero de alcachofa en Argentina, mirada a futuro. Ing. Agr. Dr., Universidad de Rosario, Argentina.

12:15 - 13:00 Variedades de alcachofa, pimiento y Carlos Baixauli maíz dulce en España. Ing. Ag. Ph.D., Cajamar, Valencia, España.

14:00 - 14:30 Agroindustria, materia prima dedicada María Teresa Pino y alimentación: Pimiento como modelo. Ing. Agr. Ph.D., INIA La Platina.

14:30 - 15:15 Inserción del mejoramiento genético en Jorge Hernández la cadena de valor hortícola. Ing. Civil, Industrial. Universidad de Liverpool, Reino Unido.

15:45 - 16:15 Programa de mejoramiento de maíz dulce. Gabriel Saavedra Ing. Agr. Ph.D., INIA La Platina

16:15 - 16:45 Recursos genéticos y su uso en Ricardo Pertuzé mejoramiento de hortalizas. Ing. Agr. Ph.D., Universidad de Chile.

16:45 - 17:30 Mesa redonda. Futuro del mejoramiento genético y la agroindustria hortícola

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Capítulo 1

El Programa de Mejoramiento Genético Hortícola para la Agroindustria de Exportación de Chile se inició oficialmente en enero de 2011 y llegará a su término en enero de 2018, como se muestra en la Figura 1.

Está integrado por los siguientes asociados:

1) Ejecutor: Instituto de Investigaciones Agrope-cuarias (INIA).

2) Co-ejecutor: Facultad de Agronomía, Universi-dad de Chile.

3) Mandantes: Pinto-Piga Seeds y Clearwater Country Foods.

4) Interesados: Vivero Los Olmos y Semillas Sema-meris.

El objetivo general de este proyecto es: “Obtener nuevas y mejores variedades hortícolas específicas para la agroindustria de exportación, mediante el establecimiento de una plataforma de mejora-miento genético y la formación de capacidades humanas de excelencia y equipos multidisciplina-rios vinculados a nivel nacional e internacional”.

Entonces, para lograr este objetivo general, se plantearon cinco objetivos específicos:

1) Formar equipos de trabajo y nuevas capacida-des en mejoramiento genético hortícola para la agroindustria, vinculadas a nivel nacional e in-ternacional

Programa de mejoramiento genético hortícola para la agroindustria de exportación de Chile. Resultados y proyecciones del programa 09-PMG-7244

Gabriel Saavedra del RealIng. Agrónomo, Ph.D.


Figura 1. Etapas y duración del Programa de Mejoramiento Genético Hortícola para la Agroindustria de Exportación de Chile.

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2) Introducir y evaluar germoplasma para incremen-tar la variabilidad genética necesaria en la imple-mentación de un programa de mejoramiento ge-nético de hortalizas para la agroindustria.

3) Establecer programas de mejoramiento genéti-co y de selección de variedades por especie, en función de la demanda agroindustrial hortícola; a través de métodos convencionales y asistido por herramientas biotecnológicas.

4) Validar líneas promisorias y nuevas variedades de hortalizas para la agroindustria, bajo dife-rentes condiciones agroclimáticas.

5) Desarrollar transferencia tecnológica de produc-tos y difusión de resultados a los socios y secto-res productivos involucrados en el programa.

Las soluciones y resultados esperados con la eje-cución de esta propuesta son la consolidación de equipos de trabajo coordinados, con orientación clara de funciones y objetivos, la formación de pro-fesionales en la temática del mejoramiento gené-tico, concreción de acuerdos y convenios de cola-boración internacional. Por otra parte, se generará nuevo material genético de aptitud agroindustrial en distintos grados de desarrollo, que es lo que se presenta a continuación.

Resultados

A la fecha de este seminario se han obtenido una serie de resultados y se han ido cumpliendo los ob-jetivos planteados a inicios del proyecto. Este do-cumento muestra resultados parciales del progra-

ma de mejoramiento, aunque ya se observaron selecciones de material genético de interés agro-nómico e industrial.

Maíz Dulce

En esta especie se han evaluado híbridos prove-nientes de un “Top-Cross” realizado la temporada 2013-2014, donde se usó probadores universales para evaluar el comportamiento de las nuevas lí-neas puras. Como resultado, se encontraron 4 hí-bridos de muy buen comportamiento al ser evalua-dos en dos regiones, Metropolitana y La Araucanía, con alto contenido de sólidos solubles, número de hileras deseables y peso de mazorca de buen ren-dimiento, tal como se presenta en el Cuadro 1.

El contenido de azúcar de estos híbridos fue supe-rior en La Araucanía (LA), casi todos superando los 25ºBrix, pero además con un máximo de 29ºBrix, cifra considerada bastante alta. Pero, en la Región Metropolitana (RM), el comportamiento superó los 22ºBrix en 3 de los híbridos, solamente 151214 presentó un menor contenido de azúcar. Las dife-rencias de contenidos entre regiones mostró fluc-tuaciones entre 9,1 y 1,9ºBrix para los híbridos evaluados, pero estando en ambas regiones entre los híbridos de mejor comportamiento.

En el caso del número de hileras, carácter impor-tante para el rendimiento industrial, en la RM to-dos los híbridos fueron iguales o superaron el míni-mo de 18 hileras, mientras que en LA, los híbridos 151053 y 151214 alcanzaron solamente hasta 16 hileras, pero igualmente con un potencial produc-tivo muy importante.

Cuadro 1. Selección por comportamiento industrial de los 4 mejores híbridos de maíz dulce en dos regiones. Temporada 2015/2016.

Sólidos Solubles Peso de mazorca Peso de mazorca (ºBrix) Nº de Hileras con chala (g) desnuda (g) Híbrido RM LA RM LA RM LA RM LA

151046 25,8 28,2 16-20 16-20 220-330 400-485 220-230 220-230 151048 22,6 24,5 16-20 12-18 350-380 400-470 250-260 250-275 151053 22,6 29,0 18 14-16 330-350 450-505 218-225 260-282 151214 17,3 26,4 14-18 14-16 330-390 450-505 220-230 220-245

RM: Región Metropolitana; LA: Región de La Araucanía.

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El peso de mazorca completa fue superior en LA, respecto a la RM. Mientras que en la RM fluctuó entre 220 y 390 gramos, en LA esta fluctuación fue entre 400 y 505 gramos, sin embargo en el peso de mazorca desnuda esta diferencia entre regiones se acortó bastante, siendo los resultados muy pareci-dos. Probablemente en el sur las plantas desarro-llaron hojas más grandes y suculentas, debido a las condiciones climáticas diferentes que soportaron.

Además de la selección de híbridos por calidad in-dustrial, se realizó una segunda selección con 6 hí-bridos que presentaron características sobresalien-tes, como se presentan en el Cuadro 2 de la selección de INIA La Platina. En este caso, se puede observar híbridos con menos de 18 hileras, pero con gran contenido de azúcar y alto rendimiento poten-cial, otros poseen bajo contenido de azúcar, pero un número de hileras adecuado y rendimiento poten-cial alto. Por lo tanto, como híbridos deben ser eva-luados nuevamente y observar el comportamiento como línea pura, de manera de conocer bien el po-tencial de rendimiento y características industria-les que poseen, ya que estas líneas puras pueden ser cruzadas con otras líneas que aporten las carac-terísticas que tienen deficitarias y generar un nuevo híbrido con caracteres de producción y calidad su-perior, idealmente deberían ser de pedigrís distan-tes, de manera de incrementar el vigor híbrido.

151113 (Cuadro 3), que en ambas regiones pre-senta 18 hileras, pero el contenido de sólidos solu-bles en la RM fue muy bajo, sin embargo en LA sube fuertemente y con un potencial de rendimiento bastante similar. Este es un caso a observar por su potencial productivo o una muy buena adaptación a las condiciones de las regiones del sur de Chile.

Cuadro 2. Híbridos de maíz dulce promisorios con características específicas sobresalientes.

INIA La Platina, RM. Temporada 2015/2016.

Sólidos Rendimiento N° solubles potencial Híbrido hileras (°Brix) (T/ha)

151050 16 26,0 20 151037 16 23,3 23 151107 18 8,3 22 151109 18 12,9 21 151113 18 5,9 21 151114 18 14,0 23

En el caso de LA, se seleccionaron dos híbridos pro-misorios por comportamiento superior de algún carácter, especialmente contenido de azúcar y rendimiento potencial. Llama la atención el híbrido

Cuadro 3. Híbridos de maíz dulce promisorios con características específicas sobresalientes.

INIA Carillanca, Región de La Araucanía.Temporada 2015/2016.

Sólidos Rendimiento N° solubles potencial Híbrido hileras (°Brix) (T/ha)

151058 16 18,6 26 151133 18 20,5 25

Se realizó una segunda evaluación de los mejores hí-bridos en la temporada 2016/2017 en la RM y LA, los resultados de los mejores comportamientos se muestran en el Cuadro 4. Se observa que los híbridos seleccionados la temporada anterior presentaron muy buenos resultados (151046, 151048 y 151053) en ambas regiones, lo que habla de una estabilidad en su calidad de mazorca, aunque 151053 presentó un bajo rendimiento en la RM. Por otra parte, el número de hileras destacó en 151046 y 151048 en la RM con 20 hileras, mientras que en LA destacó 151161 con 22 hileras. En INIA La Platina, sólo el 26,3% de los hí-bridos evaluados presentaron menos hileras que los testigos comerciales, mientras que en INIA Carillanca el 52,6% tuvo el mismo resultado.

En contenido de azúcar, entre los testigos en INIA La Platina, solamente Summer Sweet presentó un nivel límite de 15ºBrix, el resto fue inferior, mientras que el 36,8% de los híbridos evaluados estuvo bajo el lí-mite propuesto. Los híbridos 151050 y 151046 fue-ron los que tuvieron el mayor contenido de azúcar con 26,0 y 25,8ºBrix, respectivamente. En LA, los tes-tigos Chieftain (11,8ºBrix) y 232Y (13,3ºBrix) estuvie-ron bajo el límite agroindustrial, pero en cuanto a los híbridos, solo dos (151114 y 151161) estuvieron bajo los 15ºBrix, con un máximo de 29,0ºBrix en el 151053. El 38,8% de los híbridos evaluados presentaron más de 20ºBrix, lo que es una muy buena característica para uso agroindustrial.

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Cuadro 4. Resultados por características agroindustriales más destacadas en evaluación de híbridos de maíz dulce. INIA La Platina, RM e INIA Carillanca, Región de La Araucanía. Temporada 2016/2017.

Sólidos solubles Rendimiento N° hileras (°Brix) potencial (T/ha) Híbrido La Platina Carillanca La Platina Carillanca La Platina Carillanca

151042 18 18 22,4 21,7 6,52 23,51 151044 17 18 14,9 17,8 15,71 33,09 151046 20 20 25,8 28,2 12,55 25,39 151048 20 18 22,6 24,5 14,60 31,86 151050 16 18 26,0 22,5 8,32 22,73 151053 18 16 22,6 29,0 4,16 28,88 151055 18 18 14,4 25,6 19,13 30,23 151087 18 18 14,0 17,6 15,34 26,82 151093 17 14 14,0 17,4 18,45 33,06 151114 17 16 14,0 13,7 15,96 30,93 151122 18 16 14,1 14,9 15,16 21,82 151124 16 16 17,0 20,0 19,07 27,07 151125 12 16 16,9 17,2 18,82 26,32 151135 16 16 17,0 19,0 18,82 28,11 151138 18 16 8,3 17,5 18,07 28,68 151141 16 20 18,6 15,59 28,23 151142 18 16 14,2 19,2 18,94 25,03 151143 16 14 18,7 15,7 18,01 23,01 151161 17 22 17,1 11,9 6,46 25,34 232Y 17 18 12,1 13,3 8,41 20,53 Cacique 17 16 12,6 16,6 11,01 24,80 Chieftain 17 19 10,8 11,8 9,48 23,41 Legacy 17 17 14,0 17,1 8,36 25,41 Summer S 14 16 14,9 15,5 10,64 20,70

El rendimiento potencial de los híbridos tuvo fluc-tuaciones entre 4,1 T/ha como mínimo en el híbrido 151053 y un máximo de 19,1 T/ha en el híbrido 151055 en la RM, mientras que en LA el mínimo lo presentó 151122 con 21,8 T/ha y el máximo fue de 33,1 T/ha en el híbrido 151044. Al observar los resultados, es muy claro el rendimiento superior promedio total en INIA Carillanca (26,5 T/ha), res-pecto a INIA La Platina (13,6 T/ha), que corresponde a un 51,3%. Al considerar las diferencias, solamen-te entre híbridos (14,7 T/ha en RM y 27,4 T/ha en LA), esta alcanza a 46,2% y entre testigos (9,6 T/ha en RM y 23,0 T/ha en LA) a 58,3%. En el caso de diferencias en rendimiento promedio de híbridos

contra testigos, en la RM esta fue de 53,6% y en LA de 19,1% superior. Dichos resultados indican el potencial productivo que tiene la Región de La Araucanía para maíz dulce, donde algunos de estos híbridos evaluados podrían ser utilizados comer-cialmente en el mediano plazo.

Finalmente, se han analizado 37 líneas puras de calidad y se han incluido en una base de datos con toda su información de características morfológi-cas e industriales, más fotografías de planta, pano-ja, mazorca fresca y seca, y semillas. Falta por incluir 200 líneas puras que serán evaluadas y ca-racterizadas en la presente temporada 2017/2018.

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Con el material genético disponible, se podrá rea-lizar una cantidad de combinaciones híbridas que permitirá tener mucho material para evaluar en los siguientes años, de donde se obtendrán nuevos hí-bridos comerciales con fines agroindustriales.

Pimiento

En la temporada 2009/2010 se realizó una evalua-ción de líneas segregantes para caracteres indus-triales provenientes de un bulk de semillas realiza-do en temporadas anteriores por el Programa de Hortalizas de INIA La Platina. Se separaron 5 sub-poblaciones por similitud de caracteres, lo cual fue repetido la temporada siguiente. En la temporada 2011/2012 se seleccionaron 4.200 lí-neas segregantes por sus características industria-les, esta selección continuó por varias temporadas hasta 2015/2016 donde se dejaron solamente 211 líneas y en la temporada 2016/2017, finalmente, quedaron solo 205 líneas segregantes con carac-teres industriales deseables.

Por otra parte, se fueron autofecundando las mejo-res líneas, las cuales se clasificaron como líneas avanzadas en la temporada 2013/2014, quedando seleccionadas 65 líneas por sus características de tipo industrial como grosor de pericarpio, conteni-do de sólidos solubles, porcentaje de materia seca y peso individual de frutos. Durante las siguientes temporadas se continuó la autofecundación y se-lección, hasta que en la temporada 2016/2017 se dejaron 17 líneas avanzadas bastante estables, las cuales necesitan ser evaluadas por rendimiento y adaptación bajo diferentes medio ambientes.

Dentro de estas líneas avanzadas hubo dos que so-bresalieron, presentando caracteres industriales muy interesantes, como se muestra en el Cuadro 5.

Alcachofa

La alcachofa en la mayoría de los países donde se cultiva se propaga casi exclusivamente en forma vegetativa, aunque en la actualidad hay cultivares híbridos propagados por semilla que son utilizados, pero los cultivares tradicionales en Europa y Suda-mérica continúan siendo de reproducción clonal. El material de propagación se obtiene directamente de plantas adultas en el mismo campo, es por esto que se afirma que gran parte del material utilizado para formar nuevos planteles está infectado por uno o varios virus, además de otras enfermedades fungosas. El virus Latente de la Alcachofa (ArLV) es la enfermedad viral más común que afecta al culti-vo. ArLV es uno de los típicos virus pertenecientes al grupo de los Potyvirus y que puede ser transmi-tido en el campo por áfidos de manera no persis-tente. No hay tratamientos químicos de control disponibles para las enfermedades virales, por lo tanto, las estrategias están restringidas a prevenir la trasmisión o eliminar los virus de las plantas ya sea por termoterapia o cultivo de meristemas, o una combinación de ambos.

El primer paso para iniciar el trabajo de limpieza de virus en alcachofa fue elegir un clon que por sus características agronómicas y de calidad industrial fuese el ideal, pero además se incluyó la caracte-rística de contenido de cinarina. Se evaluaron 97 clones de alcachofa tipo ‘Argentina’ por sus carac-terísticas morfo-agronómicas, de los cuales tres sobresalieron del promedio general de la caracte-rización. Estos tres clones, CAT 4, CAT 5 y CAT 32 fueron los de mejor comportamiento agronómico e industrial, por lo tanto fueron seleccionados para ser evaluados por su contenido de cinarina, otro componente importante en la diferenciación de material genético. Basándose en esta información

Cuadro 5. Líneas avanzadas seleccionadas de pimiento.

Sólidos Contenido Grosor Peso Solubles Materia Seca Pericarpio Individual Línea (ºBrix) (%) (mm) (g)

1889-3917 8,1 9,4 6,9 267 1889-4102 8,5 11,4 7,5 310

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obtenida de los análisis morfológicos, de caracte-rísticas industriales y contenido de cinarina, se se-leccionó el clon CAT 4 para ser sometido a limpieza de virus.

La limpieza se realizó con meristemas in vitro y tratamientos de termoterapia. Una vez cumplidos los tratamientos de termoterapia, se obtuvo los meristemas limpios, los cuales se introdujeron a medios de cultivo y una vez crecidos a más o me-nos 3 cm, se les realizaron las pruebas virológicas correspondientes. En todas las detecciones de vi-rus de los distintos tratamientos se utilizó la prue-ba ELISA (DAS) con antisueros y controles positivos y negativos.

Previo al establecimiento de las plantas en campo se requiere acondicionar la plántula que proviene del laboratorio de cultivo in vitro, para lo cual fue necesario introducirlas a una cámara de tempera-tura controlada a 24°C con un fotoperiodo de 12 horas luz y 12 horas neutro por un período de tiem-po de dos semanas. Posteriormente, esta plántula fue trasplantada a macetas con sustrato en una proporción de 50-50% de turba y perlita, lo que permitía el desarrollo de una planta que fue deno-minada “planta madre”. Cada planta madre fue so-metida a un manejo productivo que favoreció la producción de hijuelos mediante un control del crecimiento vegetativo (foliar) y una permanente nutrición por medio de soluciones nutritivas con macro y micro elementos. Una vez que los hijuelos que producía la planta madre se encontraban en un desarrollo de 3 a 4 hojas verdaderas (15 a 20 cm de

altura) se separaban de la planta madre bajo un es-tricto protocolo sanitario. Estas plantas eran tras-plantadas a maceteros, luego se mantenían por un periodo de tiempo, mientras formaban raíces nue-vas, en el invernadero. Posteriormente, son lleva-das a un sombreadero donde se aclimatan.

Durante el año 2014 en INIA La Platina se estable-ció un ensayo para evaluar el comportamiento agronómico y productivo de plantas de alcachofas libres de virus. En el mes de febrero se trasplanta-ron en campo 80 plantas de alcachofa aclimatadas, a una distancia de 1,4 x 2,0 m. Los nutrientes nece-sarios para el crecimiento y desarrollo de la planta se aplicaron por fertirrigación, alcanzando la can-tidad de 90 kg/ha de P2O5, 250 kg/ha de K20 y en el caso del nitrógeno este se parcializó hasta com-pletar un total de 120 kg/ha.

La evaluación de rendimiento sobre plantas de al-cachofa libres de virus se realizó en un universo de 80 plantas, donde se realizaron las mediciones productivas enfocadas principalmente a número y peso de capítulos por planta, además de medicio-nes sobre el capítulo como promedio de peso, diá-metro y altura, tal como se presenta en los resul-tados obtenidos en primer año de evaluación en el Cuadro 6.

Se realizó un ensayo para ver si el tamaño de las plantas trasplantadas tenían influencia en el ren-dimiento de cabezuelas, se separaron en plantas grandes, medianas y pequeñas. Los resultados ob-tenidos se muestran en el Cuadro 6.

Cuadro 6. Resultados de rendimiento en ensayo de alcachofas libres de virus con diferentes tamaños de planta trasplantada.

Rendimiento de Peso promedio Tamaño Capítulos/planta capítulos/planta de capítulos de plántula (Nº) (kg) (g)

Grande 34±12 3.55±1.13 105±7 (~28 T/ha)

Mediano 28±11 2.83±1.06 104±8 Pequeño 31±15 3.22±1.70 104±10 Promedio general 31±13 3.20±1.33 104±8 P<0.05 0,17ns 0,14ns 0,92ns

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Como se observa, ninguna de las evaluaciones rea-lizadas presentó diferencias estadísticas significa-tivas entre tamaños de planta, el promedio general del ensayo en número de capítulos por planta fue bastante alto, llegando a 31±13 unidades, mientras que el rendimiento promedio estuvo aproximada-mente en 28 T/ha, muy superior a lo común que se obtiene con este tipo de variedad ‘Argentina’ que fluctúa entre 8 y 15 T/ha, comercialmente. Por lo tanto, de acuerdo a estos resultados, el potencial de rendimiento que presentan estas plantas es alto, cumplen con los estándares de calidad que exige la agroindustria y tienen características que las hacen deseables, como el mayor contenido de cinarina.

Por otra parte, en INIA Intihuasi (Región de Co-quimbo) se han realizado una serie de investiga-ciones conducentes a resultados y productos como:

· Banco vivo de líneas clonales de alcachofa ar-gentina caracterizadas.

· Banco de semillas de S4 de alcachofa.· Protocolos de polinización de alcachofa.· Protocolo de injertación de alcachofa.

Otros resultados

Cumpliendo con los productos y compromisos pro-puestos en el proyecto, se han ido ejecutando dife-rentes tareas y metas. Es así como se ha contrata-do y formado 7 profesionales para trabajos de laboratorio y campo, se ejecutaron 13 tesis de pre-grado de agronomía y 2 en biotecnología aplicada, mientras que de posgrado se realizaron 1 tesis doctoral y 1 de magister en agronomía, y una de magister en biotecnología.

Se han firmado 4 acuerdos de cooperación con ins-tituciones internacionales de EUA, España y Cuba, además de variadas actividades de difusión, tales como:

· Organización del 22º IPC 2014 (International Pepper Conference, Viña del Mar).

· 15 presentaciones en congresos.· 3 Congresos internacionales (IPC 2012, ISHS

2014, IPC2014).· 2 Días de campo Puertas Abiertas.· 2 Publicaciones divulgativas.· 2 Publicaciones científicas ISI en revisión.

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Capítulo 2

Expansión agroindustrial hortícola hacia las regiones del sur de Chile

Elizabeth Kehr Mellado, y Nelba Gaete Castañ[email protected] - [email protected]

INIA Carillanca

La horticultura chilena se concentra en la zona central del país. Se caracteriza por una produc-ción variada en pequeñas superficies, con rendi-miento variable, poco estable, bajo el potencial especialmente en lo destinado a la producción en fresco. Domina la siembra manual, con riego poco tecnificado, predominando el riego por surcos, tendido u otro, y una mínima superficie con riego por goteo y cintas. Existe una insuficiente asis-tencia técnica, falta de crédito y capital de traba-jo, siendo un sector altamente atomizado, con al-rededor de 34 milexplotaciones, lo que representa un tercio del total de explotaciones silvoagrope-cuarias de Chile.

La especie más cultivada en Chile es el choclo, con algo más de 9 mil hectáreas, seguido de le-chuga, tomate fresco, cebolla de guarda, zapallo temprano y de guarda, poroto granado y melón (FIA, 2016).

La Araucanía posee una superficie de hortalizas comerciales en torno a las 1.300 hectáreas, sien-do arveja verde, zanahoria, tomate fresco, poroto verde, choclo y lechuga las de mayor superficie.

Respecto de hortalizas procesadas, los mayores volúmenes exportados son de pastas y pulpa, se-guido de las congeladas, conservas, deshidrata-das, néctares y jugos. Respecto de plantas proce-sadoras, la mayoría se concentra en las regiones Metropolitana (16), Maule (8), O`Higgins (7), Val-paraíso y Bío Bío (4). La Araucanía cuenta sólo con dos plantas (FIA, 2016).

Características de la producción hortícola en La Araucanía

La mayor parte de las características nacionales también se encuentran en La Araucanía y sur de Chile. Se puede agregar que el principal mercado es el fresco, regional y marcadamente estacional durante la época estival, llegando a ser un rubro dinamizador principal para la pequeña agricultura. La baja tecnología se refleja en la falta de mecani-zación, tecnologías de riego, y muy poca innova-ción en el ámbito de la poscosecha. Se suma la alta vulnerabilidad a eventos climáticos, especialmen-te en la ocurrencia de heladas. INIA Carillanca eje-cutó un proyecto participativo con los principales actores de la cadena de valor del rubro a nivel re-gional, a partir del cual se generó un mapa de bre-chas, el cual incluye los ámbitos de capital huma-no, gobernanza, producción, I+D+i, y el mercado (Serie Actas INIA Nº56, 2016). A partir de este tra-bajo se generó la Asociación Gremial Hortícola de La Araucanía, con el objeto de darle gobernabilidad al sector en la región.

Factores que limitan la expansión de la agroindustria hortícola hacia el sur de Chile

Del punto de vista agroecológico, la región presen-ta zonas agroecológicas con características apro-piadas para la producción de hortalizas industria-les, sin embargo existen algunos riesgos como los climáticos que pueden condicionar esta actividad,

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tales como heladas fuera de época, granizos, entre otros. Del punto de vista del suelo, la amplia varia-bilidad se presenta como una ventaja para la pro-ducción.

Del punto de vista predial, se observa una baja dis-ponibilidad de mano de obra en cantidad y calidad, esto puede ser superado en parte a través de la mecanización de las labores, especialmente de siembra y cosecha.

Una gran limitante se considera la lejanía respecto de las plantas procesadoras, a lo cual se agrega la falta de agroindustria regional, la falta de una ade-cuada infraestructura vial, así como también de in-fraestructura portuaria.

En la Figura 1, se muestra una gráfica de tempera-turas, y una de precipitación mensual acumulada, promedio de 30 años. Se aprecia el alza sistemáti-ca de las temperaturas máximas medias de los úl-timos 10 años, por sobre el promedio de los últi-mos 30 años. Lo mismo para las temperaturas mínimas medias. Es notoria la baja de los últimos años, donde las temperaturas mínimas medias se mantienen por debajo del promedio de los últimos 30 años. Todo lo anterior indica que en los últimos

6 años ha aumentado la amplitud térmica diaria, con noches más frías y días más calurosos.

En la Figura 2, se puede visualizar que la lluvia caí-da mensualmente en los últimos 10 años, y compa-rada con el promedio histórico de los últimos 30 años, tiene una alta irregularidad. En general, en los meses de enero a abril y septiembre a diciem-bre, entre el 60 a 70% de los años muestran una

Figura 1. Temperatura del aire mínima media, máxima media y media anual 2007-2016. Fuente: Gaete, N. 2017. Base de datos EMA INIA Carillanca.

Figura 2. Precipitación mensual acumulada 2007-2016, en relación con el promedio histórico de 30 años. Fuente: Gaete, N. 2017. Base de datos EMA INIA Carillanca.

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lluvia inferior al promedio histórico. De mayo a agosto, este porcentaje se reduce a un 40-50%.

Potencial agroindustrial hortícola del sur de Chile

La disponibilidad de agua para riego es un factor vital para la toma de decisiones respecto de qué y cuánto cultivar. Por ello, conocer la demanda bruta de agua de las diferentes especies hortícolas re-sulta vital para programar la superficie y la rota-ción de cultivos. En la Figura 3, se muestra la de-manda bruta teórica de algunas hortalizas con potencial agroindustrial para La Araucanía.

Figura 3. Demanda bruta estimada de agua de hortalizas con potencial agroindustrial, región de La Araucanía 2016. Fuente: www.planpredial.cl

Cuadro 1. Especies hortícolas con potencial para la zona agroecológica de Precordillera, 2016.

Especie Ciclo (días) Mes siembra Cosecha Rendimiento

Espinaca 45-75 enero-abril marzo-junio 16 T/ha agosto-diciembre octubre-febrero

Puerro 120 octubre-noviembre enero-marzo 60.000 paq/ha febrero-marzo mayo-julio 50.000 paq/ha

Betarraga 120 septiembre-enero diciembre-mayo 35-40 T/ha Zanahoria 150 agosto-diciembre diciembre-abril 50-80 T/ha Arveja verde 240 junio-septiembre noviembre-enero 20 T/ha Poroto verde 120 octubre-diciembre enero-marzo 7.5-10 T/ha Poroto granado 150 octubre-noviembre febrero-marzo 10-12 T/ha Maíz dulce 120-150 octubre-noviembre marzo-abril 50.000 U/ha Ají 150 octubre-diciembre febrero-abril 10 T/ha Brócoli 110 septiembre-octubre diciembre-febrero 36.000 U/ha Coliflor 110 septiembre-octubre diciembre-febrero 36.000 U/ha

Desafíos

Para avanzar hacia un desarrollo sostenido y sus-tentable de la horticultura en la zona sur de Chile, se requiere reforzar una serie de elementos:

· Mecanización: es sabido que uno de los insu-mos más requeridos es la mano de obra, sin em-bargo ésta es cada vez más escasa, poco prepa-rada y de alto valor. Por ello, la mecanización de ciertas labores permitirá reducir el uso de mano de obra, aumentar los rendimientos de los culti-vos, mantener una continuidad de la cosecha y entrega de productos, todo lo cual se traduce en una mejor eficiencia.

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· Riego: se requiere mejorar la tecnificación del riego hacia un uso más eficiente del recurso agua por la vía del riego localizado, idealmente utilizando fertirriego. El uso de energía también se constituye en un elemento limitante y de alto costo, por lo que se requiere su optimiza-ción.

· Diversificación de la producción: aumentar la paleta de oferta de productos es un desafío cuyo objetivo es mantener un abastecimiento permanente, optar a nuevos mercados, am-pliando las zonas de producción de manera de realizar una complementación territorial.

· Cubiertas de cultivos: dado los eventos climá-ticos especialmente fuera de la ápoca de ocu-rrencia normal (heladas, granizos, golpes de sol), se hace necesario mejorar el ambiente de la planta, para lo cual existen tecnologías que es-tán disponibles para escapar a dichos eventos climáticos.

· Reducción del uso de pesticidas: dada la ten-dencia de productos cada día más sanos y lim-pios, el uso de tecnologías como cubiertas de suelo, mallas anti plagas, entre otros, es posible llegar al mercado con un producto menos con-taminado con residuos de pesticidas, dada la reducción del uso de agroquímicos.

· Poscosecha y agregación de valor: se requiere avanzar en la reducción de las pérdidas en pos-cosecha, en mejorar la presentación de los pro-ductos, implementación de técnicas que reduz-can el calor de campo de manera más eficiente, utilizar distintos envases para mejorar la pre-sentación agregando valor al producto.

· Procesado: para agregar valor al producto final, es necesario fomentar la industrialización, pu-diendo generarse iniciativas a pequeña escala para mercados nichos.

Evaluación de hortalizas industriales en La Araucanía

Maíz dulce. Es una especie que tiene muy buen comportamiento agronómico y productivo en La Araucanía. Resultados indican un requerimiento de 598-690 días grado de siembra a cosecha, alcan-zando una duración de ciclo de 100-120 días, con rendimientos en torno a 50.000 mazorcas/ha de excelente calidad. Variedades más precoces tienen mejores expectativas de producción y escape a he-ladas estivales. Se están evaluando líneas avanza-das del PMG hortícola de INIA en la Precordillera de La Araucanía, donde los híbridos comerciales han llegado a rendimiento de 16-27 T/ha, compa-rados con líneas avanzadas que han alcanzado en-tre 12-29 T/ha de rendimiento comercial.

Cuadro 2. Rendimiento y dulzor de Maíz dulce, híbridos comerciales y selecciones PMG, temporada 2016/2017.

Peso total mazorcas Dulzor (Toneladas/ha) (°Brix) La Platina Carillanca La Platina Carillanca

Híbridos comerciales 5,6 - 16,0 16,2 - 27,1 9,1 - 18,7 10,7 - 17,4

Líneas avanzadas 2,2 - 29,8 13,1 - 37,0 8,1 - 26,0 11,9 - 29,0

Precocidad: La Platina 72-89; Carillanca: 100-120 (días a cosecha)

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Figura 4.Grados día acumulados en materiales de Maíz dulce evaluados en INIA Carillanca.

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Zanahoria. Esta raíz ha mostrado un muy buen comportamiento en el sur, tanto de variedades na-ranjo como de color. Evaluaciones realizadas en siembras entre agosto y diciembre, con 140 días a cosecha, han mostrado rendimientos entre 80-110 T/ha de raíces para las zanahorias tradicionales de color naranjo, y entre 50-60 T/ha para el caso de zanahorias de color púrpura, y menor grado de dul-zor que las producidas en la región Metropolitana.

Brócoli. Se han registrado rendimientos entre 22 y 35 T/ha en primavera-verano, siendo menores en plantaciones de otoño-invierno, entre 8 y 15 T/ha. En zonas más favorables climáticamente, estos rendimientos aumentan en un 25% aproximada-mente.

Ají cacho de cabra. En evaluaciones con diferentes ecotipos locales, se han registrado rendimientos entre 4 y 13 T/ha, con contenidos de materia seca entre 11 y 17%.

Tendencias del mercado

La tendencia actual es diversificar los mercados para las hortalizas, generando materia prima de alta calidad para la industria, con altas tecnologías de producción. Los productos saludables y funcio-nales, ricos en carotenos, antocianos, licopenos, capsantina, entre otros, van adquiriendo cada día mayor relevancia por sus efectos positivos en la salud de la población. Por su parte, la generación

de colorantes naturales de alimentos y bebidas se vislumbra de gran interés a nivel internacional, de manera de reemplazar los colorantes sintéticos. Finalmente, se requiere incrementar los emprendi-mientos a pequeña escala, y mejorar la informa-ción de mercado, la que se requiere que cada día esté más disponible para toda la cadena de valor de la horticultura.

Genética para el sur?

Chile tiene una alta dependencia de variedades hortícolas de empresas transnacionales, y el sur no está exento de esta realidad. Por otro lado, los hí-bridos y variedades están orientadas a la zona cen-tral del país, cuyas condiciones agroclimáticas son diferentes. Por ello se requiere hacer evaluaciones en la zona sur, pero los recursos económicos son limitados y los volúmenes de venta de semilla son bajos, por lo que no es de interés de las empresas distribuidoras. Una forma de mejorar esta brecha es generando variedades OP para la pequeña agri-cultura, de menor costo y también de menores re-querimientos tecnológicos, lo que permitiría un mayor acceso a semilla de buena calidad.

Interesante de destacar es la necesidad de cuanti-ficar el contenido de compuestos funcionales en las condiciones del sur, para buscar localidades para producir especialidades para nichos de mer-cado.

Para finalizar, indicar la necesidad de realizar ges-tión y registros en todos los eslabones de la cade-na de valor de la horticultura del sur de Chile, que nos permita ser otra opción productiva, en especial para la pequeña agricultura.

Referencias

FIA, 2016. Agenda de Innovación Agraria: Produc-ción hortícola. RPI: 267320, ISBN: 978-956-328-182-8. Santiago, Chile. 42p.

www.planpredial.cl

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Capítulo 3

Mejoras genéticas y tecnológicas en la producción de alcachofa industrial

Constanza Jana AyalaIng. Agrónomo, Dr.

[email protected] Intihuasi

La superficie de alcachofa cultivada en Chile ha disminuido drásticamente. Tradicionalmente se han cultivado 2 mil hectáreas a nivel nacional de esta especie, sin embargo, entre los años 2007 y 2011 con el auge de la exportación de alcachofa procesada a Estados Unidos, esta cifra subió has-ta 5.875 ha nacionales, de las cuales 3.030 se en-contraban en la Región de Coquimbo, que cuenta con un clima con características mediterráneas, como la zona de origen de esta especie, que per-mite la producción durante 10 meses del año. Las cifras de exportación de alcachofas conservadas en vinagre o ácido acético a Estados Unidos, fue-ron cercanas a los 10.000.000 de kilos (ODEPA, 2017) para el año 2009 y en ese momento, con el auge para esta especie, se planteó la alternativa de realizar un programa de mejoramiento para alcachofa en función de las variedades locales de buen comportamiento, específicamente el tipo argentina, caracterizado por ser un tipo varietal de buenas características de procesamiento, au-sencia de espinas, baja necesidad de vernaliza-ción y largo período de cosecha, por las condicio-nes benignas con ausencia de precipitaciones en las etapas de floración y cosecha. Los objetivos de este programa apuntaban al mejoramiento in-dustrial, tratando de subir el valor promedio del 30%.

Programa de mejora para alcachofa argentina

El programa de mejora para el tipo varietal “argen-tina” comenzó con una colecta de materiales de alcachofa entre las regiones de Coquimbo y Valpa-raíso. En total se colectaron 357 plantas seleccio-nadas por productividad y forma de cabezuela con objetivo agroindustrial. El índice de productividad para selección fue en base al número de cabezas por planta. En un solo tallo más de 10 cabezas y con más de dos tallos 14 cabezas, siempre en plan-tas de producción temprana. Las zonas de colecta se observan en la Figura 1. Con las 357 plantas promisorias, se estableció un plantel madre en la Parcela Experimental Pan de Azúcar de INIA, ubicada en la Ruta 43 camino a Ovalle, Hijuela N°2 Cerrillos, Coquimbo, donde a través de caracteres UPOV (2001) para alcachofa y microsatélites para la especie, se caracterizaron y seleccionaron los 25 mejores clones. Desde el pun-to de vista morfológico se encontraron diferencias en la mayoría de los caracteres fenológicos y pro-ductivos evaluados, no así en las características morfológicas vegetativas ni con los marcadores genéticos utilizados. El proceso de selección se realizó después de evaluar en terreno de agricul-

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tores el comportamiento de las plantas clonadas, durante dos temporadas, como se observa en la Fi-gura 2.

Los caracteres fenológicos utilizados fueron: días de plantación a primera cosecha, con el fin de po-der determinar la precocidad de cada individuo y días totales de producción, con el fin de determi-nar qué tan concentrado era el período de cosecha.La caracterización productiva se basó en la medi-ción de peso (g) y diámetro (cm) de la cabezuela, y número de cabezuelas por planta. Con estos datos se pudo obtener el rendimiento total potencial (T/ha y Nº de cabezuelas/ha) alcanzable de cada indi-viduo. Se registró el número de cabezuelas de de-secho y no comercializables, las que no fueron par-te para la determinación del rendimiento total.

Figura 1. Zonas de colecta de alcachofa tipo argentina para plantel madre.

Figura 2. Esquema de selección clonal de plantas de alcachofa de buenas características productivas.

La evaluación de la cabezuela comprendió:

1. Longitud (cm). Distancia medida con pie de metro desde la punta de la cabezuela hasta el receptáculo, sin tallo

2. Diámetro (cm). Distancia ecuatorial de la par-te más ancha, medida con pie de metro

3. Peso (g). Medido con balanza analítica4. Forma sección longitudinal. Forma del con-

torno de la cabezuela, pudiendo ser redonda (1), elíptica ancha (2), oval (3), triangular (4) o elíptica transversal ancha (5)

5. Forma de la punta. Forma del perfil de la pun-ta de la cabezuela, pudiendo ser aguda (1), re-donda (2), plana (3) o hundida (4)

6. Pigmentación antociánica. Presencia de color violeta en las brácteas internas de la cabezue-la, pudiendo ser ausente (1), leve (2), medio (3), fuerte (4) y muy fuerte (5) [variable discreta]

7. Densidad de brácteas internas. Característica medida al tacto que se refiere al grado de compactación de las brácteas internas, pu-diendo ser laxa (1) o compacta (2)

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8. Diámetro del receptáculo sin las 4 capas ex-teriores (cm). Medido con pie de metro de diámetro del receptáculo después de sacar las cuatro capas de brácteas exteriores

9. Espesor del receptáculo (cm). Distancia me-dida con pie de metro del receptáculo, sin to-mar en cuenta el tallo

10. Curvatura de la punta. Curvatura de la punta sólo de las brácteas internas, pudiendo estar presente (1) o ausente (2)

11. Forma de la sección longitudinal del recep-táculo. Forma que puede ser plana (1), leve-mente deprimida (2) o muy deprimida (3).

La evaluación de la bráctea comprendió:

1. Presencia de mucrón. Presencia (1) o ausencia (2) de una punta corta, más o menos aguda y bien diferenciada que termina abruptamente en la punta de la bráctea [variable discreta]

2. Tamaño de espinas. Presencia o ausencia de espinas en la punta de la bráctea, pudiendo ser ausente (1), muy pequeña (2), pequeña (3), me-dia (4) y grande (5)

3. Forma principal. Forma de la bráctea mirada de frente, pudiendo ser larga (1), ancha (2) o cua-drada (3)

4. Color de la cara externa. Color de la bráctea, pudiendo ser verde (1) o verde con violeta (2)

5. Forma de la punta. Forma de la punta mirada de frente, pudiendo ser aguda (1), plana (2), redon-da (3) o hundida (4)

6. Ancho de la base (mm). Distancia medida con pie de metro de la base de la bráctea. La base se caracteriza por ser de color blanco, distintivo del resto de la bráctea

7. Longitud de la base (mm). Distancia medida con pie de metro de la base de la bráctea

8. Espesor de la base (mm). Distancia medida con pie de metro del perfil de la base de la bráctea.

Ejemplos de líneas obtenidas por selección clonal

En los Cuadros 1 y 2, se muestran dos clones se-leccionados desde el plantel madre y evaluados en Las Rojas (camino a Vicuña en parcela de agricul-tor) y en Pan de Azúcar (Parcela INIA). La línea 37 logró rendimientos en parcela agricultor de 27,6 T ha-1y la línea 69, 23 T ha-1, mientras que el prome-dio nacional es de 10 T ha-1. Estos materiales se multiplicaron en forma masiva y se entregaron a los agricultores productores de alcachofa de la zona.

Distribución producción por calibre (mm)

Calibre 50-55 55-60 60-65 65-70 70-75 >75

Las Rojas 4 15 12 42 25 4 Pan de Azúcar 16 17 18 18 16 16

Cuadro 1. Características del clon de alcachofa argentina N°37 en dos sitios de producción.

Las Rojas Pan de Azúcar

Establecimiento 23-12-2010 30-12-08 Inicio cosecha 29-04-2011 16-04-09 Término cosecha 12-11-2011 08-12-09 Días a inicio cosecha 127 108 Amplitud cosecha (días) 197 235 Densidad plantación (p/ha) 22.000 10.000 Producción (t/ha) 27,5 46,0

Fenología

D E F M A M J J A S O N D Las Rojas Plantación Cosecha Pan de Azúcar Plantación Cosecha

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Distribución producción por calibre (mm)

Calibre 50-55 55-60 60-65 65-70 70-75 >75

Las Rojas 4 23 7 37 30 4 Pan de Azúcar 10 11 15 17 13 34

Cuadro 2. Características del clon de alcachofa argentina N°69 en dos sitios de producción.

Las Rojas Pan de Azúcar

Establecimiento 23-12-2010 30-12-08 Inicio cosecha 22-04-2011 25-04-09 Término cosecha 07-11-2011 21-12-09 Días a inicio cosecha 120 116 Amplitud cosecha (días) 199 240 Densidad plantación (p/ha) 22.000 10.000 Producción (t/ha) 23,0 60,0

Fenología

D E F M A M J J A S O N D Las Rojas Plantación Cosecha Pan de Azúcar Plantación Cosecha

Calidad sanitaria de los materiales de propagación utilizados tradicionalmente

Dado que la forma de propagación de alcachofa ar-gentina es a través de materiales vegetativos, se realizó una evaluación para determinar el nivel de infestación de virus de los tres principales órganos de vegetación: hijuelos, tallos y rizomas (tallos modificados), lo que se observa en la Figura 3. Sobre 100 muestras de cada órgano se evaluó el Virus del mosaico de la alfalfa (AMV), Virus del mo-saico del pepino (CMV), Virus del bronceado del to-mate (TSWV), Virus del mosaico amarillo del poroto (BYMV) y Virus latente de la alcachofa (ArtV). Se trabajó con hojas jóvenes que provenían de plantas originadas a partir de distintos materiales de pro-pagación (rizomas, tallos, hijuelos) y se amplificó por RT-PCR secuencias genómicas parciales de cada virus analizado (Figura 4). Primero, se realiza-ron extracciones de ácidos nucleicos totales (ANT) siguiendo el protocolo descrito por Bertheau y cols. (1998). Todas las reacciones de PCR se reali-zaron en un termociclador XP thermal cycler TC-XPD (BIOER, China) siguiendo un programa de tem-

Figura 3. Órganos de propagación de alcachofa.

peraturas específico para cada virus. Los productos amplificados fueron visualizados en un gel de aga-rosa 1,5% teñido con bromuro de etidio. Los resultados indicaron que el 100% de los rizo-mas utilizados como órganos de propagación esta-ban contaminados con el Virus latente de la alca-chofa, por lo que se recomienda no utilizar ese tipo de órgano como fuente para propagación.

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Experiencia de propagación de alcachofa in vitro

Como alternativa sanitaria a los materiales clonales seleccionados, se intentó la propagación in vitro de meristemas provenientes de hijuelos frescos. Las principales ventajas de este sistema de propagación son la limpieza de bacterias exógenas, la homogenei-dad de la descendencia y un alto porcentaje de lim-

pieza de virus, siempre y cuando al momento de la eliminación de primordios foliares, se elimine la ma-yor parte de ellos. Las desventajas son el alto costo de obtención por planta y la pérdida de precocidad de producción otoñal (Cuadro 3). Se observa además una disminución en los rendimientos productivos a través de esta técnica, de hasta un 48,6% como es en el caso del clon 307 del Cuadro 3. El procedimiento y los días de cada etapa se observan en la Figura 5.

Figura 4. Amplificación por RT-PCR de un fragmento de 497 bp desde el extremo 3’-terminal del genome de ArLV. Los carriles 1 al 4 muestran los controles negativos, carril 5: estándar 100 bp; carriles 6 al 10: diferentes muestras de alcachofas analizadas que presentaron la banda esperada ante la presencia de este agente viral.

Cuadro 3. Valores productivos entre plantas producidas bajo sistema de producción vegetativa de hijuelos versus sistema de propagación in vitro.

Clones Valores Elite Madres Elite in vitro

37 Inicio Cosecha DDP 127 177 ** Amplitud (días) 197 48 ** Prod Total (kg/ha) 28.845 18.579 **

64 Inicio Cosecha DDP 120 206 ** Amplitud (días) 203 63 ** Prod Total (kg/ha) 22.540 21.533




** Indica diferencia estadística significativa según prueba de t

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La pérdida de precocidad puede ser mejorada con la utilización de ácido giberélico. Lo impor-tante, es que el momento de aplicación debe corresponder a la fecha de inducción a flor, que en alcachofa es a la octava hoja verdadera. En ese momento se hace la primera aplicación, la que se repite a los 10 y 20 días después de la

Figura 5. Ciclo productivo de propagación in vitro de meristemas de alcachofa argentina.

primera. Los resultados de su utilización se se-ñalan en el Cuadro 4 y se observa que con el uso de GA es posible obtener hasta un mes de pre-cocidad, en materiales in vitro con gran pérdida de precocidad. Logrando un número significati-vamente mayor de cosechas y un período de producción más amplio.

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Experiencia de propagación con órganos vegetativos

Siendo la alternativa de propagación vegetativa la más usada y dado los resultados obtenidos con pro-pagación in vitro, se decidió evaluar el efecto en la brotación con los diferentes tipos de órgano. Los re-sultados (Cuadro 5), ratifican que en términos de brotación no es eficiente el uso de tallos modifica-dos o rizomas, pero indican que lo mismo ocurre con los tallos secos, por lo que lo más recomendable es utilizar hijuelos frescos, que son más simples que la utilización de hijuelos enraizados u ovolis.

Programa de mejora a través de la vía sexual

La literatura indica grandes dificultades para la producción de semilla de alcachofa. Esto ocurre porque es una planta predominantemente de poli-

nización cruzada (alógama) debido a que presenta dicogamia del tipo protandria. Sus flores son her-mafroditas, pero sus órganos masculinos y femeni-nos están viables en momentos diferentes, en este caso, primero se comporta como macho, maduran-do el gineceo 2 ó 3 días después de la producción del polen. A pesar de ser una especie semi perenne, hermafrodita, en la cual, la protandria y la poliniza-ción por insectos incrementan el porcentaje de alogamia, puede comportarse como autógama de-bido a su floración centrípeta que permite la auto-polinización a nivel de capítulo.

Para lograr mejoras se realizó un proceso de poli-nización libre y colecta de semilla después de una selección masal. Aproximadamente 10.000 plantas de semilla fueron plantadas y de ellas se realizó un proceso de selección-plantación-autofecundación que llegó hasta la cuarta generación de fecunda-ción en algunos casos. La selección fue realizada en función del rendimiento y forma de la cabezue-

Cuadro 4. Precocidad de cosecha y número de cosechas en dos líneas elite, 306 y 307, provenientes de propagación in vitro, sometidas a tratamiento con y sin GA.

Cosecha Factor Inicio DDP Término DDP Amplitud Cosechas

Selección (A) 306 169,83 a 257,5 a 87,67 a 10 a 307 168,46 a 255,1 a 86,67 a 9 a Pr>F 0,5435 0,4785 0,8267 0,0983

GA (B) Si 152,25 b 261,25 b 109,00 a 11 b No 186,04 a 251,375 a 65,33 a 8 a Pr>F 0 0,0149 0 0,0003

A*B Pr>F 0,1673 0,3945 0,2006 0,0746

Letras distintas en una misma columna indican diferencia estadística significativa (p<0,05) según test de Duncan.

Cuadro 5. Porcentaje de brotación de cinco tipos de órganos de propagación plantados en verano, provenientes de material seleccionado, en la parcela experimental Pan de Azúcar, Coquimbo.

4 semanas 6 semanas 8 semanas Órgano de propagación (25/02/10) (10/03/10) (25/03/10)

Hijuelo fresco 92,62 a 93,75 a 99,40 a Hijuelo enraizado 83,92 b 87,20 ab 96,13 a Tallo 80,95 b 89,28 ab 90,47 b Rizoma 80,95 b 89,28 ab 90,77 b Ovoli 61,90 c 84,82 b 97,32 a

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la. Ejemplo de las producciones por planta logradas por algunas de las plantas de semilla de alcachofa se observa en la Figura 6.

Evaluación industrial

Para la agroindustria, la forma de la cabezuela de alcachofa debe ser compacta, sin cintura y de hojas finas. Con el objeto de evaluar la calidad para la agroindustria de los materiales obtenidos a través

del proceso de mejora sexual, se utilizó una pauta de evaluación de 1 al 7 para categorizar las líneas de semilla. Los resultados se muestran en el Cua-dro 6.

Referencias

Odepa, 2017.

Bertheau y cols. (1998).

Figura 6. Producción total (kg/ha) de alcachofas de semilla.

Cuadro 6. Evaluación industrial de líneas segregantes de alcachofa, hasta la cuarta generación de autofecundación.

N° muestra Nota calidad Observación

2 5,80 No muy compacta 17 4,00 Suelta, hueca 26 6,00 Compacta, hoja delgada poca cintura 38 6,20 Compacta, sin cintura, largas 50 5,90 Compacta, algunos ejemplares redondeados, hojas más gruesas 65 5,80 Compacta, hoja fina, algo cintura, pequeña 74 6,50 Compacta, hoja fina 75 5,50 Compacta, hoja más gruesa, tipo cuadrado 98 5,50 Compacta, presenta cintura, manchado 138 6,50 Compacta, sin cintura 142 5,90 Compacta, algo cintura, larga 167 5,80 Compacta, algo cintura, larga 192 6,00 Compacta, hoja delgada 194 6,00 Compacta, algo cintura

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Capítulo 4

Programas de mejoramiento genético de alcachofa en Argentina: pasado, presente y futuro

Vanina Cravero1; Micaela Mancini1; Bernardita Gatti2;Ana Carina Morero2; Yair Malik2

[email protected], [email protected] IICAR-CONICET, Facultad de Ciencias Agrarias (UNR)

2 Universidad del Centro Latinoamericano, UCEL

Origen y situación actual del cultivo en Argentina

La especie Cynara cardunculus L. es un grupo taxo-nómico relativamente pequeño que incluye a C. cardunculus L. var. scolymus (L.) Fiori, conocida como alcachofa (“alcaucil” en Argentina) y otras dos variedades botánicas: C. cardunculus var. altilis (cardo cultivado) y C. cardunculus var. sylvestris (cardo silvestre), el cual es considerado antecesor de ambas formas cultivadas (Rottenberg y Zohary, 1996). Esta especie es originaria de la cuenca del Mediterráneo y fue introducida a nuestro país, por inmigrantes italianos y españoles junto a sus cos-tumbres culinarias, preferencias varietales y técni-cas de cultivo. El alcaucil tuvo mayor difusión como cultivo hortícola que el cardo. Este último tiene un consumo muy limitado y solo se cultiva en huertas familiares de la región central del país, destinán-dose los pecíolos y parte de la nervadura central de la hoja a la preparación de ciertas comidas típi-cas de la cocina italiana. Por su parte, el cardo sil-vestre es un tipo no domesticado que puede desa-rrollarse en una amplia gama de suelos y climas y, debido a su rusticidad, presenta mínimos requeri-mientos hídricos y bajo (o nulo) uso de agroquími-cos.

El cultivo del alcaucil se diversificó en función de la zona de producción. De este modo, en la región de Cuyo prevaleció el cultivo de variedades verdes, preferidas por los españoles, derivadas del cultivar “Blanco de Tudela” y conocida en el país como “Blanco de San Juan”; mientras que en la región central, predominaron las variedades violeta o mo-radas (de origen italiano). Entre estos, “Ñato” tam-bién conocido como “Ñato criollo” o “Violeta” fue el cultivar más difundido en la década del ’80, sin embargo, debido a su producción tardía fue rápida-mente reemplazado por “Romanesco” el cual es un material proveniente de la región del Lazio (Italia) que fue ingresado al país con el nombre de “Fran-cés” o “Francés precoz”, quizás tratando de mante-ner en secreto el origen del mismo. Otros materia-les que fueron cultivados, aunque en menor medida, en la región central fueron “Precoz Italiano”, de producción temprana, probablemente derivado del “Precoce di Jesi”; “Spinoso sardo”, variedad espino-sa proveniente de la Región de Sardegna y “Violeta de Provenza”, material altamente productivo y precoz (Figura 1).

Instituciones públicas nacionales como el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria y la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de

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Figura 1. Materiales introducidos y cultivados en Argentina: A) Blanco de San Juan, B) Romanesco, C) Ñato, D) Precoz Italiano, E) Violeta de Provenza, F) Spinoso Sardo.

Figura 2. Variedades obtenidas por la UNR: A) Oro Verde FCA, B) Gauchito FCA, y C) Gurí FCA.

Rosario han llevado a cabo, a partir de la década del ’90, programas de mejoramiento genético de la es-pecie tendientes a la obtención de nuevos cultiva-res con adaptación local. Como resultado, el INTA liberó cuatro cultivares, todos ellos de multiplica-ción vegetativa: “Sanpedrino INTA”, “Gallego INTA”, “Tiernito INTA” y “Gringo INTA”, los cuales han sido poco difundidos. Por su parte, las variedades obte-nidas por la UNR: “Oro verde FCA”, “Gauchito FCA” y “Gurí FCA” (Figura 2), si bien presentan elevados

rendimientos (12-16 T/ha) (Cointry et al, 2005) y excelente calidad para mercado en fresco (Gauchi-to FCA también puede adaptarse a la industria), to-dos son de multiplicación vegetativa y producción tardía. Estas fueron las principales razones por la que estos cultivares fueron adoptados sólo tempo-ralmente por los horticultores, especialmente en el área de Rosario, pero rápidamente fueron despla-zados por el ingreso al país de materiales multipli-cados vía semilla y producción más precoz.

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Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, 2017), Ar-gentina es el cuarto productor mundial de alca-chofa (105.236 T/año) luego de Italia, Egipto y Es-paña (Figura 3). En el cinturón hortícola de La Plata (Buenos Aires) se produce el 64% del total nacio-nal, seguido por la zonas de Rosario (Santa Fe) y Cuyo (Mendoza y San Juan), las que suman casi un 30% de la producción nacional. El resto se distri-buye en áreas hortícolas de Mar del Plata, Córdoba y Tucumán (García et al, 2015).

Figura 3. Distribución de la producción mundial de alcachofa (T/año).

Figura 4: Evolución de la producción nacional de alcachofa durante el período 2000-2014. A) superficie total cultivada, B) producción total, C) rendimiento por hectárea. (Fuente: FAO, 2017).

Durante el período 2000-2014, la producción na-cional de alcachofa creció de 83.700 a 105.200 T/año (FAO, 2017). El incremento observado en los primeros 10 años responde, especialmente, a un aumento en el área cultivada. Sin embargo, a partir de 2009-2010, los mayores incrementos en la pro-ducción se debieron a un aumento en el rendimien-to obtenido por hectárea tras la llegada al país de nuevos materiales híbridos, observándose una fuerte caída en el área cultivada en el año 2012, la cual coincidió con el pico máximo observado para el rendimiento por hectárea y para la productivi-dad total (Figura 4). La adopción de esta nueva ge-nética sumada a la implementación de mejores prácticas agronómicas ha permitido, además, ade-lantar la producción al mes de mayo, lo que permi-te obtener mejores precios en el mercado local.

Uso y características

Además de su uso como cultivo hortícola, diferen-tes autores han planteado la utilización de la espe-cie C. cardunculus L. para diferentes aplicaciones industriales. Entre estas, la utilización de la bioma-sa seca (especialmente de cardos) para producción de bioenergía, basándose en la relativamente baja cantidad de insumos requeridos durante el ciclo del cultivo, la gran cantidad de biomasa producida (15 - 20 T/ha/año) (Fernández et al., 2006), la com-posición predominantemente lignocelulósica de la misma y el elevado valor calórico (Gherbin et al., 2001). Asimismo, es una especie filogenéticamen-te relacionada al girasol (ambas pertenecen a la familia Asteraceae) y, como tal, desarrolla nume-

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rosos frutos oleaginosos (aquenios), que común-mente se conocen como “semilla”. El aceite produ-cido en estos aquenios podría utilizarse tanto para consumo humano como para la producción de bio-diesel (Fernández y Curt, 2004). Por otra parte, puede mantenerse en producción por 10-15 años, lo que permitiría distribuir los costos de plantación del cultivo durante todo ese período de tiempo.

Por otra parte, la utilización de esta especie con los fines antes descritos traería aparejados benefi-cios adicionales para el medioambiente tales como: a) menor contaminación por nitrato ya que requiere menor fertilización nitrogenada que la mayoría de los cultivos tradicionales); b) menor dependencia de agroquímicos debido a que el rápi-do rebrote a partir del segundo año controla el de-sarrollo de malezas a su alrededor y no se han de-tectado enfermedades o plagas importantes que afecten al cultivo; c) alta eficiencia en la captación de agua porque puede obtenerla de capas profun-das, produciendo elevada cantidad de biomasa aún sin riego; d) menor impacto sobre la estabilidad estructural del suelo, luego del establecimiento del cultivo la única labor sobre el mismo es la co-secha, por lo que los campos no sufren compacta-ción por maquinaria, y e) mejora en las caracterís-ticas físico-químicas del suelo debido a que las primeras hojas se secan y caen favoreciendo la for-mación de una capa rica en humus en los primeros centímetros del suelo (Grammelis et al, 2008).

En este contexto, plantas pertenecientes a diferen-tes accesiones de C. cardunculus var. altilis y var. syl-vestris que forman parte de la colección viva de ger-moplasma de la Facultad de Ciencias Agrarias (UNR) fueron evaluadas en cuanto a las características y propiedades de la biomasa y aceite producidos.

Para tal fin, las plantas fueron cortadas en el esta-dio de máxima senescencia, separando las semillas del resto de la biomasa aérea. Esta última fracción fue sometida, en primer término, a un análisis quí-mico de Van Soest para determinar el contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina, el cual fue com-parado con datos bibliográficos referidos a otros cultivos lignocelulósicos (Cuadro 1).

Se pudo observar que el contenido de celulosa es superior en cardos silvestres respecto de los culti-vados y esta relación se invierte cuando se consi-dera la fracción de hemicelulosa (Lanza Volpe et al., 2015). Las diferencias entre ambas variedades botánicas son mínimas en cuanto al contenido de lignina, encontrándose este último componente en menor proporción que la observada en otros culti-vos de referencia. El porcentaje de celulosa obser-vado en cardos, resulta similar al reportado para maíz, paja de trigo y arroz, aunque el porcentaje de hemicelulosa resulta inferior al observado en estos cultivos.

Con estos valores y considerando una producción de biomasa de 15 T/ha y un 80% de hidrólisis de la celulosa y la hemicelulosa, fue posible calcular la producción potencial de bioetanol utilizando un Software perteneciente al Departamento de Ener-gía de los Estados Unidos (energy.gov). Para ambos tipos de cardo, la producción potencial de bioeta-nol calculada fue de aproximadamente 4000 L/ha. En la actualidad, la mayor parte del bioetanol pro-ducido a nivel mundial, se obtiene a partir de caña de azúcar y maíz. Estos cultivos presentan un ren-dimiento de 5700 y 3100 L/ha, respectivamente. Si bien los valores obtenidos en cardo son solo una estimación, éstos permiten inferir que podríamos contar con una materia prima adecuada para la ge-neración de este tipo de biocombustible.

Cuadro 1. Composición de la biomasa de cardos y otros cultivos lignocelulósicos.

Celulosa Hemicelulosa Lignina (%) (%) (%)

Cardo 34 17 12 silvestre Cardo 31 20 11 cultivado Madera 44-50 20-26 17-30 Caña de azúcar 50 20 30 Maíz 36 23 17 Paja de trigo 33 25 23 Paja de arroz 34 25 23

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Sobre estas mismas fuentes de biomasa se deter-minó el contenido de materia seca por planta y, posteriormente, los parámetros primarios de gasi-ficación. Los valores de poder calorífico (HV) se ob-tuvieron midiendo la producción de calor en una bomba calorimétrica adiabática. Los porcentajes de ceniza, extracto etéreo (EE) y sílice (SiO2) fueron determinados según protocolos AOAC (1990). Pos-teriormente, se envió una muestra combinada de ambas variedades botánicas al Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) de San Miguel de Tucumán donde se encuentra la planta demostra-tiva de gasificación. Sobre este material se deter-minó; densidad aparente según lineamiento Norma UNE-EN 15103 y se realizó un test de fusibilidad de cenizas (Norma ASTM D-1857) (Cuadro 2) (Mancini et al., 2017).

Como se puede observar, la cantidad de materia seca producida por las plantas de cardo cultivado es el doble que la obtenida en cardos silvestres. Considerando un sistema de producción extensivo (15.000 plantas/ha) para cardo cultivado y silves-tre, la producción total de materia seca sería cer-cana a las 10 y 5 T/ha, respectivamente. Los valores observados para EE y SiO2 están dentro del rango esperado para cultivos herbáceos (0,5-15%) y es menor al valor medio informado para cardo (SiO2 2,5%) (Aho et al., 2008). Estas diferencias pueden deberse a la composición del suelo en el cual fue plantado el cultivo en cada uno de los trabajos. En cuanto al contenido de cenizas, si bien fue superior en cardo cultivado, los valores están dentro del rango preestablecido para el cultivo (5,0 – 8,2%) (Mantineo et al., 2009). El contenido de cenizas de una materia prima óptima para gasificar no debería superar el 5%, debido a que por encima de este va-lor aumenta la probabilidad de atascamientos en los sistemas de gasificación. Los porcentajes ob-

servados en cardo podrían ser reducidos, aumen-tando la precaución de contaminación del material al momento de cosecha o separando tallos de ho-jas, debido a que el porcentaje de cenizas en am-bas fracciones varía considerablemente (hoja=12%; tallo=4%). En cuanto al poder calorífico, ambos ti-pos de cardo presentaron valores similares y acor-des a los informados por otros autores (Cajarville et al., 1999; Aho et al., 2008).

La densidad aparente obtenida para los cardos en general es baja (75 kg/cm3), la densidad recomen-dada es cercana a 150 kg/cm3. El test de fusibilidad de cenizas realizado bajo condiciones reductoras mostró valores de temperatura (T°) de deforma-ción: 1.095ºC, T° de semiesfera: 1.170°C y T° de fluidización: 1.210ºC. Con estos parámetros el uso puro del material no fluiría dentro del equipo de gasificación, aunque podría mejorarse separando las hojas y demás material fino mediante tamizado como así también seleccionando aquellas accesio-nes que presentan bajo contenido de cenizas ya que se observaron diferencias entre las mismas. También podría utilizarse en mezclas con otros materiales que aumenten su densidad y diluyan la concentración de cenizas.

Por último, la biomasa perteneciente a ambos ti-pos de cardo fue evaluada en cuanto a su calidad forrajera para rumiantes. Se determinaron los con-tenidos de sustancias orgánicas asimilables: fibra detergente neutra, fibra detergente ácida y lignina ácido detergente (Robertson y Van Soest, 1981) y el contenido de proteínas, comparándose con otras especies utilizadas en alimentación animal y se evaluaron parámetros que permiten estimar la energía disponible tales como digestibilidad in vi-tro (Tilley y Terry, 1963), energía digerible y ener-gía metabolizable (Castillo et al., 1996) (Cuadro 3).

Cuadro 2. Parámetros de gasificación. MS (materia seca), EE (extracto etéreo), SiO2 (sílice), HV (poder calorífico).

MS (g) EE (%) Cenizas (%) SiO2 (%) HV (Mj/kg)

Cardo cultivado 658,52* 1,82 7,48* 1,60 17,45 Cardo silvestre 317,35 2,14 6,49 1,58 17,70 * Corresponde a diferencias significativas entre las variedades botánicas (p<0.05).

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No se observaron diferencias entre ambas varieda-des botánicas para ninguno de los parámetros eva-luados. La composición química de diferentes fo-rrajes utilizados como fuente de nutrientes varía con la especie pero también se ve afectada por otros factores como la fertilidad de suelo, el esta-dío de crecimiento y las técnicas culturales aplica-das. Se considera que un forraje tiene alta calidad cuando tiene aproximadamente 70% de digestibi-lidad in vitro (IVDMD) de la materia seca, menos de 50% de fibra detergente neutra (NDF) y más de 15% de proteína bruta (CP). Por lo contrario, en uno de baja calidad la IVDMD disminuye a menos del 50%, la NDF sube a más del 65% y la CP baja a menos del 8%. Como se puede observar, el cardo resultaría un forraje de baja calidad debido, funda-mententalmente, al bajo contenido proteico y ele-vado contenido en fibras. Este tipo de alimentos con baja concentración de nutrientes por unidad de peso y alto contenido de fibra se considera de tipo “voluminoso”. Este tipo de alimentos no per-mite una gran ganancia de peso, sin embargo, son esenciales para estimular la rumiación y mantener la salud del animal. En este caso, la calidad del

mismo podría incrementarse por un lado utilizando el cultivo en estadío verde ya que, generalmente, la digestibilidad decrece con la edad del cultivo, asociado con un incremento en el contenido de lig-nina en la pared celular (Urriola, 1997). Por otra parte podría mezclarse con un suplemento rico en proteínas el cual podría obtenerse a partir del pe-llet producido como subproducto de la extracción de aceite (Mancini et al., 2016).

Paralelamente a la evaluación de la biomasa, se determinó el contenido de aceite en semillas y se evaluó el perfil de ácidos grasos haciendo un análi-sis comparativo con la composición del aceite de soja ya que este último es el principal insumo para la obtención de biodiesel. La extracción del aceite se realizó mediante la técnica de Soxhlet (AOCS, 2009), mientras que el perfil de ácidos grasos fue establecido mediante cromatografía gaseosa (GC).

El porcentaje de aceite obtenido osciló entre 18,33% y 22,84% para cardos cultivados y silves-tres, respectivamente. Los perfiles de ácidos gra-sos obtenidos resultaron similares en ambos tipos

Cuadro 3. Caracterización de la biomasa para uso forrajero y comparación con otros productos utilizados en alimentación animal. NDF (Fibra Detergente Neutra), ADF (Fibra Detergente Ácida), ADL (lignina ácido detergente) CP (Contenido de Proteínas), IVMD% (digestibilidad in vitro), DE (Energía Digerible), ME (Energía Metabolizable).

Parámetros nutricionales (%) Valores energéticos (MJKg-1) NDF ADF ADL CP IVDMD% DE ME

Cardo cultivado 74,59 54,54 10,50 5,69 34,26 5,98 4,89 Cardo silvestre 75,09 54,36 10,96 5,47 30,52 5,35 4,39

Rastrojo de soja1 62,04 47,71 13,30 14,20 Fardo de alfalfa1 42,83 32,32 8,40 20,03 Silaje de trigo1 54,88 37,25 8,49 9,34 Silaje de sorgo1 54,16 35,56 9,68 8,43 Silaje de sorga forrajero1 60,57 39,55 7,69 8,04 Silaje de girasol1 41,84 30,81 8,08 10,72 Silaje de caña de azúcar1 65,64 41,15 8,56 4,89 Espartillo2 73,06 38,04 4,81 3,32 1 Datos extraídos de la Tabla de Composición Química de Alimentos para Rumiantes (INTA, 2008).2 Castagnani et al. (no publicado).

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de cardo (Cuadro 4) (Morero et al., 2015). Al igual que la mayoría de los aceites vegetales, los princi-pales componentes del aceite de cardo son los áci-dos grasos que contienen entre 16 y 18 átomos de carbono. En este caso, los ácidos insaturados (lino-leico y oleico) representan cerca del 85%, mien-tras que los saturados (palmítico y esteárico), alre-dedor del 14%. Entre los ácidos grasos insaturados predomina el ácido linoleico y luego, en menor porcentaje, el ácido oleico. El ácido linolénico (C18:3) se ha detectado en una muy baja propor-ción (0,06 y 0,13% para cardos cultivados y silves-tres, respectivamente).

La semilla de soja contiene un porcentaje de aceite que oscila entre 15 y 25% (Kinney y Clemente, 2005), valor similar al obtenido en el presente tra-bajo a partir de semillas de cardo. En cuanto al per-fil de ácidos grasos, contiene alrededor de 16% de ácidos grasos saturados (4% esteárico y 12% pal-mítico), 27% de monoinsaturados (oleico) y 57% de poliinsaturados (50% de linoleico y 7% de lino-lénico) (Fehr and Curtiss, 2004; Bologna et al. 2011). La comparación realizada entre los aceites obteni-dos a partir de cardo y los valores reportados para aceite de soja (Cuadro 4) indica que los porcenta-jes de ácidos saturados y los insaturados son simi-lares en ambas especies. Sin embargo, el aceite de cardo muestra menor contenido de ácido linoléni-co que el aceite de soja (0,1 y 7,0%, respectiva-mente). El ácido linolénico genera inestabilidad del combustible, por tanto, bajo contenido de este ácido es deseable al momento de destinar el acei-te a la producción de biodiesel. Con esta caracte-

rística, el biodiesel obtenido a partir de aceite de cardo tendría una mayor resistencia a la oxidación.

El cultivo de soja presenta un rendimiento en grano promedio anual de 2,8–3,0 T/ha, alcanzando, en las zonas núcleo, rendimientos de hasta 5,0–6,0 T/ha. El rendimiento del cardo aún no ha sido determinado en nuestro país, sin embargo, bajo las condiciones climáticas del Mediterráneo, donde se documenta su centro de origen y se caracteriza por presentar pre-cipitaciones escasas e irregulares (alrededor de 350 mm anuales) así como veranos cálidos y secos, estos rendimientos se estimaron en aproximadamente 1,5 T/ha (Fernández y Curt, 2004). A pesar de que la soja presenta un mayor rendimiento anual, el cardo pre-senta la ventaja de ser un cultivo perenne que puede permanecer en producción durante 10-15 años, por lo cual, el costo de establecimiento puede ser dividi-do durante largos periodos disminuyendo así la inci-dencia de los costos del primer año. Asimismo, el uso de C. cardunculus para la producción de aceite, des-tinado a la producción de biodiesel, tendría la venta-ja, como se describió anteriormente, de que es com-patible con la utilización de la biomasa con otros fines energéticos (bioetanol o energía obtenida a partir de combustión) o forrajeros. Sólo sería nece-sario desarrollar un sistema de cosecha selectivo. Una alternativa sería cosechar el total de la biomasa aérea y luego, en una planta procesadora, separar las semillas de la biomasa lignocelulósica, o bien utilizar una cosechadora con dos puntos de corte, uno a nivel del capítulo y el otro a nivel del suelo, lo que permi-tiría separar las semillas del resto de la biomasa en el mismo momento de la cosecha.

Cuadro 4. Contenido de aceite (en porcentaje) y perfil de ácidos grasos en cardo cultivado y silvestre. Comparación con datos de soja.

Perfil de ácidos grasos (%) % aceite 16:0 18:0 18:1 18:2 18.3 Palmítico Esteárico Oleico Linoleico Linolénico

Cardo cultivado 18,33 10,84 3,12 24,50 60,24 0,06 Cardo silvestre 22,84 10,88 2,15 22,61 62,30 0,13 Soja 23,00 12,00 4,00 27,00 50,00 7,00

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Referencias

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Bologna, S; Soldini, D.; Rojas, E.; Martínez Álva-rez, D.; Balzarini, M. 2011. Selección para me-jorar el perfil de ácidos grasos en soja transgé-nica vía análisis de biplots. Interciencia. 36(1):16-21.

Castillo, A.; Melo, O.; Boetto, C. 1996. Cálculo de Requerimientos Energéticos y Proteicos del Ga-nado Bovino Lechero. Ed. INTA-UCA Córdoba (Argentina). pp. 98.

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Capítulo 5

Variedades de alcachofa, pimiento y maíz dulce en España

Carlos Baixauli [email protected]

Responsable de Agrosostenibilidad,Centro de Experiencias de Cajamar en Paiporta, España.

Alcachofa

La alcachofa es oriunda de la región mediterránea, de la que se poseen ciertos indicios de cultivo por parte de los íberos, y de las que se sabe que fueron objeto de selecciones por parte de los musulmanes españoles así como de los italianos, en la Edad Me-dia, de donde procede la mayor parte de las varie-dades actualmente cultivadas (Maroto, 1998). Aunque tradicionalmente se ha cultivado en países de la cuenca mediterránea, en este momento se está expandiendo a otros países como Egipto, Perú, Argentina, Argelia y China. En Estados Unidos se mantiene la producción en el estado de California.

En cuanto a la producción por país, el principal pro-ductor y consumidor es Italia. Francia y España, que tradicionalmente venían siendo junto con Italia los principales productores, están dejando paso a paí-ses como Egipto, que ya es el segundo en impor-tancia, y que ha experimentado un crecimiento es-pectacular. España que mantiene el tercer lugar, viene padeciendo una reducción de su producción del 34% en los últimos años, con una producción de cerca de 200.000 T, cuando llegó a producir en 1990 428.000 T. Perú que se encuentra en 4º lugar en importancia, es el país en el que se ha producido un mayor crecimiento, pasando de 19.700 a 113.000 T en los últimos 10 años. China que produ-ce al sudeste y Argelia también han experimentado un fuerte crecimiento. En los países del hemisferio norte (Italia, Egipto, España) la alcachofa se produ-

ce durante las estaciones de otoño, invierno y pri-mavera. En el hemisferio sur (Perú, Argentina, Chi-le) durante nuestro verano y otoño, aunque en Perú producen capítulos durante todo el año.

1. Características botánicas, fisiología del crecimiento

La alcachofa pertenece a la familia Compositae, siendo una de las familias con flores más importan-tes. Su nombre científico es: Cynara scolymus L. La cabeza posee de 800 a 1.400 flores nectaríferas, que pueden ser polinizadas por abejas. Tiene 2n= 2x17= 34 cromosomas. Es una planta vivaz con rizo-ma subterráneo, del que parte una raíz carnosa, ca-paz de almacenar reservas y unos tallos cortos, con hojas en roseta. Presenta raíces gruesas, cónicas y alargadas, bastante crasas o suculentas, que hace que la planta aguante bien la sequía (Miguel, 1984).

La inflorescencia, antes de evolucionar es la parte comestible, formada por cabezuelas que rematan los tallos, constituidas por brácteas que encierran el receptáculo carnoso, que engloba un alto número de flores. Si no se cosecha el capítulo da lugar a flo-res alógamas con tonalidad azulada, de polinización cruzada, compuesta de muchas flores, las cuales son fértiles. Maduran centrípetamente, es decir, progre-sivamente desde fuera hacia adentro. En cada una de las flores el polen germina inmediatamente, pero el estigma no es receptivo hasta pasados entre 5 a 7 días. El polen es viable durante 4 a 5 días, que ferti-

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lizará flores de la misma cabeza o de otros capítu-los, transportado por insectos. La protandria y la po-linización con insectos aseguran una alta proporción de cruces (Ryder et al., 1983). Sus frutos son en aquenio provisto de vilano, de forma oblonga, color grisáceo, formando la semilla de la planta. Un gramo contiene entre 25 a 27 semillas, con una capacidad germinativa de 6 a 12 años.

La multiplicación suele hacerse por vía vegetativa, utilizando esquejes o hijuelos. La mayor parte de la alcachofa cultivada en España es de reproducción vegetativa (por esquejes) siendo el cultivar (cv) de mayor importancia Blanca de Tudela de la que se estima un 99% de la superficie (Macua, 2003). En el sur de Alicante y Murcia se produce también para exportación a Francia el cultivar de inflorescencias rojizas Violeta de Provence. En plantas multiplica-das por semilla, el frío es el único factor inductor de la floración, aunque puede influir la edad de la plan-ta y la duración del fotoperíodo, las necesidades se estiman en unas 250 horas con temperatura por de-bajo de 7ºC (Trigo y López 1984; Maroto, 2002 y 2007). En algunos cultivares se necesitan al menos 250 horas con una temperatura menor de 7°C para que se induzca la floración, mientras que en otras se produce sin apenas haber estado las plantas some-tidas a bajas temperaturas (Miguel et al, 2001). La inducción floral de la alcachofa se produce, en clima mediterráneo, cuando los días son cortos. Mientras algunos cultivares no forman los capítulos hasta después de iniciado el invierno, los tempranos se comportan como indiferentes al fotoperíodo y pue-den tener una inducción floral precoz, en otoño e incluso en pleno verano (Miguel et al, 2001).

La temperatura óptima para la alcachofa es de 24°C durante el día y 13°C por la noche. Con más de 20°C de media puede ralentizarse el crecimien-to. El reposo vegetativo puede producirse por tem-peraturas demasiado bajas en invierno o muy altas en verano (Miguel et al, 2001). Tolera ligeras hela-das, con bajas temperaturas (5ºC) el crecimiento de la planta queda paralizado, puede sufrir daño con heladas de -2 a -4ºC, aunque para destruir la parte subterránea e impedir su rebrote es necesa-rio que se produzcan temperaturas por debajo de –10°C a –15°C. Las altas temperaturas también

producen paralización del crecimiento. La tempe-ratura alta, dentro de ciertos límites, favorece el desarrollo de la planta y obstaculiza la diferencia-ción de capítulos Su semilla germina bien con tem-peraturas comprendidas entre 17 a 25°C en condi-ciones de alta humedad, preferiblemente en cámara de germinación.

La alcachofa es una hortaliza muy apreciada por-que tiene un alto contenido en vitamina C y B1, tie-ne propiedades preventivas contra la diabetes, es hipoglucémica debido a que es rica en el hidrato de carbono “inulina”, que la hace aconsejable para su consumo por parte de los diabéticos. Contribuye a regular las funciones hepáticas y renales. Se reco-mienda en regímenes dietéticos por su bajo conte-nido en grasas y ser rica en fibra. De ella hay que destacar que se pueden aprovechar todos sus ór-ganos: como planta de jardinería, sus capítulos maduros como flor cortada, en infusiones a partir del polvo de sus hojas, para cremas de belleza, de las hojas se puede extraer un licor típico italiano conocido como Cynar, también como coagulante de leche utilizando el estigma de sus flores. Sus hojas se utilizan también como pencas. Deshidra-tadas se han utilizado como sustituto de alfalfa como alimento para animales. La cinarina está considerada como el principal componente activo presente en altas concentraciones en las hojas, con efectos antifúngicos y antimicrobianos (Bianco, 2007).

2. Material vegetal

Los cultivares se diferencian principalmente por la forma (esférica u oval), tamaño y color (verde o violeta) del capítulo, y por la precocidad. Los dife-rentes cultivares se pueden agrupar en “Spinosi”, integrado por cultivares con espinas en hojas y brácteas, grupo “Violetti” con cultivares de frutos de tamaño medio, color violeta y producción pri-maveral, grupo “Romaneschi” con cultivares de ca-pítulos esféricos y recolección primaveral tardía y grupo “Catanesi” con cultivares de recolección otoñal, con capítulos alargados y relativamente pequeños como el cultivare Violeta de Sicilia. En este último grupo habría que encuadrar a los culti-vares Violeta de Provence y Blanca de Tudela.

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Como se ha indicado anteriormente, el principal ma-terial vegetal cultivado en España es el cultivar Blanca de Tudela. El capítulo es de color verde oval, de tamaño pequeño, compacto, muy temprana y con producción de otoño, invierno y primavera. Dentro de este cultivar se distinguen tres tipos y dos subtipos relacionados entre sí por vía mutacional. Los tipos distinguibles son: normal, cardero y repollo, el último solo da producción primaveral. Dentro del tipo nor-mal se distinguen otros dos subtipos: normal-céreo y normal-forrajero (Gil, 1991). Existen diferentes clo-nes de Blanca de Tudela obtenidos en Logroño como son el clon A, B, C y D. En el IVIA en Valencia también se obtuvieron diferentes clones, como son el 23T, 26T, 29T y 32T. Este último Centro también tiene se-leccionados tres clones de Monquelina 1M, 3M y 9M, todos de color verde. El cultivar Aranjuez se cultiva en Madrid y anteriormente en Cataluña. Entre el ma-terial de alcachofa multiplicado vegetativamente, con capítulos de color violeta destaca Violeta de Provenza, que es el más cultivado en España, cuyo destino es el mercado francés y su producción está muy centrada en el sur de Alicante y Murcia. Este cultivar es de capítulo oval y temprano. Existen otros cultivares de alcachofa morada como: Crisantheme, Salanquet, Violeta de Puglia y Romanesco. En Italia se cultiva como anual el cultivar Violeta de Sicilia de color morado, Romanesco, Violetto di Toscaza, Spi-noso Sardo, Bianco Tarantino y Violeta de Provenza.

En Francia el cultivar más importante es Camus de Bretaña, de color verde, Violeta de Provence, Cas-tel, Hyérois Blanc. En los Pirineos franceses culti-van el cultivar Macau de color verde (Macua, 2003).

En Estados Unidos se cultiva como perenne el cul-tivar Green Globe, procedente de Bianco Tarantino de Italia. Como anuales y reproducibles por semilla se cultivan los cultivares Imperial Star, Desert, Emerald y Green Globe mejorada.

En Turquía existen dos variedades locales: Sakiz y Bayrampasa, este último es un cultivar tardío y el primero más precoz (Ercan et al, 2007).

Se conocen en España otros cultivares franceses multiplicados meristemáticamente, como son Ca-merys, Capa y Salambó (Maroto, 2001).

En multiplicación por semilla se pueden establecer dos grupos varietales: los procedentes de poliniza-ción abierta, “grupo de las tempranas” procedentes de Estados Unidos, de capítulos esféricos o subes-féricos, el primero en aparecer fue el cultivar Green Globe y el más importante a nivel mundial: Impe-rial Star, con menos pigmentos antociánicos que el anterior. Este último se cultiva con otros nombres como A-106, Lorca o PS 25000. Y el “grupo de las tardías”, desarrolladas principalmente en Francia e Israel, siendo el más importante el cultivar Talpiot. Entre las de color violeta se encuentran también Colorado Red y Red Day. Se utiliza principalmente la variedad Imperial Star por ser la más precoz, de semilla más barata y productiva, aunque sus capí-tulos son globosos y el mercado nacional busca cultivares similares a Blanca de Tudela.

El segundo grupo corresponde a los cultivares hí-bridos. Últimamente está aumentando el interés de firmas comerciales de semillas por desarrollar nuevos híbridos, destacando la firma Nunhems de Bayer Crop Science que ha puesto en marcha una línea de trabajo para la obtención de nuevos culti-vares híbridos de alcachofa de semilla, entre los que destacan: Harmony, Symphony, Nun 4011, Ma-drigal, Concerto, Ópera y Opal, siendo estos tres últimos de color violeta. Otras firmas como AST también están trabajando en la obtención de nue-vos híbridos. En numerosas experiencias realizadas en el Centro de Experiencias de Cajamar en Paipor-ta, se ha constatado que existe material vegetal multiplicado por semilla que puede ser alternativa o complementar al de multiplicación vegetativa, existiendo cultivares de muy buena calidad tanto en capítulos verdes como violeta. En los de color verde destaca el cv Madrigal por su alto rendi-miento, aunque presenta como problema que su producción es muy tardía. Por su precocidad, cali-dad y producción destaca la línea NUN 4011, sus capítulos no son tan cónicos como los del cultivar Blanca de Tudela. El cultivar Symphony es uno de los más cultivados en este momento, es muy inte-resante, debiendo adecuar el manejo ajustando las concentraciones de ácido giberélico para mejorar su precocidad. El cultivar Sambo da lugar a capítu-los globosos de gran calibre, aunque su producción es tardía, pero del que se hace una pequeña pro-

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ducción para mercado de exportación, en concreto para Francia. Entre los de capítulo violeta destaca el comportamiento del cultivar Opal por su calidad, precocidad y buena producción y la línea Nun 42345 que es más tardía pero con capítulos de muy buena calidad, producto que también va destinado al mercado de exportación.

Uno de los aspectos más importantes en el manejo para obtener producción precoz (otoñal) en los cultivares multiplicados por semilla, es adecuar las dosis de ácido giberélico, que deberán adaptarse en función del cultivar. La aplicación debe realizar-se cuando la planta presenta 7-8 hojas verdaderas y su proyección presenta un diámetro de 50-60 cm. Este estado de desarrollo del cultivo, para las fechas de trasplante propuestas, suele darse a principios o mediados de septiembre, para aque-llas plantaciones realizadas durante la segunda quincena de julio o la primera del mes de agosto. Intervenciones demasiado precoces o tardías pue-den producir efectos negativos sobre la planta y la calidad de los capítulos. Se recomienda realizar tres tratamientos en pulverización foliar espacia-dos 15 días entre ellos, a primera hora de la maña-na o preferiblemente a última de la tarde, evitando las horas de mayor temperatura, con la parcela bien regada y adicionando un abono foliar, a base de aminoácidos y oligoelementos al 0,1% (1gramo por litro). El gasto de caldo a utilizar se sitúa en torno a los 350–375 L/ha. Las dosis de ácido gibe-rélico deben ajustarse a cada cultivar, ya que no todos responden igual a las mismas concentracio-nes. En general se recomienda una concentración entre 20 a 30 ppm para cultivar precoces como Im-perial Star, entre 50 a 60 ppm para cultivares de precocidad media como Synfony y 90 ppm para los más tardíos como Madrigal.

Se ha podido constatar una gran variabilidad entre campañas, en lo que respecta al adelanto de la producción, cuando se aplica el ácido giberélico en los distintos cultivares. (Cuadro 1) Esto puede ser debido a una multitud de factores, entre los que cabe destacar los ambientales, en especial la tem-peratura, y el efecto vernalizante que haya podido causar en los distintos cultivares. Esto nos da una idea de la complejidad de afinar en el diseño de un calendario de producción en alcachofa, para el cual se recomienda la utilización de diferentes cultiva-res, con distintas precocidades y en paralelo, la utilización de la técnica del uso de ácido giberélico (Figura 1) La respuesta a la aplicación de ácido gi-berélico es patente, porque a los pocos días se aprecia un mayor crecimiento vegetativo, con un desarrollo más erecto de las plantas.

La composición nutritiva de la alcachofa (por cada 100 g de producto comestible) (Según Fersini, 1976; Maroto, 2002): prótidos 2,59 g, lípidos 0, glú-

Figura 2. Calendario de labores a realizar en cultivo de alcachofa multiplicada por semilla en el ciclo de producción habitual.

Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo

Cuadro 1. Dosis de ácido giberélico recomendado en función del cultivar.

Dosis de ácido giberélico a utilizar (partes por millón) Cultivar 30 ppm 60 ppm 90 ppm

Imperial Star NUN 4011 Symphony Sambo Madrigal Opal Ópera Concerto

Siembra Plantación Aplicacionesácido giberélico

Período de recolección

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cidos 6,72 g, calorías 38 cal, vitamina A 270 UI, vi-tamina B1 180 mcg, vitamina B2 10 mcg, vitamina C 5 mcg, calcio 50 mg, fósforo 90 mg, hierro 0,5 mg. El aceite obtenido de las semillas (20%) se consi-dera insaturado, semi-seco, con un alto valor de saponificación, ácido y con alto contenido en áci-dos poliinsaturados, puede ser utilizado para hacer jabón y champú.

Pimiento

El origen del pimiento se sitúa en América del Sur, más concretamente en Bolivia y Perú. Introducido inicialmente por el área mediterránea desde Amé-rica siguió distribuyéndose por África, India, China, América del Norte y Oceanía. Actualmente su cul-tivo se encuentra distribuido por todo el mundo.

En la zona noreste de los Andes se encuentra una litografía con frutos de pimiento que data entre los siglos IX y XI, quizás sea la referencia más antigua que se conozca.

Con una variabilidad genética muy grande, sus usos también son variados. Desde el consumo en fresco, el más habitual; el procesado para pimentón, con desecación y molienda; la industria, en conservas, picantes, guindillas, especias, congelados, tiras, dados y obtenciones de oleorresinas, colorantes, entre otros.

Las flores del pimiento son hermafroditas, están unidas al tallo por un pedúnculo de 10 a 20 mm de longitud. El cáliz está constituido por 5 a 8 sépalos. La corola formada por 5 a 8 pétalos, soldados por la base y con un diámetro de 10 a 20 mm. El androceo lo forman 5 a 8 estambres de 1,8 a 3,5 mm de lon-gitud y en cada extremo llevan una antera de 1,2 mm de anchura y 2 a 4 mm de larga, cada antera tiene 2 tecas y cada teca 2 sacos polínicos. El gine-ceo está formado por 2 a 4 carpelos soldados, consta de un ovario de 2 a 5 mm de longitud y 1,5 a 5 mm de diámetro con nectarios en su parte basal, el estilo, que varía entre 3,5 y 6,5 mm y el estigma.

La temperatura ambiente durante quince días an-tes de la apertura de la flor influye sobre la canti-dad de polen estéril. La temperatura óptima para

la germinación del polen es la comprendida entre los 20 y 25ºC. La viabilidad del polen depende también de la temperatura ambiente, así entre 20 y 30ºC el polen se conserva activo entre 1 y 2 días. Sin embargo, a 0ºC puede conservarse activo du-rante 5 o 6 días a condición de mantener un am-biente seco.

Los pimientos dulces tienen un alto contenido en agua, son ricos en vitamina A1, C, B1, B2 y P. Son ricos en vitamina A los pimientos de color rojo, en cambio los pimientos verdes son más ricos en vita-mina C. Su contenido en fibra es de 20% a 24% de materia seca. Son ricos en hidratos de carbono.

Los pimientos picantes contienen capsicina, que es una sustancia de naturaleza alcaloide y que apare-ce en mayor cantidad cuando estas variedades se cultivan en zonas de altas temperaturas. Los pi-mientos picantes se usan en fresco, encurtidos, se-cos o como salsa industrializada.

Los pimientos dulces se utilizan en fresco como verdura, en ensaladas, encurtidos, asados, cocina-dos de diversas formas, pimientos rellenos de arroz, carne y otros, en pistos de verduras fritas, revuelto con huevos, en esgarrats de pimiento y bacalao, calderas de pescado con “ñoras” (pimiento de pimentón).

1. Material vegetal

En pimiento existen diferentes tipos, variando la forma, tamaño y color. El tipo italiano, normalmen-te se recolecta en verde, aunque existe otra moda-lidad de presentación para consumo en fresco don-de se deja madurar hasta que adquiere el color rojo y que, generalmente, mejora el sabor del pimiento (tipo Palermo). Los tipos más empleados son los california y lamuyo, que normalmente se recolec-tan en rojo. En los últimos años se han introducido colores como el amarillo, el naranja, el chocolate, el blanco, otros, que permiten su comercialización como pimiento tricolor o cuatricolor. También po-demos encontrar otros pimientos como por ejem-plo los del tipo kappya, tipo guindilla o picantes, pimientos dulces (sweet bite), pimientos del pa-drón, pimiento bola o ñora, tipo morrón de conser-va, etcétera.

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Los cultivares de pimiento italiano recomendados con el resultado de nuestras experiencias son los siguientes:· Con resistencia al virus del bronceado del to-

mate (TSWV): Italress, Estrada y Estefan. · Sin resistencia a TSWV: Estilo y Palermo.

Entre los cultivares de pimiento lamuyo destacan:· Con resistencia a TSWV: Filón, Almudén, Wagner

y Aurelio.· Sin resistencia a TSWV: Solero y Herminio.

En el pimiento tipo California las variedades con resistencia a TSWV que destacan para cultivo al aire libre son: · Bandai, Plató y Jumilla.

La clasificación de cultivares más utilizada es la realizada por Pochard en 1966 y se ve completada con los cultivares que Costa en 1978 indica su inclusión:

Tipo A:Sección longitudinal cuadrangular (largo=ancho).A-1. Pulpa espesa, liso no deprimido. Yolo Wonder.A-2. Bastante espesa, muy deprimido. Quadrato de

Asti.A-3. Asurcado, deprimido. Dulce Cuadrado.A-4. Pulpa delgada, peso < 100 gr. Serveka.

Tipo B: Sección longitudinal rectangular (largo>ancho).B-1. Largo / ancho < 2. Trompa de Vaca, Lamuyo.B-2. Largo / ancho > 2. Dulce España.B-3. Forma troncocónica. Peso aprox. 100 gr. Ruby

King.B-4. Peso < 100 gr. Dulce Aurora.

Tipo C: Sección longitudinal triangular. C-1. Muy alargado, puntiagudo. Cuerno de Toro,

Dulce Italiano.C-2. Muy alargado, obtuso. Dulce de Argelia.C-3. Alargado medio, parte superior ancha. Najerano.C-4. Fruto corto. Datler, Csardas.

Tipo F: De fruto aplastado.· Topepo-paprika.

Tipo N: De fruto subesférico.· Pimiento de Bola o Ñora.

Tipo P:De fruto cordiforme. · Morrón de conserva.

A nivel mundial se conocen alrededor de 30 virosis en el cultivo de pimiento (Gil, R. y Luis, M., 1992). Entre las más importantes se encuentra el virus del bronceado del tomate (tomato spotted wild vi-rus=TSWV), que es transmitido por el trips Frankli-niella occidentalis, causando graves daños en toda el área mediterránea. El trips y el virus del que es vector, representa uno de los problemas fitopato-lógicos más preocupantes para el cultivo de pi-miento, siendo el virus y el vector muy polífagos.

Otras virosis importantes en este cultivo son el CMV (virus del mosaico del pepino), PVY (virus Y de la papa), ambas transmitidas por pulgón, TMV (vi-rus del mosaico del tabaco), ToMV (virus del mo-saico del tomate), PMMV (virus del moteado suave del pimiento), estas tres últimas transmisibles por semilla y mecánicamente. Otras virosis de menor difusión son el AMV (virus del mosaico de la alfal-fa), BBWV (virus del marchitamiento del haba). En 1999 se detectaron y analizaron plantas de pi-miento en la provincia de Almería afectadas del virus del amarilleo del tomate ToCV, transmitido por moscas blancas (Lozano, G. et al, 2006).

Los principales métodos de lucha contra estas vi-rosis son: el empleo de semilla sana, evitar la trans-misión mecánica, eliminación de plantas con posi-bles síntomas, protección de las plantaciones con barreras contra los insectos transmisores a base de mallas, en cultivo al aire libre el uso de sistemas de semiforzado utilizando polipropileno no tejido, y empleo de variedades con resistencia a virosis. En este sentido, es fundamental seleccionar bien la variedad y manejar adecuadamente las patologías para la que presenta resistencia, para evitar que las remonten, ya que habitualmente suelen ser poco estables.

En los últimos años, la aparición de nuevos cultivares de pimiento del tipo italiano ha protagonizado un

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avance significativo, con la introducción de nuevo material vegetal que aporta un buen comportamien-to agronómico y que introduce tolerancia al virus del bronceado del tomate (TSWV) manteniendo e inclu-so en algunos casos, mejorando la calidad y produc-tividad de los existentes (Baixauli, C. et al, 2005).

Otras resistencias que introducen son a CMV y PVYLa introducción de este nuevo material vegetal re-sulta muy interesante, especialmente en aquellas zonas en las que se produce una alta incidencia del virus del bronceado del tomate, aceptándose como uno de los métodos de lucha más eficaces contra esta virosis. Hay que hacer hincapié en que la intro-ducción de este material no nos asegura que la plan-tación vaya a mantenerse libre de virus, puesto que como se ha indicado en el punto anterior, existen otras virosis susceptibles de contaminar el cultivo, o bien se están produciendo mutaciones de estas viro-sis y las resistencias hay que ir actualizándolas.

Maíz Dulce

El maíz dulce pertenece a la familia Graminae, tribu de las Maydeas, y su nombre científico es Zea mays L., variedad rugosa, Bonaf (sin. variedad saccharata Bailey), es decir, que pertenece a la misma especie botánica que el maíz común, difiriendo de éste, prin-cipalmente, en que sus granos, cuando están en la fase lechosa, son muy ricos en azúcar, debido a que esta variedad botánica posee en su genotipo un gen recesivo (su) en homocigosis, responsable de este carácter azucarado. En su fase seca, los granos son arrugados y son translúcidos. Se consume en fresco, en conserva y en congelado. Una forma muy frecuen-te de utilización consiste en hervir sus mazorcas y comérselas con mantequilla. A veces los granos de maíz dulce en conserva, se consumen con otras guar-niciones, en platos combinados.

1. Material vegetal

La mayor parte de las variedades cultivadas de maíz dulce son híbridos, obtenidos en Estados Uni-dos, que se clasifican principalmente en función de su precocidad, por lo que puede establecerse la si-guiente agrupación:

· Variedades muy precoces (cubren su ciclo de desarrollo en buenas condiciones de cultivo, en menos de 75 días):

— De grano blanco: Marcross.— De grano amarillo: Butterfingers, Goldcrest,

Aztec, Comanche, Early King.

· Variedades precoces (cubren su ciclo entre 75 y 85 días):

— De grano blanco: Comet, Snowbelle, White Knight.

— De grano amarillo: Golden Bantam, Apache, Cherokee, Merit, Midway, Salute, Bonanza, Calico, Guardian, Candy Bar, Bonanza, Arrestor, Renat.

· Variedades semiprecoces (cubren su ciclo en más de 85 días):

— De grano blanco: Stowell’s Evergreen hybrid. — De grano amarillo: Iobelle, Valley, lochief,

Tracer, Wombat, etcétera.

Desde la década de 1980 se han realizado gran-des esfuerzos para la obtención de variedades que sean más dulces y tiernas. En tal sentido se han identificado algunos genes, como «shrunken» (sh2), «brittle» (bt), «Dull» (du), «Sugar enhan-ced» (se), etcétera, que se incorporan al mate-rial vegetal en los programas de Mejora Genéti-ca para conseguir tales fines (Ordás et al, 2005). La mayoría de los cultivares superdulces exis-tentes actualmente en el mercado son de grano amarillo, de ciclo precoz o semiprecoz y entre otros pueden citarse:

· Muy precoces: Swift, Earlybird, Prelude· Precoces: Challenger, Segovia, Sevilla, Mainstay,

Conqueror.

2.Tipos varietales

Brittain (1988), en función de las características genotípicas, estableció cuatro tipos varietales de maíz dulce:· Tipo normal azucarado, que poseen el gen su en

homocigosis· Tipo superdulce, cvs que poseen los genes (sh2),

por lo que contienen el doble del contenido en sacarosa que los tipos normalmente azucarados

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· Híbridos de gen dulce, obtenidos por cruza-miento entre los dos tipos anteriores. Su conte-nido en sacarosa es inferior al 75% del que po-seen los tipos superdulces.

· Híbridos dulces intensificados, que pueden ser de dos subtipos: unos con el gen «sugary enhanced» (se) en homocigosis, que induce un mayor conte-nido en azúcares totales y una mayor proporción en maltosa; otros, que engloban los cultivares que poseen el gen (se) en heterocigosis y que vienen a resultar parecidos a los híbridos de gen dulce.

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www.fepex.eswww.magrama.gob.eswww.faostat.fao.org

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Capítulo 6

Agroindustria, materia prima dedicada y alimentación: pimiento como modelo

María Teresa Pino QuezadaIng. Agrónomo, Ph.D.


Las tendencias actuales en el mundo son hacia una “nutrición personalizada”, con alimentos altos en proteínas, fibras, bajos en azúcares, fortificados en vitaminas y/o en minerales. También alimentos al-tos en compuestos funcionales como polifenoles, carotenoides, fitoesteroles, entre otros, pero hay además otros que abastecen el mercado de las personas que presentan intolerancias alimentarias, como a la lactosa y gluten, así como también ali-mentos libres o bajos en nitratos, metales pesados, residuos de pesticidas y toxinas.

Los desafíos de nuestro país son abastecer un mer-cado de necesidades variadas por lo cual se re-quiere diversificar la matriz productiva, sofisticar y aumentar el valor de las exportaciones de alimen-tos, lo que se hace posible debido a la gran diversi-dad climática existente a lo largo del país, lo que permite definir un potencial para producir mate-rias propias, únicas y de alta calidad conducente a la diferenciación.

Se prevé que el mercado de ingredientes de frutas y vegetales alcance a USD 216,03 mil millones para el año 2022, a una tasa compuesta anual de 5,8% a partir de 2017. El mercado está impulsado por fac-tores como el aumento de la demanda de snacks, alimentos y bebidas de acuerdo con las preferencias cambiantes del consumidor, tales como los concen-trados, pastas, purés, jugos y polvos. El mercado global de jugos concentrados ha crecido exponen-cialmente en los últimos años, se prevé que el ta-

maño del mercado alcance a USD 93,94 mil millones para el año 2021, con una tasa compuesta anual de alrededor de 6,0% entre 2016 y 2021. Los países emergentes como India y China son los principales objetivos de esta industria. El aumento de la de-manda de alimentos y bebidas de conveniencia, la conciencia de la salud de las personas en las regio-nes en desarrollo y el uso de concentrados de jugos como sustituto de los dulces en la industria panade-ra y confitería son algunos de los principales facto-res de este mercado. Dentro de las hortalizas, los concentrados de mayor demanda son los de zana-horia, pepino, tomate, ajo y cebolla, entre otros.

En el caso del tomate, su importancia está dada por el contenido de vitaminas, licopeno, y se repor-ta su beneficio en la disminución del colesterol y triglicéridos, de la hipertensión arterial, previene problemas cardíacos, es diurético, y protege la piel de los rayos UV, entre otras cualidades.

En cuanto al pimiento, es conocido su alto conteni-do de vitamina C, alto contenido de carotenoides, mejora la salud del sistema circulatorio, entre otras cualidades. El USDA ha aprobado la siguiente des-cripción para el pimiento tipo 4 cascos (tipo Bell); libre de grasas saturadas, libre de sodio, libre de co-lesterol, bajo en calorías ya que contiene un 90% de agua, y alto en vitamina C. Otros estudios, destacan al pimiento además por su alto contenido de beta-carotenos, precursores de la vitamina A y vitaminas del grupo B6, los cuales han sido asociados al forta-

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lecimiento del sistema inmunológico y a la preven-ción de enfermedades degenerativas y crónicas (Maoka et al., 2001; Vera-Guzmán et al., 2013). Es importante destacar que, la capsantina y capsorubi-na son betacarotenos que sólo están presentes en pimiento y ají rojo, lo cual es premiado por ciertos compradores que pueden pagar 1 a 3% más por ma-yor contenido de estos metabolitos específicos (Ha et al., 2007; Del Rocío Gómez-García y Ochoa-Alejo, 2013). Los extractos naturales de pimiento y ají, capsantina y capsaicina (sólo presentes en ají), son ampliamente utilizados en la industria de alimen-tos, industria farmacéutica, química y cosméticos, con alta demanda en países desarrollados como Es-tados Unidos, Japón, Corea y Europa. En la industria de alimentos, ingredientes y aditivos especializa-dos, los extractos de pimiento son usados como co-lorantes y saborizantes naturales.

En Chile, tanto la producción de pimiento como de ají se genera desde la región de Arica y Parinacota hasta la región de La Araucanía. En los últimos años, Chile ha perdido competitividad en el cultivo de estas especies, disminuyendo su participación en las exportaciones de productos procesados. Fundamentalmente, este comportamiento se ex-plica en parte por los altos costos de energía aso-ciados al procesamiento, y a las bajas de rendi-miento en las últimas temporadas producto de factores climáticos como sequía y heladas. El Cua-dro 1 muestra como la superficie de pimiento y ají ha ido a la baja, factores como la sequía en la re-gión de Coquimbo entre los años 2012 y 2015 dis-minuyeron significativamente las plantaciones. Sin embargo, la superficie total con hortalizas aumen-tó el año 2016 con 69 mil 845 hectáreas, indicando

un aumento de 6.070 ha (9,5%) en relación con lo estimado para el año 2015, incremento que se ex-plica por las mejores condiciones climáticas que se presentaron durante la temporada de cultivo 2016 y las oportunidades de negocio de las hortalizas con destino a la agroindustria.

La superficie plantada de pimiento ha ido disminu-yendo, según se observa en el Cuadro 1, concen-trándose en las regiones de Arica y Parinacota, Co-quimbo y O´Higgins, siendo cultivado principalmente el pimiento rojo tipo Bell (cuatro cascos) y el rojo tipo Lamuyo (alargado). En ají cambia la distribución destacando por superficie las regiones de Coquimbo, O´Higgins y del Maule, además se registran algunas diferencias en el tipo de ají cultivado según región; mientras el ají Roco-to se concentra en el norte del país, el ají Cacho de Cabra, materia prima para el Merkén, se cultiva en-tre las regiones del Biobío y La Araucanía.

El valor total de las exportaciones de hortalizas frescas en enero de 2017 alcanzó a USD 9,4 millo-nes, lo que significa un aumento de un 21% res-pecto al mismo mes del año 2016 donde se regis-traron exportaciones por un valor de USD 7,8 millones. Respecto a las exportaciones procesadas en 2016, el Cuadro 2 muestra que en pimiento se exportaron USD 3,08 millones como conserva, des-hidratado, y jugo. Mientras en ají se exportaron USD 1,8 millones en 2016 en su totalidad como deshidratado. En relación con el destino de las ex-portaciones chilenas de ají y pimiento, estos se ex-portan principalmente como productos procesados a los mercados de México, Estados Unidos y Ale-mania.

Cuadro 1. Evolución de la superficie plantada con pimiento y ají en los últimos años.

Superficie (Hectáreas) Variación (%) Cultivo 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2014/2015

Total Hortalizas 84.336 81.721 83.149 78.755 67.297 69.652 63.776 -8,4 Ají 1.431 965 1.174 1.006 640 697 480 -31,1 Pimiento 1.489 1.474 1.153 1.006 1.076 913 653 -28,5

Fuente: ODEPA, 2017.

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Existen diferentes tipos de pimiento, sin embargo, el pimiento tipo Bell o cuatro cascos es el más preferi-do entre los consumidores. Respecto a los colores, el pimiento se consume de color amarillo, naranjo, rojo, café, morado y negro, estos últimos son más difíciles de producir por lo tanto se obtiene un plus en el precio en algunos países y nichos de mercado. Un estudio de tendencias de mercado en Estados Unidos arrojó resultados interesantes de destacar, como, por ejemplo, que el pimiento tipo Bell ha sido categorizado como la quinta hortaliza fresca más comprada en los últimos seis años. Por otra parte, el consumo de este tipo de pimiento es más alto en mujeres que en hombres, también es más consumi-do en los niveles socioeconómicos más altos, en particular en la población caucásica, y en familias con tres o más niños (Fresh Trends, 2016).

En el marco del mercado global, China es el primer productor mundial. Sin embargo, México, España y Holanda tranzaron en el año 2016 el 63% del volu-men total de la exportación de pimiento en el mun-do. Mientras en China e India la estrategia de pro-ducción se basa en el volumen y bajos precios, Holanda basa su estrategia en lograr un producto de alta calidad y en la oferta de producto fresco duran-te los meses invernales, además cuentan con tecno-logías avanzadas de procesamiento (Mulderij, 2017).

Chile exporta pimiento, como conserva, deshidra-tado, y jugo. El jugo del pimiento tipo Bell (rojo, verde y amarillo) se exporta como jugo concentra-do y filtrado, para ser usado como ingrediente para varias aplicaciones, como por ejemplo en bebidas vegetales, industria de pastas, smoothies, entre otros. También se exporta el pimiento rojo tipo Bell como deshidratado en distintos formatos (escamas o flakes, gránulos y en polvo) para sopas, condi-

mentos y otras aplicaciones en la industria de ali-mentos. Otro formato de exportación es el pimien-to rojo, verde y amarillo congelado en IQF en discos para ser usado como ingrediente en servicios de comida, smoothies y para la industria Ready-To-Eat Industry (Invertecfood, 2017).

Es importante destacar que la industria en Chile utiliza variedades de pimiento para mercado fres-co y no cuenta con variedades dedicadas o espe-cializadas para la industria. Esta industria para ser más eficiente requiere frutos con mayor grosor de pericarpio para lograr mayor producción de pulpa por hectárea o kilos de materia seca por hectárea (Galmarini, 1999).

A pesar de esto, Chile tiene alto potencial de mejorar su competitividad y recuperar su participación en el mercado internacional, si focaliza su oferta en mer-cados de alta calidad y altos precios, para lo cual es necesario que desarrolle productos con valor agrega-do capaces de competir en los mercados. En este contexto, INIA está desarrollando un programa de mejoramiento genético en pimiento rojo con finan-ciamiento CORFO para la agroindustria. En la actuali-dad se cuenta con varias líneas avanzadas, con grosor de pericarpio superior a 6.0 mm, materia seca supe-rior a 12%, sólidos solubles superior a 8°Brix y mayor concentración de carotenoides como capsantina y capsorubina. Asimismo, se están seleccionando ma-teriales de color amarillo, naranjo, café-chocolate y morado con resistencia a Phytopthora capsici.

Este programa de mejoramiento genético se inició con la generación de variabilidad genética durante dos temporadas 2008-2009 y 2009-2010, por un método Bulk modificado, que consistió en selec-cionar en S3 (75% de homocigosis) plantas indivi-

Cuadro 2. Exportaciones e importaciones de pimiento y ají chilenos, año 2016.

Exportaciones Valor FOB (USD) 2016 Importaciones Valor CIF (USD) 2016 Especie Conserva Deshidratado Jugo Total Conserva Deshidratado Jugo Total

Pimiento 350 2.694.724 385.883 3.080.957 1.155.910 1.493.936 56 2.619.903

Ají 0 1.815.744 0 1.815.744 0 1.430.696 0 1.430.696

Fuente ODEPA, 2017.

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duales y seguir con el método de pedigrí en ade-lante, con selección negativa en la cual se eliminan plantas que no cumplen los caracteres industriales deseados. Básicamente, la obtención de varieda-des de pimiento con fines industriales se inicia con dos años de Bulk Crossing para incrementar la di-versidad genética, se cruzaron 22 genotipos (inclu-yendo variedades comerciales y landraces, difi-riendo en color, forma y respuesta a Phytophthora capsici). Luego de dos temporadas consecutivas de Bulk Crossing, y desde la temporada 2010/2011, se seleccionaron cinco sub-poblaciones, las cuales fueron agrupadas e independientemente cultiva-das para selección y posterior autopolinización: Sub-grupo L1889 (Rojo Tipo Bell 4-cascos), Sub- grupo L1890 (Rojo Alargado 4-cascos), Sub-grupo L1891 (Amarillo Tipo Bell 4-cascos), sub-grupo L1892 (Rojo Tipo Bell 4-cascos/Alargado) y Sub-grupo L1893 (Rojo Alargado). A partir de la temporada 2011-2012, dentro de es-tas sub-poblaciones, se inició la selección de lí-neas segregantes o avanzadas en función de las siguientes características industriales: color, gro-sor de pericarpio (>6 mm), % de materia seca (>10%), sólidos solubles (>8°Brix), forma y tamaño, N° de frutos/planta, peso fresco y producción/planta (rendimiento). Durante la temporada 2013/2014 entre 1710 líneas segregantes, se se-leccionaron 65 líneas avanzadas las cuales fueron sometidas a autopolinización bajo protección. Du-rante la temporada 2014/2015, se seleccionaron

59 de estas líneas y fueron establecidas bajo auto-polinización; entre las cuales destacaron las líneas L1892-41-04 con grosor de pericarpio 6,3 mm, materia seca 13,6%, sólidos solubles >7,5°Brix. Du-rante las temporadas, 2015-2016 y 2016-2017, nueve de estas líneas avanzadas correspondieron a líneas elites destinadas a autopolinización para generar líneas puras, debido a su alto porcentaje de materia seca y grosor de pericarpio. Entre estas líneas, L1889-1104-15 y L1889-4102 son las lí-neas candidatas a variedades, las cuales serán multiplicadas y luego validadas durante tres años en tres localidades junto a variedades control, con el fin de evaluar su estabilidad, homogeneidad y distinción (única) en función del GENOTIPO X AM-BIENTE.

INIA, en su programa de cruzamientos y selección de pimientos para la industria, ha incorporado genoti-pos resistentes y el uso de herramientas molecula-res para asegurar a priori la introgresión de la resis-tencia Phytophthora capsici L. Es importante destacar que diversos estudios han mostrado la presencia de loci de rasgos cuantitativos o QTL (por el inglés, Quantitative Trait Loci) en diferentes cro-mosomas con efectos menores, medios y mayores sobre la resistencia a P. capsici. Quirin et al. (2005) mapearon una región relacionada con resistencia a P. capsici denominada como Phyto 5.2 ubicada en el cromosoma 5 de C. annuum, en la cual se generó un marcador tipo SCAR (Sequence-Characterized Am-plified Region) para la detección de este QTL.

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Los resultados de estos estudios indican, por lo tan-to, que los programas de mejoramiento basados en retrocruzamientos y selección recurrente, combi-nando tanta información fenotípica como la proveí-da por marcadores moleculares, puede efectiva-mente potenciar el desarrollo de nuevos cultivares resistentes a P. capsici en pimiento Esto permite, por una parte, el seguimiento de la herencia de la resistencia, facilitando la selección temprana de plantas resistentes; y por otro lado, es importante destacar el aporte de las evaluaciones fisiológicas y estado Redox de las plantas en diferentes fases de infección, lo cual constituye una herramienta para respuestas tempranas de C. annuum ante el ataque del patógeno. Finalmente, los cruzamientos para generar variedades de pimientos para la industria, incluyó cruzamientos con padres resistentes a P. capsici, lo cual fue demostrado a través de estos re-sultados con los marcadores moleculares.

En conclusión, para mejorar la competitividad del pimiento en la industria en Chile es necesario con-tar con variedades con mayor producción de pulpa y materia seca por hectárea. En los últimos años se han logrado importantes avances obteniendo lí-neas avanzadas (candidatas a variedades), que además de reunir las características requeridas por la industria tienen incorporada la resistencia o to-lerancia a Phythoptora capsici. Asimismo, la gene-ración de estas líneas avanzadas permitirá en el corto tiempo ofrecer variedades que estén adap-tadas a las condiciones de suelo y clima del país.

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Capítulo 7

Proyecto H2020 Ruc-Aps: inserción del mejoramiento genético en el proceso de toma de decisión

en la cadena de valor hortícola en Chile

Jorge E. Hernández H.Ing. Civil Industrial Ph.D.

[email protected] University of Liverpool Management School, Liverpool, UK.

Elizabeth Kehr, INIA Carillanca, Temuco.Juan Pablo Manzur, Carlos Blanco, Sebastián Elgueta,

Gabriel Saavedra, María Teresa Pino,INIA La Platina, Santiago.

Las necesidades globales actuales requieren que los sistemas agrícolas se adapten de manera ágil y resiliente, sobre todo para cumplir con los requeri-mientos de los clientes y consumidores de manera sostenible. De esta manera, es posible generar res-puestas rápidas a los cambios abruptos del entor-no, por lo tanto apoyar de manera positiva aspec-tos como la calidad, cantidad y disponibilidad de los productos y recursos que se involucran en los sistemas de producción hortícola, sobre todo por los beneficios que aportan a nivel nutricional, así como el aporte en la reducción de enfermedades para el ser humano. Esto cobra una vital importan-cia para la cadena de valor hortícola, donde los di-ferentes niveles deben lidiar con climas inciertos, plagas y enfermedades, condiciones de mercado volátiles y fluctuaciones de precios de los produc-tos básicos, que añaden incertidumbre a los proce-sos de toma de decisión del rubro. Por lo tanto, la gestión adecuada de la información implicará que los agricultores, así como los actores de la cadena de valor, puedan reaccionar de manera eficiente a las condiciones inesperadas. Una de las actividades relevantes son los programas de mejoramiento ge-nético de especies que, a su vez, contribuyen a me-jorar los procesos de siembra y de producción. De esta manera, es importante visualizar y medir los flujos de toma de decisión en los programas de mejoramiento genético con tal de saber si se desa-

rrollan de manera eficiente, sobre todo en res-puestas a los cambios en el entorno. El presente artículo, utilizando la metodología de modelado y simulación GRAI en el marco del proyecto RUC-APS, entrega una visión conceptual de los procesos de toma de decisión en los programas de mejora-miento genético, especialmente a nivel de flujos de información, utilización de recursos y calidad de los procesos de toma de decisión. Así, mediante la utilización de metodologías de modelado, RUC-APS proporcionará un estándar integrado y solu-ciones personalizadas para mejorar las estructuras de cadenas de valor de la agricultura colaborativa, en este caso específicamente para el mejoramien-to genético hortícola de poroto verde.

1. RUC-APS: un marco de trabajo innovador, multidisciplinar

e internacional

Las condiciones inestables tienen un efecto de arrastre en la cadena de suministro agrícola. Los agricultores deben planificar cuándo estarán listos sus productos y asegurarse de que haya un merca-do para comprarlos, en especial en condiciones muy inciertas e inesperadas. Esto cobra vital im-portancia cuando se requiere hacer un análisis a nivel de cadena de valor (Kehr y Bastias, 2016).

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Para lograr esto, RUC-APS reunió un equipo multi-disciplinario de expertos en agricultura, ciencias biológicas, logística, gestión de productos, innova-ción, riesgo, modelado matemático y ciencias de la computación, procedente del Reino Unido, Italia, Francia, España, Polonia, Chile y Argentina. Esto implica que una variedad de ángulos teóricos y prácticos deben ser apoyados en RUC-APS, alcan-zando así una solución común y aceptada para ob-tener excelencia de la innovación, intercambio de conocimiento, soluciones de alto impacto y rela-ciones entre la industria y la academia.

RUC-APS, contribuye a la generación de estrate-gias horizontales y verticales en la cadena de valor agrícola (Figura 1), para apoyar el diseño de nue-vas interacciones entre pequeños y medianos agri-cultores con los principales actores de la cadena de valor, proveedores logísticos de terceros, su-permercados, actores de cadenas de escasos re-cursos (a menudo pequeños propietarios y empre-sas en el segmento de cadena ascendente) y empresas más grandes y mejor dotadas situadas

aguas abajo; y/o el diseño de políticas que mejoren el entorno institucional en el que operan los acto-res de la cadena de valor, así como la innovación para el desarrollo de sistemas de producción agrí-cola y su impacto sobre los usuarios finales bajo desarrollos TIC’s participativos. Por lo tanto, y considerando que el concepto de agricultura no es nuevo, y dado que el entorno agrícola es cada vez más incierto (respecto del cli-ma, la economía, las tecnologías, etcétera), los procesos de producción agrícola se han vuelto difí-ciles de gestionar eficientemente, es cada vez más evidente que:

· Existe una necesidad de apoyar la gestión del conocimiento

· Existe una necesidad de desarrollar aplicacio-nes informáticas de manera colaborativa y par-ticipativa

· Se requiere de un estándar para poder apoyar los procesos de toma de decisión cuando los agricultores enfrentan incertidumbres.

Figura 1. Marco de trabajo RUC-APS (Fuente: Hernández et al., 2017).

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De este modo, RUC-APS, vía el modelado de los procesos de toma de decisión, busca responder in-terrogantes como:

· RQ1: ¿Cómo los actores de la cadena de valor hortícola colaboran?.

· RQ2: ¿Cuál es el nivel de utilización de contra-tos en la cadena de valor hortícola?.

· RQ3: ¿Cómo fluctúan los precios de los produc-tos hortícolas a lo largo de la cadena de valor?.

· RQ4: ¿Cómo la incertidumbre y las fluctuacio-nes en la demanda de productos hortícolas afecta el rendimiento de la cadena de valor?.

2. Modelado del proceso de toma de decisión asociado al mejoramiento genético según una visión de

cadena de valor

Para abordar el modelado de los procesos de toma de decisión en el sector agrícola, específicamente en la temática hortícola, es necesario tener en cuenta las siguientes preguntas:

¿Qué es lo que se busca en general?· Generar eficiencia en los procesos agrícolas.· Reducir costos.· Proporcionar nuevas oportunidades de comer-

cialización.· Apoyar la generación de beneficios económicos.

¿Qué busca el consumidor?· Productos nutritivos.· Seguridad alimentaria.· Almacenaje de productos frescos por tiempos

prolongados.· Tiempos de cocción mínimos.· Precios bajos.

¿Qué problemáticas enfrentan los productores?· Plagas, enfermedades y malezas resistentes a

control químico u otro.· Poca homogeneidad del producto comercial.· Cambio climático.· Escasez de agua.· Mercados dinámicos.

¿Qué soluciones se plantean?· Planes de mejoramiento genético a largo plazo.· A partir de lo anterior deben surgir las siguientes

interrogantes: ¿Cómo se visualiza y entiende el proceso de toma decisión en el mejoramiento ge-nético? ¿Es este proceso adecuado y eficiente?.

Para cubrir un entendimiento integrado a estas pre-guntas, el modelado del proceso de toma de deci-sión considerará tres líneas de trabajo principales: mejoramiento genético (breeding), manejo agronó-mico (cropping), y la comercialización de los produc-tos (commercialization), siendo la inocuidad (food safety) una de las directrices más relevantes para el proceso de mejoramiento genético (Figura 2).

Figura 2. Flujo y actividades de decisión principales en el proceso de mejoramiento genético hortícola.

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Un programa de mejoramiento genético tiene como objetivo desarrollar variedades con nuevas caracte-rísticas que satisfagan las necesidades del produc-tor, agroindustria y\o consumidor. A modo general, la metodología consiste en identificar de qué modo (resistencia a plagas y enfermedades, precocidad, compuestos funcionales, etcétera) se podría mejorar una variedad que ya es exitosa en el mercado. Una vez identificada esa característica debemos buscar una fuente de genes que nos proporcione aquella cualidad, para ello se suele recurrir a los bancos de semillas o germoplasma. Una vez identificada la ac-cesión que posee la cualidad deseada se procede a realizar cruces dirigidos para transferir los genes de interés a la variedad comercial. Esta transferencia de genes y homogeneización del material puede reque-rir entre 5 y 7 generaciones de cultivo. Luego de ho-mogenizar el material se requiere probar en tres lo-calidades y durante tres épocas diferentes para demostrar la estabilidad del material independiente del sitio y año en que se cultive. Finalmente, luego de demostrar que el material desarrollado (línea avan-zada) es superior a la testigo (variedad comercial) se procede a presentarlo frente a la autoridad compe-tente para su registro y comercialización. En el caso de hortalizas y cultivos todo el proceso puede tardar entre 8 a 10 años.

2.1. Modelado conceptual del flujo de deci-siones según la metodología GRAI

El método GRAI es un modelo de negocio que ex-plica la relación entre las actividades y los resulta-dos. Doumeingts (1984) describió por primera vez este método en su disertación doctoral, mientras que Doumeingts et al. (1992) lo mejoró. Este méto-do se usa para analizar los procesos de operación para actividades de productos parciales o integra-les, y proporciona a los gerentes datos para tomar decisiones y desarrollar procesos y estrategias or-ganizacionales (Figura 3). El método incorpora las funciones, niveles, centros de decisión y soporte para cada actividad de producción.

El método GRAI es un proceso de toma de decisio-nes que utiliza un lenguaje de modelado simulado. DGRAI 3.0 es una herramienta informática que si-mula el modelo conceptual GRAI. DGRAI 3.0 permi-

te la generación y desarrollo de escenarios para probar diferentes alternativas de procesos de toma de decisión. El parámetro de medición principal será la calidad del modelo GRAI. Este modelo se puede dividir en dos componentes: la red y la rejilla (Hernández et al., 2011). La red ofrece vista mi-croscópica para describir el proceso, las personas que trabajan desde el centro de decisión y las acti-vidades, y luego, de acuerdo con la cantidad/tipo de apoyo y recursos humanos, investiga los deta-lles de la toma de decisiones. La rejilla ofrece una vista macro para analizar la toma de decisiones de

Figura 3. Levantamiento de proceso de toma de decisión para el mejoramiento genético de poroto verde en INIA, vía metodología RUC-APS.

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un gerente en base a una estrategia e información proporcionada por la función del sistema (produc-ción). Estas decisiones pueden diferir según la fun-ción o el tiempo (Hernández et al., 2011). La red incluye tres factores principales: dos flechas indi-can las funciones (nivel de decisión y centro de de-cisión); la flecha de la entidad indica el flujo de restricción; y la flecha de línea imaginaria indica el flujo de información (Grangle et al., 2010). El mo-delo de red GRAI muestra los detalles de informa-ción del centro de decisión y explica el proceso principal de toma de decisiones (Hernández et al., 2011). El caso particular del proceso de mejora-miento genético se observa en la Figura 4.

A partir de la rejilla, los centros de decisión se pue-den clasificar en estratégicos, tácticos y operati-vos, según el horizonte de planificación en el tiem-po. Los estratégicos son de largo plazo y no cambian, los tácticos validan cada cierto periodo las decisiones estratégicas, y los operativos ejecu-tan las decisiones tácticas.

Ejemplos de red de algunos centros de decisión claves se presentan en las Figuras 5 a 10. Las figu-ras 5 y 6 corresponden al nivel estratégico, la 7 y 8 al táctico, y la 9 y 10 al nivel operativo, en el mun-do del proceso de toma de decisión del mejora-miento genético del poroto verde.

Figura 4. Matriz de decisión GRAI para el proceso de mejoramiento genético en hortalizas (i.e. poroto verde).

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Figura 5. Centro de decisión “Uso de fuentes genéticas externas”.

Figura 10. Centro de decisión “Utilización de pesticidas”.Figura 9. Centro de decisión “Análisis del tipo de siembra”.

Figura 8. Centro de decisión “Incremento de semilla”.Figura 7. Centro de decisión “Definición del tipo de aná-lisis”.

Figura 6. Centro de decisión “Definición del Idiotipo”.

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Luego, mediante el sistema DGRAI, es posible visualizar los flujos de información y decisión entre los dife-rentes centros de decisión (Figura 11).

2.2. Simulación del flujo de decisiones del proceso de mejoramiento genético hortícola

Como señala Di Domenica et al. (2007), el experi-mento de simulación permite a las personas anali-zar situaciones potenciales y aprender a tomar de-cisiones, por lo que puede considerarse un método principal para el proceso de toma de decisiones. El modelo de simulación GRAI proporciona informa-ción actual a aquellos que están involucrados en el experimento. Esta información incluye datos sobre recursos humanos, cómo trabajar en el centro de decisiones y cómo colocar una orden de trabajo (Poler et al., 2002). Durante el proceso, se prueba la calidad de cada centro de decisión, y esto repre-senta la calidad de la información (es decir, infor-mación de entrada, salida y restricción) de cada decisión tomada (Hernández et al., 2011).

Figura 11. Flujo de decisión proceso de mejoramiento genético en hortalizas, una visión genérica.

Para el proyecto RUC-APS, el gestor de los pro-cesos de toma de decisión, en este caso el me-jorador genético, debe considerar tanto el pro-ceso de toma de decisiones del agricultor como la calidad de cada decisión. Así, en esta sección se presentan tres escenarios para analizar los comportamientos asociados a la calidad en el proceso de toma de decisión. El modelo de si-mulación debe probarse en diferentes situacio-nes que sean fáciles de comparar. Todas las si-mulaciones del modelo se basan en DGRAI 3.0, que se utilizó para crear los experimentos. El primer escenario se considera de validación, y se utiliza como referencia para comparar con los otros escenarios. El tiempo de simulación que se ha considerado es de tres años, debido a que en ese tiempo se repiten la mayoría de los ciclos de toma de decisión en el proceso de mejoramien-to genético.

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Teniendo en cuenta las Figuras 5 a 10, es posible vi-sualizar cómo la calidad de los centros de decisión evoluciona en el tiempo, por lo que es posible rela-cionar el impacto que la evolución de la calidad de las decisiones en los diferentes niveles de decisión tienen sobre el resto. Resulta natural que la calidad de los más estratégicos sea alta, esto porque no de-penden de centros de decisiones superiores, como se aprecia en las Figuras 12 y 13. Siguiendo esta lógica, dado que los centros de decisión tácticos dependen de los estratégicos, y se retroalimentan de los operativos, es esperable que su calidad de toma de decisión sea media, con leves fluctuacio-nes, como se observa en las Figuras 14 y 15. Esto quiere decir que la decisión considera información que se genera más lentamente (estratégicas) e in-formación que se genera más rápidamente pero con cuellos de botella (proveniente de los niveles ope-

rativos). Finalmente, dada la alta dependencia que un nivel operativo tiene de los niveles tácticos y/o estratégicos, así como también debido a la veloci-dad con que las decisiones se deben tomar en este nivel, es esperable una fluctuación mayor en la cali-dad de los centros de decisiones operativos, como se puede ver en las Figuras 16 y 17. Esto representa que las decisiones operativas son altamente sensi-bles a la disponibilidad de recursos y de informacio-nes, lo cual indica que los niveles operativos suelen ser aquellos donde más se requiere implementar soluciones o medidas de buenas prácticas. Esto a su vez, llevado al mundo del mejoramiento genético, resulta ser un reto importante, posible de visualizar vía el modelado de toma de decisión, dado que los niveles estratégicos y tácticos por esencia son muy rígidos y difíciles de cambiar o actualizar, con una frecuencia mayor.

Figura 12. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “uso de fuentes genéticas externas”.

Figura 13. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “Definición del Idiotipo”

Figura 14. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “Definición del tipo de análisis”.

Figura 15. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “Incremento de semillas”.

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En un nivel operacional, se depende mucho de la infor-mación actualizada, por lo tanto existe un alto riesgo de que las decisiones, a cierto momento, sean de baja calidad, lo cual se traduce en un retraso de la obten-ción de los resultados esperados en la generación de variedades. Esto a la postre puede implicar el cierre de un programa de mejoramiento genético que son de largo aliento en la gran mayoría de las especies hortí-colas. Esto se valida con el modelo DGRAI expuesto.

A partir de aquí, es posible realizar análisis adicionales para entender los motivos de la evolución de la cali-dad, lo cual puede apoyar mejoras o inversiones en los programas de mejoramiento genético. En este caso

particular de estudio, se ha podido detectar que el re-curso humano que más interactúa con los centros de decisión es el mejorador o breeder, con un 62% de in-teracción, seguido del técnico de campo (field techni-cian) con un 20%. Al mismo tiempo, se pueden identi-ficar otros participantes no tan triviales que también participan del proceso de toma de decisión, como por ejemplo el gestor comercial con un 3%. Esto se basa en la metodología GRAI para el análisis. Por lo tanto, desde un punto de vista de cadena de valor, resulta claro, vía la simulación DGRAI, que el aspecto comer-cial tiene oportunidad de mejorar, llegando a tener una mayor participación en el proceso de toma de de-cisión (Figura 18).

Figura 16. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “Análisis del tipo de siembra”.

Figura 17. Evolución de la calidad para el centro de de-cisión “Utilización de pesticidas”.

Figura 18. Porcentaje de participación del equipo técnico y especializado en el proceso de mejoramiento.

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No obstante, contrario a lo que se podría pensar, el tiempo que cada recurso humano invierte en las distintas operaciones de los procesos de toma de decisión, no es proporcional al porcentaje de participación, como se evidencia en la Figura 19.

Figura 19. Distribución del tiempo del equipo técnico y especializado en el proceso de mejoramiento

Como se aprecia en la Figura 19, el personal que invierte más tiempo en el programa de mejora-miento genético es el técnico de campo, seguido por los trabajadores de campo, el mejorador, y fi-nalmente el técnico de laboratorio. Además, se aprecia que el gestor comercial invierte muy poco tiempo en el proceso de toma de decisiones, por lo que se visualiza una participación más reactiva que proactiva, lo cual presenta un freno a las innova-ciones potenciales que un programa de mejora-miento genético podría invertir.

Finalmente, el caso analiza la calidad total del sis-tema, esto quiere decir, cómo se comportan todos los centros de decisión (considerando informacio-nes y decisiones de entrada y salida, y recurso hu-mano). Para esto ver Figura 20.

Respecto al recurso humano suele requerirse a lo menos de un mejorador, un técnico de campo y un operario. Así todo lo referido a definir los objetivos del PMG, diseñar las estrategias a utilizar, estable-

cer y analizar el diseño experimental para los en-sayos de localidades, evaluación y selección de los materiales promisorios, registrar la nueva varieda-d,otros, recaerán sobre el mejorador. Por otra par-te, todo lo referido a establecimiento del cultivo, manejo de campo, evaluación del material, manejo de la semilla, etc. recaerán sobre el técnico de campo. Finalmente, todo lo referido a la manten-ción de ensayo, riegos, cosecha, desmalezados, etc. recaerán sobre el operario. Como se aprecia en la Figura 20, la calidad prome-dio total del sistema tiende a un 70%, esto signifi-ca que existe un 30% de ineficiencias que afectan negativamente la calidad del proceso de toma de decisiones, lo cual proviene de la sobrecarga de tiempo asignado a los recursos operativos, en des-medro del tiempo necesario para avanzar hacia el nivel táctico. Así, se demuestra que a través de la metodología de GRAI, los programas de mejora-miento genético presentan grandes oportunidades de mejora a nivel operativo.

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Conclusiones

· Modelar la cadena de valor agrícola/hortícola, de manera realista, sigue siendo un reto.

· El rol del mejoramiento genético es fundamen-tal para lograr dar respuesta a los requerimien-tos de los consumidores y a los cambios incier-tos del entorno.

· El mejoramiento genético comienza a ser una actividad multi-disciplinar a nivel estratégico.

· A nivel operacional, el mejoramiento genético presenta oportunidades de mejora, sobretodo en apoyar la participación estratégica de este nivel en las actividades de la cadena de valor. Así, los mejoradores podrían reaccionar de ma-nera proactiva a los cambios dinámicos del en-torno.

· El modelado y simulación de procesos resulta ser una herramienta útil para apoyar la gestión del conocimiento.

Trabajos futuros

El trabajo realizado presenta la limitación que ha considerado un caso muy particular con la opinión solo de un breeder y una especie, por lo tanto se plantean para futuras publicaciones, considerar el le-vantamiento de información vía focus group de varios breeder para la misma especie o varios para diferen-tes especies, para mejorar y validar la matriz de deci-sión. También se plantea establecer un modelo de toma de decisión donde se incluyan todos los actores de la cadena de valor hortícola que participan en los diferentes eslabones, para medir el impacto multi di-reccional que los flujos de información y disponibili-dad de recursos tienen en las calidades de los proce-sos de toma de decisión de cada eslabón. Finalmente, se plantea la postulación a proyectos de investiga-ción competitivos (nacionales e internacionales), donde la metodología GRAI, apoyada por RUC-APS, pueda ser un aporte al desarrollo hortícola nacional.

Figura 20. Evolución de la calidad total del proceso de mejoramiento.

Agradecimientos:

Authors of this publication acknowledge the contribution of the Project 691249, RUC-APS: Enhancing and implementing Knowledge based ICT solutions within high Risk and Uncertain Conditions for Agriculture Production

Systems (www.ruc-aps.eu), funded by the European Union under their funding scheme H2020-MSCA-RISE-2015.

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Referencias

Doumeingts, G. 1984. La Méthode GRAI. PhD. Thesis, University of Bordeaux I, Bordeaux, France. 58.

Doumeingts, G., B. Vallespir, M. Zanettin, and D. Chen. 1992. GIM, GRAI integrated methodology - A methodology for designing CIM systems, Version 1.0. Unnumbered Report, LAP/GRAI, Uni-versity of Bordeaux I, France.

Grangel, R., M. Bigand and J. Bourey. 2010. ‘Trans-formation of decisional models into UML: Appli-cation to GRAI grids’, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 23(7), pp. 655-672.

Hernández, J., R.Poler, J. Mula, and F. Lario. 2011. ‘The reverse logistic process of an automobile chain network supported by a collaborative de-cision-making model’, Group Decision & Nego-tiation, 20, pp. 79-114.

Hernández et al. 2017. RUC-APS: Enhancing and implementing Knowledge based ICT solutions within high Risk and Uncertain Conditions for Agriculture Production Systems. 11th Interna-tional Conference on Industrial Engineering and Industrial Management. Valencia, Spain, July 5-6, 2017.

Kehr, E. y M. Bastias. 2016. Poscosecha Hortícola en la Región de La Araucanía: una mirada de la situación actual y proyecciones a través de la vinculación ciencia-empresa. Serie Actas INIA Nº56. Temuco-Chile 2016. 108p.

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Capítulo 8

Mejoramiento genético de maíz dulceGabriel Saavedra Del Real

Ing. Agrónomo, [email protected]

INIA La Platina

El maíz dulce (Zea mays var. saccharata) pertene-ce a la familia Gramineae, como muchos de los principales alimentos que nutren al mundo, sin embargo su importancia respecto a estos granos (trigo, arroz, maíz grano) es bastante relativa, se cultivan solamente alrededor de 1 millón de hec-táreas en el mundo, las cuales producen 9 millones de toneladas de producto fresco, que representa el 0,006% de la producción total de maíz mundial (Trademap, 2014). El principal productor mundial es Estados Unidos de América con 260 mil hectá-reas, que aproximadamente representa el 39% del total mundial, seguido por Nigeria (8%) y México (7%). En Chile, de las 12 mil hectáreas de maíz para consumo fresco que se siembran anualmente, y que es la hortaliza de mayor superficie en el país, sólo 1.500 a 2.000 hectáreas son de maíz dulce, principalmente orientado a la agroindustria de congelados.

La especie Zea mays L., es originaria de Mesoamé-rica, hoy Guatemala y parte de México y fue do-mesticada por las tribus originarias de la región. Podría derivar del Teosinte (Euchaleana mexicana Schrad., sin. Zea mexicana (Schrad.) Kuntze, planta cultivada como forraje en las regiones más cálidas de América. Las primeras evidencias de domesti-cación del maíz se encontraron en la cueva de San Marcos en Tehuacán, México, cuyas mazorcas fue-ron datadas en 5 milaños aunque otras evidencias de 6.200 años fueron encontradas en la cueva de Guilá Naquitz en Oaxaca, México. En cuanto al maíz dulce, no se ha encontrado una fecha específica de origen, pero ya en 1770 era cultivado por los nati-vos de Norteamérica y en ese año se realizó la pri-

mera colecta de semillas por los colonos europeos. La primera variedad, llamada “Papoon”, fue obteni-da de los indios Iroquois en 1779.

Una hipótesis es que el maíz dulce se generó a par-tir de una mutación en la raza peruana de maíz lla-mada “Chullpi”, aunque fue mayormente cultivada por nativos de Norteamérica desde tiempos pre colombinos. Mangelsdorf (1974) propuso que la raza Chulpi fue la fuente original del gen su1 y el progenitor de la raza Maíz Dulce de Jalisco, Méxi-co. Esta raza, Dulce de Jalisco, fue cruzado con maíz de tipo Reventador (Popcorn) para generar Ducillo del Noroeste en esa zona de México (Well-hausen y otros, 1952). Entonces, a partir de este tipo de maíz, el gen su1 fue siendo introgresado en razas del norte, incluyendo los tipos Northern Flint, el progenitor de los maíces dulces comerciales modernos (Revilla y Tracy, 1995).

El maíz dulce difiere del maíz común por una mu-tación de genes que causan alteraciones en el tipo y cantidad de carbohidratos durante la maduración del grano, produciendo en los granos una acumula-ción de azúcares dos veces mayor y mucho menos almidón. El maíz dulce común tiene un gen están-dar llamado Sugary 1 (su1) ubicado en el cromoso-ma 4, cuya función es codificar una isoamilasa en la síntesis del almidón en el endosperma (Dinges y otros, 2001), lo que previene o retarda la conver-sión normal de azúcar en almidón durante su desa-rrollo, entonces el grano acumula un polisacárido soluble en agua llamado “fitoglicógeno” en lugar de almidón (Brown y otros, 1985; Carey y otros, 1984; Wann y otros, 1971). El fitoglicógeno, ade-

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más de dulzor, entrega características organolép-ticas especiales al grano, como suavidad de textu-ra, pero a la vez produce que el grano seco sea arrugado y vidrioso (Marshall y Tracy, 2003).

En la generación de híbridos modernos de maíz dulce, las variedades tradicionales han sido modi-ficadas con otros genes y combinaciones genéticas en el endosperma que controlan el dulzor del gra-no. Los genes modificadores mayores de dulzor del grano son shrunken-2 (sh2) y sugary enhancer (se), los cuales se pueden combinar con su1 obteniendo mayor cremosidad del grano.

El gen sh2, se encuentra localizado en al brazo lar-go del cromosoma 3 (3L), no sintetiza una enzima clave en la síntesis del almidón y que causa acu-mulación de sacarosa y lípidos en lugar de polisa-cáridos solubles y almidón, la ADP-glucosa fosfori-lasa, (Rodhes, 1997 y Creech, 1965). Por lo tanto, estos maíces poseen cuatro a ocho veces más azú-cares que los híbridos no mutantes y son conocidos como súper dulces (Creech, 1965). Este tipo de maíz supera al maíz dulce corriente por presentar mejores características, tales como: contenido más alto de azúcares en la madurez y dos a tres veces más sacarosa (Creech, 1965); un período de cosecha más largo (Garwood y otros, 1976); una textura suave y crujiente, no requiere adición de azúcar al procesarlo (Rogers, 1976); presenta ren-dimientos comparables a los híbridos su1 (Wong y otros, 1994) y ser preferido por los consumidores en las pruebas de sabor (Evensen, 1984), por lo cual es muy cotizado por los consumidores y agroindus-tria en varios países.

Ferguson y otros (1978) afirman que el gen sugary enhancer (se) es un modificador recesivo de la mu-tación del endosperma su1, ubicado en el brazo largo del cromosoma 4 del genoma del maíz dulce (La Bonte y Juvik, 1991). Este alelo, en estado de homocigosis, según González y otros (1976 y 1974), produce un incremento de azúcares totales en las cariópsides de su1, a niveles comparables con el gen sh2, pero sin reducción de fitoglicógeno. A di-ferencia de otras mutaciones, esta combinación genética es muy difícil distinguirla visualmente de otras poblaciones segregantes, solamente el uso

de técnicas como HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) permiten diferenciarlas, pero a un costo demasiado alto cuando se estudian cien-tos de segregantes (Ferguson y otros, 1978; Juvik y La Bonte, 1988). Hay un par de caracteres de las cariópsides de maíz dulce su1 (color amarillo más claro en el grano y deshidratación más lenta), que parcialmente podrían identificar granos que sean homocigotos para el gen se, pero estos caracteres varían su expresión dependiendo de su genética y la madurez de la cariópside (La Bonte y Juvik, 1988).

Según Ordas y otros (2007), existen tres grupos ge-néticos principales de donde han derivado las me-joras genéticas en esta especie:

· Golden Bantam· Stowell’s Evergreen· Country Gentleman

A partir de Golden Bantam se han realizado las principales mejoras, esta es una variedad introdu-cida por Burpee en 1902, siendo la primera varie-dad en tener endosperma amarillo, anteriormente todo el maíz dulce tenía endosperma blanco (Tra-cy, 1997). Así que, casi todos los maíces dulces de endosperma amarillo actuales tienen algo de Gol-den Bantam en su pedigrí (Revilla y Tracy, 1995).

Caracteres de interés para mejoramiento genético

Las principales características que se eligieron para seleccionar germoplasma fueron las más apli-cables a la agroindustria. Esta industria, siempre, busca mejorar el rendimiento industrial, o sea que la relación de materia prima ingresada versus pro-ducto generado sea menor, con baja cantidad de desecho, por lo tanto la materia prima tiene que cumplir con una serie de características que facili-ten el procesamiento y la eficiencia de producción industrial.

Este programa tomó como principales caracterís-ticas de selección de líneas puras e híbridos forma-dos para plantas y mazorcas los siguientes carac-teres:

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1) Planta

1.1) Altura de planta, donde se seleccionó germo-plasma que no fuera muy alto (>2,0 m) por la fragilidad de la caña de esta especie, lo que podría provocar tendedura; ni tampoco muy baja (<1,0 m) debido a que podría dificultar la cosecha mecanizada por su altura, al tener la mazorca muy abajo.

1.2) Altura de inserción de mazorca, este carácter es muy importante para la cosecha mecánica y manual, no puede ser muy bajo, ya que difi-culta ambos tipos de cosecha, tal como se mencionó anteriormente.

1.3) Prolificidad de polen y abundancia de sedas, carácter que afecta la polinización y que fi-nalmente se manifiesta en calidad y llenado de mazorca. Las accesiones poco prolíficas, pero de buena calidad de planta y mazorca se deben usar de líneas hembras, y al revés cuan-do una accesión posee sedas cortas y escasas, pero aporta calidad, se debe usar de macho, siempre y cuando tenga buena cantidad de polen, si no se debe descartar.

1.4) Precocidad, este tipo de maíz, en general es muy precoz en maduración de cosecha. Siempre se busca obtener híbridos con diferentes preco-cidades, de manera de cubrir bien la temporada de producción, prolongándola el mayor tiempo posible. Por lo tanto, se seleccionaron líneas puras e híbridos con un amplio rango de preco-cidad, desde 60 hasta 90 días a cosecha.

1.5) Color de chalas u hojas envolventes de la ma-zorca, es una característica más apropiada para maíz dulce de consumo fresco, debido a que el consumidor usa como referencia el color verde intenso para frescura. Sin embargo para la agroindustria no tiene mayor incidencia.

2) Mazorca

2.1) Contenido de azúcar, es un elemento de ma-yor importancia para este cultivo, donde los ge-nes que posee el híbrido entregan contenidos

altos cuando están solos o en combinaciones adecuadas. Concentración de azúcar mayor a 12°Brix es deseable, pero con maíces tipo super sweet se logran valores sobre 20°Brix.

2.2) Forma de la mazorca, idealmente debería ser cilíndrica, para facilitar la extracción de gra-nos de la coronta con poca pérdida, pero ac-tualmente la maquinaria moderna de extrac-ción permite el uso de mazorcas cónicas.

2.3) Número de hileras de granos por mazorca, este carácter es de mayor importancia para el procesamiento, ya que tiene relación directa con el rendimiento industrial, mientras más hileras, más granos y mejor rendimiento. El ideal es obtener mazorcas con 18 hileras como mínimo.

2.4) Color de grano, se busca siembre grano amari-llo fuerte para la industria, aunque actual-mente hay bastante demanda por mazorcas combinadas de granos blancos y amarillos. Existen otras posibilidades de combinación con granos rojos y morados, pero aún no son producidos en el país.

2.5) Relación largo de grano y diámetro de coron-ta, en este carácter se busca tener un largo grano mayor o más profundo insertado en una coronta no tan gruesa, sino más bien delgada, de manera de facilitar la extracción de grano e incrementar el rendimiento industrial.

Obtención de híbridos comerciales

La obtención de híbridos comerciales es un proce-so muy largo, que puede tomar entre 12 y 15 años, dependiendo de la posibilidad de hacer algunos trabajos de selección o cruzamiento en zonas del país con mejor clima (por ej. Región de Arica y Pa-rinacota), o bien en el extranjero en países con contra estación (Estados Unidos, Francia o España), de esta manera se aprovecha de realizar dos gene-raciones por año. En el caso de maíz dulce, esta operación es más factible que con otras especies que tienen período vegetativo demasiado largo.

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El primer paso es la acumulación de germoplasma lo más diverso y la mayor cantidad de accesiones posibles. Esto se hace acudiendo a bancos de ger-moplasma o reservorios nacionales como el que tiene el USDA-ARS en Idaho o Cornell, adquiriendo por compra o convenios material genético antiguo y moderno de diferentes compañías, o solicitando líneas puras a universidades e institutos agrícolas a través de MTA (Material Transfer Agreement). Otra manera es autopolinizando híbridos modernos comerciales, obteniendo segregantes y formando grupos de cruzamientos libres, de manera de obte-ner combinaciones noveles para usarlas en selec-ciones de nuevas líneas puras. Una vez obtenido este material, ya sea líneas puras o germoplasma de pre-breeding, se procede a la caracterización y análisis de segregación, para formar familias y gru-pos de características similares e iniciar el proceso de selección, previo al inicio de la secuencia de au-tofecundaciones para formar las líneas puras que darán origen a los híbridos experimentales. Este proceso puede tomar entre 1 a 2 años.

El proceso de selección de familias y líneas toma alrededor de 2 a 3 años, donde el germoplasma se siembra en campo, se analiza desde emergencia y se continúa caracterizando y seleccionando por los caracteres definidos al inicio del programa. Se eliminan todas las líneas o familias que no cum-plen con lo deseado, disminuyendo de esa manera la cantidad de material a evaluar cada año. Termi-nada la selección se inicia el proceso de autofe-cundación hasta por lo menos S5 o S6, puede to-mar 5 a 6 años, pero con trabajo fuera de temporada se reduce a la mitad. En este proceso se eliminan las plantas de una línea que tengan características diferentes, como por ejemplo una planta muy alta dentro de plantas bajas o mazor-cas con granos segregantes de colores diversos en líneas amarillas. En esta etapa, es muy importante tomar notas de precocidad, fecha de inicio de an-tesis, abundancia de polen y/o pelo, altura de planta y mazorca con el fin de programar la si-guiente etapa de evaluación, la prueba de Habili-dad Combinatoria General (HCG).

La HCG es un proceso donde se generan híbridos a partir de líneas puras seleccionadas cruzadas con

una línea pura probadora o conocida por sus carac-terísticas genéticas. Entonces, una vez realizado el cruzamiento y sembrado en terreno, se puede eva-luar el híbrido por una parte, por si ocurre una bue-na combinación; o bien se pueden evaluar las líneas puras generadas combinadas con un probador uni-versal y determinar su capacidad o potencial pro-ductivo tomando al probador universal como cons-tante, entonces se puede discriminar entre líneas puras por calidad genética. Aquí, puede ocurrir que se genere un híbrido promisorio por las combina-ciones genéticas que se realizan, el cual podría ser evaluado para alcanzar el nivel comercial.

Una vez determinada la habilidad combinatoria general, se procede a realizar cruzamientos entre las líneas puras en un ensayo de Habilidad Combi-natoria Específica (HCE), realizando cruzamientos entre líneas puras con pedigríes distantes. No es conveniente cruzar medios hermanos o líneas rela-cionadas por pedigree, ya que disminuye la hetero-sis o vigor híbrido. A partir de este ensayo se obtie-nen híbridos promisorios, los cuales deberían ser evaluados durante a lo menos tres temporadas en diferentes medio ambientes para finalmente deci-dir cuál o cuáles deberían continuar hacia la multi-plicación comercial. Estos híbridos deben ser pro-bados en ensayos de rendimiento regionales, a lo menos tres regiones, durante 2 ó 3 años antes de decidir su multiplicación comercial, previa inscrip-ción en el registro de variedades para su protec-ción. Paralelamente, teniendo, él o los híbridos se-leccionados, se debe hacer la multiplicación de semilla de las líneas puras y formar el híbrido para pruebas comerciales. Después de unos dos años de pruebas comerciales se puede liberar el híbrido, registrarlo y comercializarlo. Una manera de ace-lerar este proceso, al igual que en selección e hi-bridación, es realizar multiplicaciones fuera de temporada en el país o el extranjero.

Resultados obtenidos

Después de varios años de selecciones, autofecun-daciones e hibridaciones se han obtenido algunos resultados muy interesantes con el material gené-tico disponible por el programa.

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Se han generado 120 líneas segregantes que se en-cuentran en S3 y S4, de las cuales 30 contienen el gen se (sugar enhancer), aún no han sido caracteriza-das en su totalidad. Pero por otra parte hay 113 lí-neas puras con más de 97% de homocigosis en S5 y S6, de las cuales 37 tienen características agroin-dustriales de importancia. Por ejemplo, hay 15 líneas puras con potencial mayor a 22ºBrix en contenido de azúcar, 22 líneas con 18 o más hileras y 25 líneas con potencial de rendimiento mayor a 20 T ha-1.

Además, se han seleccionado líneas puras elite tanto en INIA La Platina (región Metropolitana) como en INIA Carillanca (región de La Araucanía) por sus características y aportes agroindustriales, tal como se muestran algunas de estas líneas en el Cuadro 1. En INIA La Platina, la selección en base a comportamiento agroindustrial y agronómico en-tregó 17 líneas puras con potencial de producción de azúcares mayor a 15ºBrix y 34 líneas con más de 18 hileras, mientras que en INIA Carillanca se

seleccionaron 42 líneas por contenido de azúcar y 20 por número de hileras. Estas líneas puras aún no han sido cruzadas completamente entre ellas para determinar vigor híbrido y capacidad combinatoria específica. Por lo tanto hay un potencial altísimo de posibles híbridos comerciales en el futuro.

En cuanto a híbridos generados a partir de un Top-Cross en 2015, hubo varios que presentaron un comportamiento agronómico e industrial muy in-teresante, por lo que han sido seleccionados como híbridos promisorios, que podrían ser desarrollados para ser comerciales. Es el caso del híbrido 151048, que se muestra su comportamiento en el Cuadro 2, en tres localidades, aunque solo en dos regiones en dos temporadas. Presentó un contenido de azúcar muy bueno en todas las temporadas y regiones, con un promedio general de 23,5°Brix , el largo de mazorca alcanzó un promedio de 20,2 cm y el ren-dimiento total fluctuó entre 14,6 T/ha en INIA La Platina y 31,9 T/ha en INIA Carillanca.

Cuadro 1. Muestra de líneas puras y sus pedigríes selectos por sus características agroindustriales en INIA La Platina, Región Metropolitana.

Nº de hileras por mazorca Contenido azúcar (ºBrix)

Línea Pura Pedigrí La Platina Carillanca La Platina Carillanca

142125 Dyn 1-2-3-1-1 18 18 22,4 21,7 142127 Dyn 1-3-1-1-1 17 18 14,9 17,8 142131 Dyn 1-4-2-1-1 20 20 25,8 28,2 142134 Dyn 1-5-2-1-1 20 18 22,6 24,5 142136 Dyn 1-5-4-1-1 16 18 26,0 22,5 142140 Dyn 2-2-1-1-1 18 16 22,6 29,0 142152 Car 1-2-2-1-1 18 18 14,4 25,6 142013 Chef 3-2-1-1-1 18 18 14,0 17,6 142027 Cac 1-1-1-1-1 17 14 14,0 17,4 142101 Che 6-8-2-1-1 17 16 14,0 13,7 142125 Dyn 1-2-3-1-1 18 16 14,1 14,9 142127 Dyn 1-3-1-1-1 16 16 17,0 20,0 142130 Dyn 1-4-1-1-1 12 16 16,9 17,2 142152 Car 1-2-2-1-1 16 16 17,0 19,0 142159 Car 1-5-1-1-1 18 16 8,3 17,5 142162 Car 2-1-1-1-1 16 20 18,6 - 142176 Car 2-7-2-1-1 18 16 14,2 19,2 142177 Car 2-7-3-1-1 16 14 18,7 15,7 142001 Chef 1-1-1-1-1 17 22 17,1 11,9

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En este grupo de híbridos seleccionados por ca-racterísticas agro-industriales, hubo 14 que tu-vieron comportamiento muy bueno en la región Metropolitana, los cuales se muestran en el Cua-dro 3. Hay un par de híbridos como el 151050 y 151053 que presentaron rendimientos muy bajos, pero a la vez tuvieron un contenido de azúcar bastante interesante, estos fueron seleccionados porque con manejo agronómico y bajo otras con-diciones ambientales podrían tener un comporta-

miento mejor. Otros híbridos que no tuvieron nú-mero de hileras superior o igual a 18 fueron seleccionados por su calidad de mazorca y conte-nido de azúcar, lo cual los hace muy apetecibles para el consumo directo, sin procesamiento. El principal factor de selección fue el contenido de azúcar, que como base se tomó 15°Brix, pero al observar los rendimientos, la selección se hizo en base al comportamiento de dos temporadas y la estabilidad de los resultados.

Cuadro 2. Comportamiento de caracteres agroindustriales de importancia del híbrido 151048 en dos temporadas bajo diferentes medio ambientes.

La Platina Carillanca El Monte 2015/2016 2016/2017 2015/2016 2016/2017 2015/2016

Nº de hileras 18 20 18 18 19 Contenido de azúcar (ºBrix) 24,1 22,6 23,9 24,5 22,4 Largo de mazorca (cm) 19,1 20,8 21,2 20,0 20,1 Calidad de mazorca* 5 5 5 5 5 Rendimiento (T/ha) 18,2 14,6 28,5 31,9 26,6

*Calidad de mazorca, 1=muy mala; 5=muy buena

Cuadro 3. Selección de híbridos promisorios en INIA La Platina (Región Metropolitana).

Días Altura de Calidad Número Largo Contenido Peso mazorca Peso total a planta de de mazorca de azúcar ind. desnuda mazorcas Híbrido floración (m) mazorca hileras (cm) (ºBrix) (g) (T/ha)

151042 57 1,70 5 18 19,5 22,4 277 6,52 151046 58 2,00 5 20 17,6 25,8 226 12,55 151048 57 1,85 5 20 20,8 22,6 251 14,60 151050 57 1,75 5 16 19,0 26,0 190 8,32 151053 64 1,55 5 17 19,0 22,6 218 4,16 151060 64 2,00 4 17 17,8 22,8 188 13,91 151124 58 1,72 4 16 23,5 17,0 261 19,07 151125 53 1,75 3 12 20,0 16,9 201 18,82 151135 58 1,85 4 16 21,0 17,0 261 18,82 151141 60 1,30 5 16 18,5 18,6 263 15,59 151143 60 1,80 4 16 20,0 18,7 253 18,01 151150 56 1,55 4 16 21,0 16,9 240 11,18 151156 57 1,65 5 12 20,0 18,8 166 15,53 151214 65 2,15 5 18 19,5 17,3 224 12,17

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Cuadro 4. Selección de híbridos promisorios en INIA Carillanca (Región de La Araucanía).

Días Altura de Calidad Número Largo Contenido Peso mazorca Peso total a planta de de mazorca de azúcar ind. desnuda mazorcas Híbrido floración (m) mazorca hileras (cm) (ºBrix) (g) (T/ha)

151037 89 1,95 5 18 20,0 22,4 245 17,93 151042 83 1,80 3 18 19,0 21,7 266 23,51 151046 89 2,14 4 20 17,4 28,2 244 25,39 151048 89 2,12 5 18 20,0 24,5 274 31,86 151050 87 1,98 5 18 19,0 22,5 227 22,73 151052 87 1,90 5 20 19,2 20,0 246 18,17 151053 89 2,13 5 16 20,1 29,0 282 28,88 151054 87 1,97 5 18 18,6 23,1 234 24,07 151055 87 2,37 5 18 17,0 25,6 261 30,23 151124 83 1,87 4 16 22,8 20,0 328 27,07 151141 83 1,58 5 20 18,8 s/i 278 28,23 151214 87 2,38 4 16 19,0 26,4 235 24,16

El mismo trabajo de investigación y selección se realizó en la Región de La Araucanía, en INIA Cari-llanca. Los resultados de la selección de híbridos adaptados para la región se presentan en el Cua-dro 4. Los días a floración se incrementan mucho respecto a la Región Metropolitana, por lo tanto su período vegetativo y reproductivo es más largo y acumulan más azúcares en los granos, lo que se ve reflejado en el contenido promedio que fluctuó entre 20,0 y 28,2°Brix. También, el rendimiento fue superior, fluctuó entre 17,9 y 31,9 T/ha. Se se-leccionaron 12 híbridos, usando la misma base anteriormente descrita, coincidiendo 8 híbridos en ambas regiones.

En esta región, el híbrido 151046 tuvo un com-portamiento excelente con alto contenido de azúcar, uno de los más altos (28,2ºBrix), el cual se repitió en la Región Metropolitana con 25,8ºBrix. Sin embargo, el rendimiento en el sur duplicó al de la zona central. Otro híbrido que llama la aten-ción, por su comportamiento en esta región fue 151053, que tuvo un rendimiento de casi 29 T/ha, con un alto contenido de azúcar (29ºBrix), siendo muy superior su comportamiento respecto a la Región Metropolitana. Se podría decir que este híbrido estaría más adaptado ala Región de La Araucanía. Similarmente, ocurre lo mismo con

151042, con un buen comportamiento en esta re-gión y pobre en la zona central.

En esta región, después de 151048, el mejor ren-dimiento estuvo en 151055, con aproximadamen-te 30 T/ha y 25,6ºBrix, pero además con buen nú-mero de hileras y tamaño de mazorca, lo que convierte a este híbrido en un buen candidato para la zona. Este híbrido no fue seleccionado para la zona central por su pobre comportamiento en rendimiento industrial y calidad de mazorca.

Conclusiones

Considerando lo expuesto, hay suficiente material genético y líneas puras para realizar combinacio-nes selectas usando material elite, pero además hay una serie de híbridos promisorios que tienen muy buenas perspectivas de convertirse en varie-dades comerciales a mediano plazo.

Falta el desarrollo de los híbridos promisorios, para llegar a comerciales, pero esto no se puede lograr en un proyecto a 7 años, ya que se requiere de un tiempo para probar, evaluar e iniciar los in-crementos de semilla, previo a la comercializa-ción y/o desarrollo comercial.

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Capítulo 9

Recursos genéticos y su uso en mejoramiento de hortalizas

Ricardo Pertuzé ConchaIng. Agrónomo [email protected]

Universidad de Chile

Situación mundial de los recursos genéticos

El constante cambio de las condiciones ambienta-les hace que los Recursos Naturales estén en per-manente evolución. La disponibilidad de sustratos, la disponibilidad de agua para la agricultura y la presencia de Recursos Genéticos (RRGG) que se adapten a los cambios son un enorme desafío.

Los Recursos Genéticos corresponden al enorme patrimonio genético que tienen un valor real o po-tencial y considera plantas, animales y microorga-nismos (CDB, 1992). Estos RRGG son la fuente de variabilidad que constituye la base de la agricultu-ra desde el punto de vista de proveer la informa-ción genética para el desarrollo de nuevas varieda-des que satisfagan las necesidades de alimentación de la población mundial.

Para el mejoramiento genético existen diversas fuentes de RRGG según las necesidades del mejo-rador, y es posible acceder a variedades modernas que cuenten con una o varias de las características buscadas, o si dentro de las primeras no es posible encontrar genes que sirvan de variabilidad para los objetivos iniciales, entonces se puede recurrir a ecotipos o variedades antiguas que si bien pueden tener rendimientos inferiores o algunas deficien-cias generales presentar particularidades que per-miten satisfacer necesidades puntuales. Cuando ninguna de las alternativas anteriores está dispo-nible, entonces hay que comenzar a pensar en plantas menos domesticadas o simplemente ger-

moplasma silvestre de especies emparentadas. Estas últimas, por lo general son fuente de gran variabilidad, pero su utilización acarrea un impor-tante lastre no domesticado que deberá ser depu-rado luego de la introgresión de los caracteres de interés.

En la actualidad se sabe que, de las más de 300 mil especies de plantas vasculares, para el consumo humano apenas utilizamos unas 7 mil, de las cuales 300 han sido domesticadas y menos de 30 consti-tuyen la base de la alimentación mundial, concen-tradas en cuatro Familias: Cereales, Leguminosas, Solanáceas y Rosáceas.

Los RRGG silvestres no están distribuidos en el mundo de igual manera. Se han descrito 8 Centros de Origen y aunque en muchos casos coincide, también se han descrito Centros de Diversidad de las especies. En este sentido existen países que concentran muchas especies y otros que, si bien tienen menos, presentan especies de gran valor por la singularidad de ellas.

Biodiversidad agrícola de Chile

La Biodiversidad agrícola de Chile se basa en un 95,5% en especies introducidas y sólo un 4,5% co-rresponde a especies nativas cultivadas. Este últi-mo valor aumenta a 29% si se considera que algu-nas especies tienen alguna relación de parentesco con especies nativas (Cubillos y León, 1995). Un ejemplo de aquello es el tomate, donde en Chile se

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presentan 4 especies emparentadas con la especie y con características tremendamente interesantes como podría ser el potencial de resistencia a la se-quía de Solanum sitiens que crece en pleno Desier-to de Atacama, exclusivamente en la Región de Ta-rapacá (Chetelat et al., 2009; Pertuzé et al., 2002).

Al describir las particularidades de la geomorfología de Chile de norte a sur, es posible ver como se en-trelaza con el trabajo paciente de los agricultores por seleccionar especies y variedades introducidas que satisfacen sus necesidades y se van adaptando a cada una de las condiciones locales. En ese sentido se puede mencionar como en la precordillera de Pu-tre en la Región de Arica y Parinacota, se han esta-blecido y hoy seleccionado ecotipos de orégano que se adaptan a los extremos de temperatura y condi-ciones ambientales, siendo cultivados en terrazas andinas. Las particularidades de las plantas de oré-gano le han dado el reconocimiento local de una In-dicación Geográfica como una forma de valorar el patrimonio que los agricultores de la zona mantie-nen día a día (INAPI, 2016). A la misma latitud, pero a

menor altura, se abre el valle del río Lluta, donde a pesar de la alta salinidad y exceso de boro se ha se-leccionado el maíz Lluteño que crece en perfectas condiciones y que es muy cotizado en los mercados locales, habiendo también ganado la Indicación Geográfica por la importancia que este tiene para la comunidad local (INAPI, 2015).

En la Región de Tarapacá, donde se alza una pampa extremadamente árida, se dejan ver profundas que-bradas como Camiña en cuyos estrechos valles se hace agricultura, y donde sus agricultores y culturas andinas de la zona han sabido aprovechar los pocos recursos hídricos, desarrollando terrazas con riego interconectado en donde se cultivan con éxito za-nahorias, ajos y maíces que son cotizados en toda la zona norte por sus particularidades.

Ya en forma más extendida por la zona norte en ge-neral, también es posible identificar otras especies particularmente seleccionadas. Tal es el caso de pa-pas utilizadas para consumo directo y otras para ha-cer chuño, o bien una gran variedad de maíces con

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diversos propósitos (harina, chicha, caspia, entre otras) o bien zapallos de guarda que solo se ven en el norte. Incluso pepinos dulces distribuidos desde el Perú hasta La Serena con una gran variedad de colores que van desde los morados a los amarillos, pasando por frutos con ambos colores jaspeados. De la misma forma, aunque de manera muy puntual, es posible encontrar cultivos muy poco conocidos, pero de larga data en las culturas andinas, como es el caso de la caigua, cucurbitáceas cuyos frutos fue-ron utilizados deshidratados por mensajeros diagui-tas como fuente de alimento en sus travesías o como en la actualidad donde son utilizados rellenos, en mermeladas, ensaladas e incluso acompañando tragos (caigua sour).

Por otra parte, ya en la zona central de Chile, se puede localizar una gran variedad de tomates tales como el Rosado con sus enormes frutos multilocu-lares, que pueden llegar a pesar 1 kg o más, o el Li-machino. En ambos casos caracterizados por su gran sabor, aunque malas propiedades de poscosecha, razón por la cual han sido desplazadas por nuevas

variedades que finalmente han decepcionado por su palatabilidad. Otra especie que ha recibido Indica-ción Geográfica, reconociendo el valor cultural aso-ciado a una localidad es la Sandía de Paine, de gran tamaño y con franjas de color verde claro sobre fon-do oscuro en la piel, que suele ser delgada y propen-sa a quebrarse, pero de gran dulzor (INAPI, 2016).

Desde la zona central y hasta la zona centro sur se puede identificar una enorme cantidad de varieda-des de porotos, de muchas formas y colores. Estas variedades son regularmente conservadas por agri-cultores y son descritas por ellos por sus propieda-des para ser utilizadas como poroto verde, para gra-nado o para cocidos de diversa naturaleza. Chile es considerado una fuente de diversidad de esta espe-cie por la gran cantidad de germoplasma presente (porotos payares, hallados, blancos, negros, pintos, frutilla, entre mucho otros).

En la zona sur, tradicionalmente en la Región del Bio-bío y en la Región de La Araucanía, inicialmente la cultura mapuche y actualmente los agricultores de

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la zona, han seleccionado una gama de ajíes (Puta madre, Cacho de cabra, Huaipe) principalmente para la confección de merkén (ají ahumado y molido) y ristras (amarras de ajíes ahumados) para su uso como condimento de una gran diversidad de platos típicos de la zona.

Particularmente al complejo de islas de Chiloé, en la Región de Los Lagos, desde 2014 se le ha reconocido internacionalmente por ser un Sitio Ingenioso de Pa-trimonio Agroalimentario Mundial (SIPAM), recono-ciendo no solo sus recursos genéticos vegetales, sino al sistema que integra a toda la comunidad, conside-rando vegetales, animales, comunidades, paisaje y rasgos culturales. Ya es por todos sabido que la papa chilota es considerada un sub-centro de origen de la papa cultivada. Todavía quedan más de 400 varieda-des, sin embargo, alguna vez hubo más de 700. Se ha producido una erosión importante, pero se ha toma-do conciencia y actualmente se trabaja con las co-munidades y centros de investigación para mantener y valorar las variedades que persisten, y las prácticas culturales asociadas al cultivo que han sido desarro-

lladas en Chiloé para convivir con las necesidades del entorno y el paisaje. Hoy se utilizan algas para la fertilización, y se hacen selecciones por mejora-miento comunitario para obtener clones resistentes a la sequía, entre otras cualidades.

Ya en la zona austral (regiones de Aysén y Magalla-nes), si bien los cultivos y hortalizas no son tan habi-tuales, también en la actualidad se ha desarrollado agricultura buscando variedades con el fin de encon-trar algunas que se adapten a condiciones extremas de frío y pocas horas de luz en períodos invernales u otras que le saquen partido a la gran cantidad de ho-ras luz del verano.

El patrimonio de Chile se mantiene a lo largo de todo el país. Es tarea de todos conservar y dar uso a estos “Tesoros Genéticos” y a las prácticas culturales aso-ciadas, a la cultura que permite su cultivo en condi-ciones particulares. Reconozcamos el valioso aporte de domesticación y selección que realizan a diario las comunidades agrícolas y permitamos que eso siga ocurriendo.

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Referencias

Cubillos, A. y P. León. 1995. Chile: Informe Nacio-nal para la Conferencia Técnica Internacional de la FAO sobre los Recursos Fitogenéticos. Santia-go de Chile. Instituto de Investigaciones Agro-pecuarias, 22-46 pp.

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Chetelat R.T., R. Pertuzé, L. Faúndez, E.B. Graham and C.M. Jones. 2009. Distribution, ecology and reproductive biology of wild tomatoes and rela-ted nightshades from the Atacama Desert re-gion of northern Chile. Euphytica 167(1):77-93.

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