EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO AGRONÓMICO Y NUTRICIONAL DE ...

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO AGRONÓMICO Y NUTRICIONAL DE

TRES CULTIVARES BIOFORTIFICADOS Y DOS TESTIGOS COMERCIALES DE

ARROZ (Oryza sativa L.) EN MONTERÍA – CÓRDOBA.

JAILETH DÍAZ MARTÍNEZ

MAX QUEVER DÍAZ DÍAZ

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

PROGRAMA INGENIERÍA AGRONÓMICA

MONTERÍA – CÓRDOBA

2021

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO AGRONÓMICO Y NUTRICIONAL DE

TRES CULTIVARES BIOFORTIFICADOS Y DOS TESTIGOS COMERCIALES DE

ARROZ (Oryza sativa L.) EN MONTERÍA – CÓRDOBA.

JAILETH DÍAZ MARTÍNEZ

MAX QUEVER DÍAZ DÍAZ

Trabajo de grado en la modalidad investigación presentado como requisito parcial para

optar al título de Ingeniero Agrónomo.

DIRECTOR

HERMES ARAMENDIZ TATIS, Ph. D

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

MONTERÍA

2021

La responsabilidad ética, legal y científica de las ideas, conceptos y resultados del

proyecto serán responsabilidad del autor.

Artículo 17, acuerdo No. 039 del 24 de junio de 2005 del Consejo Superior de la

Universidad de Córdoba.

Nota de aceptación

___________________________

___________________________

Hermes Aramendiz Tatis

Director

___________________________

Alfredo de Jesús Jarma Orozco

Jurado

___________________________

Roger Enrique Charry Mercado

Jurado

Montería, junio de 2021

DEDICATORIA

Dedico cada letra de esta investigación a todos los seres que hicieron posible el cumplimiento

de esta, a la naturaleza y a la ciencia.

A mis padres, José Domingo Díaz Regino, que con su esfuerzo y las ganas de ver a sus hijos

profesionales logró que ellos cumplieran ese sueño y Elizabeth Yaquelín Martínez Díaz, mi

madre, que ha brindado su vida al cuidado de mí y de mis hermanos.

A mi hermano, Max Queber Díaz Díaz por acompañarme en uno de los pasos más importantes

de mi existencia.

A mis hermanos, deseo inmensamente que cumplan sus metas.

A mi novio, Isaí Enrique Prasca Sierra, por su amor y apoyo en todo.

Jaileth Díaz Martínez

La magia de la realidad no es sobrenatural

ni es un truco, pero –así de simple– es maravillosa.

Maravillosa y real. Maravillosa porque es real.

Richard Dawkins

DEDICATORIA

Dedico la presente investigación principalmente a Dios, por darme salud y vida; fortalecer mi

conocimiento y darme fuerzas para luchar diariamente hacia el camino del éxito y la sabiduría.

Cada esfuerzo, cada palabra y cada minuto impregnado en estas páginas lleva consigo un

sueño que comparto y agradezco especialmente: A mis padres, José Díaz y Bertha Díaz,

veedores de mi futuro. A mis hermanos, Eider, Jaileth, Andry y Maireth por creer en mí y

brindarme todo su apoyo en este arduo proceso. Sus palabras diarias de motivación y fuerzas,

que, en mis momentos de decadencia, de abandono académico y personal me entusiasmaron a

vencer cualquier adversidad que se me presentara.

A mis sobrinos Juseth, Taylor y Natasha, a pesar de sus cortas edades cada vez que los veía

mencionaban orgullosamente mi nombre con el título INGENIERO AGRONOMO.

Max Quever Díaz Díaz

AGRADECIMIENTOS

A mis padres Bertha Díaz y José Díaz, a mis hermanos y tíos por su apoyo incondicional

durante toda mi vida y formación profesional.

Un especial, y sincero agradecimiento a mi director de tesis, Dr Hermes Aramendiz Tatis, por

su asesoría, por ser un gran maestro y por abrirme puertas en las brechas del conocimiento. A

los profesores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Córdoba, por las

enseñanzas y orientaciones durante mi formación académica.

A mis amigos José Paternina, Miguel Martínez, Carlos Delgado y Luis Mercado, que me

motivaron desde un inicio en el desarrollo de esta tesis.

Max Quever Díaz Díaz

Gracias a mis amigos, David Prasca, Daniela Quintero, Arlys Hernández, Juan Sáez y Daniel

Peinado por todo el tiempo que compartimos y la ayuda en la recolección de la información.

A mi director, Hermes Aramendiz Tatis, por sus regaños con lecciones y apoyo intelectual.

Al señor Jenry Hernández Murillo, por facilitar la toma de datos y al señor Evaristo Valdez por

su cuidado en el experimento.

Al CIAT, HARVEST PLUS, FUNDACIÓN CANAL DEL DIQUE-COMPAS,

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA, por financiar la investigación.

Jaileth Díaz Martínez

CONTENIDO

Pág.

RESUMEN ................................................................................................................................ 1

ABSTRAC ................................................................................................................................. 2

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 3

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................... 5

3. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................. 7

4. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................ 9

4.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE ARROZ ................................................... 9

4.2. CONDICIONES AGROECOLÓGICAS .................................................................... 9

4.3. FASES DE CRECIMIENTO Y ETAPAS DE DESARROLLO .............................. 10

4.3.1. Fase Vegetativa. ..................................................................................................... 10

4.3.2. Fase reproductiva. .................................................................................................. 10

4.3.3. Fase de madurez fisiológica ................................................................................... 10

4.4. ESTADÍSTICAS DEL CULTIVO DE ARROZ EN EL MUNDO Y COLOMBIA 11

4.5. BIOFORTIFICACIÓN.............................................................................................. 13

4.5.1. Biofortificación agronómica. ................................................................................. 14

4.5.2. Biofortificación con fitomejoramiento convencional. ........................................... 14

4.5.3. Biofortificación con ingeniería genética. ............................................................... 14

4.6. EL ZINC Y SU IMPORTANCIA ............................................................................. 15

4.6.1. El zinc en las plantas. ............................................................................................. 15

4.6.2. El zinc en los humanos. ......................................................................................... 15

4.7. ANTECEDENTES A LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 16

4.7.1. Biofortificación foliar con Zinc y Selenio en arroz. .............................................. 16

4.7.2. Biofortificación agronómica con zinc (Zn). ........................................................... 16

4.7.3. Arroz dorado. ......................................................................................................... 17

5. OBJETIVOS .................................................................................................................... 18

5.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 18

5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 18

6. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 19

6.1. LOCALIZACIÓN ..................................................................................................... 19

6.2. MATERIAL BIOLÓGICO ....................................................................................... 19

6.3. DISEÑO EXPERIMENTAL..................................................................................... 20

6.4. MANEJO AGRONÓMICO ...................................................................................... 20

6.5. VARIABLES DE RESPUESTA ............................................................................... 22

6.5.1. Variables agronómicas. .......................................................................................... 22

6.5.2. Variables de calidad molinera. ............................................................................... 23

6.5.3. Variables culinaria y nutricional. ........................................................................... 23

6.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ...................................................................................... 23

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................... 24

7.1. VARIABLES AGRONÓMICAS ................................................................................. 24

7.1.1. Días a floración (DFLOR). .................................................................................... 26

7.1.2. Días a madurez fisiológica (DMAF)...................................................................... 26

7.1.3. Días a cosecha (DCOS). ........................................................................................ 27

7.1.4. Número de macollas (NMA). ................................................................................ 28

7.1.5. Altura de planta (AL). ............................................................................................ 29

7.1.6. Longitud de la panícula (LPAN)............................................................................ 29

7.1.7. Fertilidad de las espiguillas (FERE). ..................................................................... 30

7.1.8. Manchado del grano (MGR). ................................................................................. 31

7.1.9. Rendimiento (REND). ........................................................................................... 32

7.2. VARIABLES DE CALIDAD MOLINERA ................................................................ 35

7.2.1. Centro blanco (CB). ............................................................................................... 35

7.2.2. Rendimiento de molinería (RENDMO). ............................................................... 36

7.2.3. Índice de pilado (IP).............................................................................................. 37

7.3. VARIABLES DE CALIDAD MOLINERA Y NUTRICIONAL ............................... 38

7.3.1. Contenido de amilosa (AMY). ............................................................................... 38

7.3.2. Contenido de zinc (Zn). ......................................................................................... 39

7.4. CORRELACIONES FENOTÍPICAS ........................................................................... 40

8. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 44

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 44

ANEXOS ................................................................................................................................. 57

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Área, producción y rendimiento de arroz por año en el mundo. ............................... 12

Tabla 2. Área, producción y rendimiento de arroz en Colombia. ........................................... 13

Tabla 3. Cultivares utilizados en la evaluación del comportamiento agronómico y

nutricional. ............................................................................................................................... 19

Tabla 4. Cuadrados medios de características agronómicas en cinco cultivares de arroz en

Montería. .................................................................................................................................. 25

Tabla 5. Valores medios de características agronómicas en cinco cultivares de arroz en

Montería. .................................................................................................................................. 34

Tabla 6. Cuadrados medios de características de calidad molinera en cinco cultivares de

arroz en Montería. .................................................................................................................... 35

Tabla 7. Valores medios de características de calidad molinera en cinco cultivares de arroz

en Montería. ............................................................................................................................. 37

Tabla 8. Cuadrados medios de características culinaria y nutricional en cinco cultivares de


Tabla 9. Prueba de medias de características culinaria y nutricional en cinco cultivares de


Tabla 10. Correlaciones fenotípicas entre el rendimiento y demás variables de cinco

cultivares en Montería.............................................................................................................. 43

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Cultivares evaluados después de la emergencia en vivero………………………..21

Figura 2. Trasplante de los cultivares al área final………………………………………… 21

Figura 3. Toma en campo y en laboratorio de las variables de respuesta…………………..21

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. Distribución en campo del experimento………………………………………56

Anexo B. Escala CIAT para fertilidad de las espiguillas………………………………...56

Anexo C. Resultados del análisis de suelos en el campo experimental…………………57

1

RESUMEN

La carencia de micronutrientes en la mayoría de los alimentos ha ocasionado que las personas

presenten hambre oculta, por lo tanto, las entidades científicas y políticas están buscando

alternativas para disminuir el número de afectados. El Centro Internacional de Agricultura

Tropical junto a Haverts Plus han obtenido cultivares de arroz con altos contenidos de zinc para

contribuir al aumento de minerales por medio de la biofortificación de cultivos; en el marco de

ese proyecto se propuso evaluar el comportamiento agronómico y nutricional de cinco

cultivares de arroz bajo condiciones de riego, utilizando el método de trasplante, el experimento

se estableció en noviembre del 2018 hasta abril del 2019 en el área experimental de la Facultad

de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Córdoba, Colombia ubicada en las coordenadas

8°47′16″ latitud norte y 75°51′28″ longitud oeste. Se aplicó el diseño de bloque completos al

azar con cinco tratamientos los cuales correspondieron a tres cultivares biofortificados con zinc

(BF14AR021, BF14AR032, BF14AR035) y dos testigos, uno local (CICA4) y uno comercial

(IR64) para los cuales se valoraron características agronómicas, de calidad molinera y

nutricional. Se detectaron diferencias altamente significativas y significativas para todas las

variables excepto en el número de macollas y centro blanco, en cuanto al contenido de zinc el

cultivar biofortificado BF14AR021 obtuvo el mayor valor con 23,50 ppm. Además, se

realizaron correlaciones fenotípicas entre el rendimiento y demás variables de respuesta; el cual

reflejó que el 23,07% resultaron reveladoras al 5 y 1%, oscilando dichos valores entre 0,48 y

0,92.

Palabras claves. Hambre oculta, biofortificación, características agronómicas, contenido de

zinc.

2

ABSTRAC

The lack of micronutrients in most foods has caused people to present hidden hunger, therefore,

scientific and political entities are looking for alternatives to reduce the number affected. The

International Center for Tropical Agriculture together with Haverts Plus have obtained rice

cultivars with high zinc content to contribute to the increase of minerals through the

biofortification of crops; within the framework of this project, it was proposed to evaluate the

agronomic and nutritional behavior of five rice cultivars under irrigation conditions, a

transplant method in order to measure the behavior of advanced cultivars, the experiment was

established in November 2018 to April 2019 in the experimental area of the Faculty of

Agricultural Sciences of the University of Córdoba, Colombia located at coordinates 8°47′16″

north latitude and 75°5′28″ west longitude. A randomized complete block design was made

with five treatments which corresponded to three cultivars biofortified with zinc (BF14AR021,

BF14AR032, BF14AR035) and two controls, one local (CICA4) and one commercial (IR64)

for which agronomic characteristics were assessed. , of milling and nutritional quality; Highly

significant and significant differences were detected for all variables except in the number of

clusters and white center, in terms of zinc content, the biofortified cultivar BF14AR021

obtained the highest value with 23.50 ppm. In addition, phenotypic correlations were made

between performance and other response variables; which reflected that 23.07% were revealing

at 5 and 1%, these values oscillating between 0.48 and 0.92.

Keywords. Hidden hunger, biofortification, agronomic characteristics, zinc content.

3

1. INTRODUCCIÓN

El arroz (Oryza sativa L) como cultivo comenzó hace casi 10.000 años, en muchas regiones

húmedas de Asia tropical y subtropical, es el alimento básico para la mitad de la población

mundial y ocupa el segundo lugar después del trigo con respecto a superficie cosechada. Esta

especie proporciona más calorías por hectárea que cualquiera de los otros cereales cultivados

(Acevedo et al., 2006), para el año 2018 (FAOSTAT, 2020) reportó 167'132.623 ha

establecidas con una producción de 782'000.147 ton y un rendimiento promedio 4,6 ton/ha,

una de las más altas en los últimos años.

El hambre oculta es la deficiencia de micronutrientes ocasionadas por la falta de acceso de

alimentos básicos con altos contenidos de vitaminas y minerales, en 2018 el número de

personas subnutridas alcanzó los 820 millones, aproximadamente una de cada nueve en el

mundo; la subnutrición y la grave inseguridad alimentaria parecen estar aumentando en casi

toda África y Sudamérica, mientras que es estable en la mayoría de las regiones de Asia (FAO,

2019). En América Latina, 51 millones de personas se encuentran afectadas y en Colombia,

específicamente la región Caribe no se está exento, el 12,1% de los niños menores de cinco

años están en esta situación (ENSIN, 2015).

El arroz y demás cereales básicos contienen niveles bajos de zinc (Zn) y hierro (Fe) que se

disminuyen durante el procesamiento del grano; los programas de suplementación o

fortificación de alimentos no siempre han tenido éxito y la fertilización con estos

micronutrientes en los cultivos tampoco es muy efectiva y costosa, especialmente para

pequeños agricultores (Sperotto et al., 2011). Las variedades cultivadas en la región Caribe

poseen 16 ppm de Zn en el grano por lo que es baja para su biodisponibilidad; lo que ameritó

incrementar el contenido con el fin de contribuir al mejoramiento nutricional de los

consumidores (CIAT, 2018). El método utilizado consistió en la biofortificación, una estrategia

4

relativamente nueva y sostenible la cual permite el aumento del contenido de nutrientes en los

alimentos desde el establecimiento de cultivos, utilizando las mejores prácticas tradicionales

de cultivo y la biotecnología moderna (Uscátegui, 2011); en este caso a través de métodos

convencionales de mejoramiento genético.

En esta investigación se evaluó el comportamiento agronómico y nutricional de tres cultivares

de arroz biofortificado obtenidos por el Centro Internacional de Agricultura Tropical en el

marco del proyecto “Obtención, Liberación y Multiplicación de la primera variedad de arroz

biofortificado para la región Caribe de Colombia” y dos testigos comerciales, uno comercial

cultivado en otras regiones del mundo y uno obsoleto usado por pequeños productores de la

zona.

5

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La deficiencia de micronutrientes ocasionadas por la falta de acceso de alimentos básicos con

altos contenidos de vitaminas y minerales se le conoce como hambre oculta, alcanzando para

el año 2018 a 820 millones de personas subnutridas; la malnutrición y la grave inseguridad

alimentaria parecen estar aumentando en casi toda África y Sudamérica, mientras que es estable

en la mayoría de las regiones de Asia (FAO, 2019). En América Latina, 51 millones de

personas se encuentran afectadas y en Colombia, específicamente en el Caribe no se está

exento, el 12,1% de los niños menores de cinco años están en esta situación (ENSIN, 2015).

De acuerdo con (ENSIN, 2015) la inseguridad alimentaria en los hogares (ISAH) de Colombia,

fue de 54,2% a diferencia del año 2010 que los índices alcanzaron el 57,7%; evidenciando una

reducción de 3,5%. Lamentablemente, en la región Caribe se presenta el mayor porcentaje con

un 65,0% por encima de las zonas Oriental, Pacífica, Central y Bogotá.

Por otra parte, los factores determinantes de la situación nutricional de una población se

encuentran influenciados por políticas sociales, económicas y estructurales que explican las

deficiencias de nutrientes a nivel individual y colectivo (ENSIN, 2015).

Particularmente en las mujeres y los niños de países tercermundistas son evidentes las carencias

de hierro (Fe), vitamina A, yodo (I) y zinc (Zn); en las últimas décadas, el estudio de este último

en la población infantil ha recibido especial atención, debido a su relación con el desarrollo e

inmunidad, la deficiencia de este micronutriente es responsable del 14,4% de las muertes por

diarrea, 10,4% por malaria y 6,7% por neumonía entre los menores de 6 meses a 5 años (Hotz

y Brown, 2005; Fischer et al., 2009).

6

En Colombia son preocupantes las cifras con relación a la deficiencia de zinc en la población

infantil entre 1 y 4 años con un 43,3%, las poblaciones más afectadas son: la indígena con

56,3%, los habitantes de las zonas rurales con un 47,8%, y las regiones Amazonía – Orinoquía

con 60,4% y Litoral Pacífico con 64,5% (MINSALUD, 2014).

El arroz y demás cereales básicos contienen niveles bajos de zinc y hierro que se disminuyen

durante el procesamiento del grano; los programas de suplementación o fortificación de

alimentos no siempre han tenido éxito y la fertilización con estos micronutrientes en los

cultivos tampoco es muy efectiva y además costosa para los pequeños agricultores (Sperotto et

al., 2011). La agricultura presenta un nuevo enfoque, su objetivo es mejorar el rendimiento y

contenido nutricional de las especies asociadas con la seguridad alimentaria, para reducir los

problemas de desnutrición por deficiencias de minerales en los hábitos alimenticios. Por lo

tanto, la biofortificación proporciona una vía para llegar a las poblaciones en las cuales están

presentes estas problemáticas.

De acuerdo con lo propuesto, en esta investigación se pretende responder a la pregunta ¿Es

posible que la evaluación del comportamiento agronómico y nutricional de los cinco cultivares

de arroz (Oryza sativa L.) permita identificar una alternativa que, por sus cualidades

agronómicas y nutricionales, contribuya a reducir los problemas de hambre oculta?

7

3. JUSTIFICACIÓN

El arroz es un alimento básico que aporta la mayoría de las calorías diarias, aunque los granos

enteros y pulidos contienen naturalmente bajas concentraciones de micronutrientes,

especialmente de Zn; esto es aún más crítico cuando las plantas están creciendo en suelos con

niveles bajos de este mineral, las variedades cultivadas en la región Caribe poseen 16 ppm en

el grano de zinc por lo que es baja para su biodisponibilidad; lo que amerita incrementar su

contenido con el fin de contribuir al mejoramiento nutricional de los consumidores (CIAT,

2018).

En Colombia, el arroz constituye un alimento básico en la canasta familiar, en términos de

valor económico ocupa el primer lugar entre los cultivos de ciclo corto y es el tercer producto

agrícola en extensión cultivada después del café y el maíz; para el 2017 se sembró 597.255 ha,

el rendimiento medio de 5000 kg ha-1 y una producción de 2.989.001 ton. Lo que es insuficiente

para abastecer la demanda local, debido a que es de los países de mayor consumo per cápita en

América latina con 39 y 49 kilos en las zonas urbana y rural respectivamente (FAOSTAT,

2019; FEDEARROZ, 2019). Por su parte, la agricultura para la región Caribe cuenta con

1.306.000 has, de las cuales, el 28,5% corresponde a cereales, es decir, 372.210 ha siendo

Bolívar y Córdoba los departamentos con mayor extensión en área cultivada. A nivel Nacional

el área sembrada de cereales representa el 27,1% en relación a toda la extensión agrícola del

país (Ramos y Chacón, 2020).

Según De la Guardia et al. (2004), el zinc es un componente esencial de más de 300 enzimas,

también hace parte de la síntesis y degradación de hidratos de carbonos y lípidos; tiene un papel

fundamental en el sistema inmunitario y expresión genética, su finalidad es que el cuerpo

presente un normal funcionamiento, crecimiento y desarrollo.

8

Para reducir y prevenir los problemas que se presentan por la falta del zinc en los alimentos se

han planteado diversas líneas de acción que solas o combinadas entre sí pueden ser efectivas;

se destacan: la fortificación, la suplementación con nutrientes en forma directa a los individuos,

la diversificación de alimentos; y la biofortificación. Esta última se refiere al desarrollo de

cultivos ricos en micronutrientes utilizando técnicas convencionales de fitomejoramiento,

fertilización de suelo, fortificación de grano y biotecnología moderna. En Colombia se están

llevando a cabo proyectos de investigación en: fríjol común, fríjol caupí, maíz y arroz

(MINSALUD, 2014).

El obtener una variedad biofortificada con zinc se convierte en una oportunidad de intervención

para beneficio de los consumidores y así mejorar la prevalencia de la deficiencia del 26,9% de

los niños del país (ENSIN, 2015). Por todo lo anterior, surge el interés de evaluar el

comportamiento agronómico y nutricional de cinco cultivares de arroz (Oryza sativa L.) tres

biofortificados y dos testigos comerciales en la localidad de Montería en Córdoba, esta

investigación es necesaria para mejorar la situación nutricional de la región Caribe.

9

4. REVISIÓN DE LITERATURA

4.1. GENERALIDADES DEL CULTIVO DE ARROZ

El arroz (Oryza sativa L.) como cultivo comenzó hace casi 10.000 años, en muchas regiones

húmedas de Asia tropical y subtropical, es el alimento básico para la mitad de la población

mundial y ocupa el segundo lugar después del trigo con respecto a superficie cosechada. Esta

especie proporciona más calorías por hectárea que cualquiera de los otros cereales cultivados

(Acevedo et al., 2006), para el año 2018 (FAOSTAT, 2020) reportó 167'132.623 ha

establecidas con una producción de 782'000.147 ton y un rendimiento promedio 4,6 ton/ha,

una de las más altas en los últimos años.

4.2. CONDICIONES AGROECOLÓGICAS

Según FEDEARROZ (2000) citado por (Caicedo, 2008) en Colombia el arroz se cultiva en

diferentes condiciones climáticas y de suelo, en los sistemas de riego y secano favorecido-

mecanizado. Las zonas arroceras son: la zona centro comprendida por los departamentos del

Tolima, Huila y Valle de Cauca, la cual se caracteriza por poseer los suelos más fértiles; la

zona de los Llanos Orientales, comprenden los departamentos de Meta y Casanare, sus suelos

son menos fértiles y se caracterizan por tener tendencia a la acidez, el Caribe Húmedo

constituido por los departamentos de Antioquia, Bolívar, Córdoba y Sucre, con suelos fértiles

pero con problemas de inundación en épocas de invierno; finalmente la zona del Caribe Seco,

con los departamentos del Cesar, Guajira y Santanderes, sus suelos tienden a ser alcalinos por

su origen y por sus condiciones climáticas.

La temperatura óptima debe fluctuar entre un mínimo de 27 y 32°C (CIREN, 1989) y

temperaturas diurnas superiores a 34°C causan altos porcentaje de esterilidad y de granos

10

parcialmente llenos (Moriya y Nara, 1971). El arroz riego y secano se cultivan en diversos

suelos desde los arenosos hasta los pesados; los que se recomiendan son los francos arcillosos.

4.3. FASES DE CRECIMIENTO Y ETAPAS DE DESARROLLO

4.3.1. Fase Vegetativa. Inicia con la germinación de la semilla y finaliza con la diferenciación

del primordio floral (FEDEARROZ, 2018). La raíz seminal emerge primero del embrión, de

corta duración, pero las raíces funcionales de la planta son las adventicias las cuales absorben

el agua y los nutrientes. La producción de macollas también sucede durante esta fase, está

controlada por varios factores genéticos y ambientales dentro de los que se destacan, las

distancias de siembra, la radiación solar y la disponibilidad de nutrientes (Jarma et al., 2010).

4.3.2. Fase reproductiva. Comienza con la diferenciación del primordio floral y termina con

la floración, En esta fase se desarrolla la panícula y se determina el número de espiguillas que

tendrá cada panícula (FEDEARROZ, 2015; FEDEARROZ, 2018.). Para formar el primordio

floral, definir el número de granos por panícula, desarrollo de panícula, floración y la

polinización se requieren entre 401 y 500 calorías/cm2/día (FEDEARROZ, 2018) por lo cual

los fotoasimilados disponibles deben ser abundantes. Con respecto a la antesis Boonjung y

Fukai (1996) citado por (Jarma et al., 2010) señalan que para la apertura floral y la duración de

las flores en este tiempo requiere niveles adecuados de humedad; de otra manera, el número

espiguillas por panícula se reduce notablemente.

4.3.3. Fase de madurez fisiológica. Inicia con la etapa de floración y finaliza con la madurez

del grano, en esta fase se determina cuantas espiguillas se convertirán en granos efectivos y el

peso individual de cada uno de ellos (FEDEARROZ, 2018). En promedio el embrión está

completamente desarrollado 10 a 12 días después de la fecundación. Alcanza su longitud

11

máxima en los 6 días, su anchura máxima a los 15 días y su grosor máximo a los 20 días

posteriores a la fecundación (Jarma et al., 2010).

El arroz durante estas fases de crecimiento presenta 10 etapas de desarrollo que van de la 00 a

90, clasificación propuesta por Jarma et al. (2010):

Etapa 00: De la germinación a la emergencia

Etapa 10: Estado de plántula y desarrollo de las hojas

Etapa 20: Macollamiento

Etapa 30: Elongación del tallo

Etapa 40: Embuchamiento

Etapa 50: Floración

Etapa 60: Polinización y antesis

Etapa 70: Grano lechoso

Etapa 80: Grano pastoso

Etapa 90: Madurez fisiológica

4.4. ESTADÍSTICAS DEL CULTIVO DE ARROZ EN EL MUNDO Y COLOMBIA

En la Tabla 1 se observa el aumento del área cultiva del año 2010 con 161'699.737 ha al año

2018 con 167'132.623 ha, lo que equivale a un incremento del 3,25%; así mismo se refleja en

la producción y rendimiento de los mismos años con 701'138.548 ton y 4,33 ton/ha,

12

respectivamente; aumentando el último año en un 10,34% con 782'000.147 ton y 7,2% con

4,67 ton/ha.

Tabla 1. Área, producción y rendimiento de arroz por año en el mundo.

Año Área (ha) Producción

(ton)

Rendimiento

(Ton/ha)

2010 161'699.737 701'138.548 4.3

2011 162'752.574 726'376.264 4.46

2012 162'645.204 736'596.755 4.52

2013 165'216.811 742'504.938 4. 91

2014 164'291.421 742'454.148 4.51

2015 162'630.402 745'905.437 4.58

2016 162'981.535 751'885.117 4.61

2017 166'082.745 769'829.121 4.63

2018 167'132.623 782'000.147 4.67

Fuente: FAOSTAT (2020)

En Colombia se evidencia claramente los tres sistemas de siembra utilizados por año y las

variaciones que existen entre ellos. El arroz secano manual ocupa la menor cantidad de área de

los tres sistemas; así también para producción y rendimiento. Mientras que el riego en

rendimiento se posiciona como el mejor sistema para obtener altos valores, el secano

mecanizado se mantiene intermedio entre los dos anteriores (Tabla 2). Para el año 2010 el

13

sistema secano (manual y mecanizado) se estableció en 253.834,52 ha, obteniendo una

producción y rendimiento de 854.790.04 ton y 5,63 ton/ha, respectivamente; ya para el 2017

incrementó su superficie cosechada en un 8,45% con 277.293,06 ha, su producción en 78,57%

con 1'184.645,64 ton y, por último, su rendimiento en 19,57% con 7,00 ton/ha. Por otra parte, el

arroz riego para el año 2010 se sembró en 261.249,56 ha, con una producción de 1'512.224,44

ton y rendimiento de 5,79 ton/ha; para el 2017 disminuyó en un 53,80% con 120.672,96 ha en

2017, su producción en 47,35% con 796.152,62 ton y aumentó el rendimiento en 12,27% con

6,6 ton/ha.

Tabla 2. Área, producción y rendimiento de arroz en Colombia.

Año Sistema Área (ha) Producción

(ton)

Rendimiento

(ton/ha)

2010

Secano Manual 62.204,95 107.788,07 1,73

Secano Mecanizado 191.629,57 747.001,97 3,9

Riego 261.249,56 1'512.224,44 5,79

2011

Secano Manual 73.790,64 140.438,41 1,9


Riego 248.968,03 1'501.832,05 6,03

2012

Secano Manual 81.023,41 146.272,76 1,81


Riego 249.827,85 1'439.368,49 5,76

2013

Secano Manual 85.149,78 155.358,10 1,82


Riego 220.543,47 1'371.375,16 6,22

2014

Secano Manual 78.645,60 152.710,58 1,94


Riego 227.094,64 1'357.092,03 5,98

2015

Secano Manual 84.602,00 177.201,02 2,09

Secano Mecanizado 296.040,80 1'479.518,28 5

Riego 236.849,00 1'501.268,03 6,34

2016

Secano Manual 80.426,50 168.956,59 2,1

Secano Mecanizado 326.700,78 1'499.849,46 4,59

Riego 255.310,64 1'549.144,91 6,07

2017

Secano Manual 64.188,30 133.162,80 2,07

Secano Mecanizado 213.104,76 1'051.482,84 4,93

Riego 120.672,96 796.152,62 6,6

Fuente: AGRONET (2020)

4.5. BIOFORTIFICACIÓN

14

La biofortificación es una estrategia relativamente nueva y sostenible que permite aumentar el

contenido de nutrientes en los alimentos desde su producción, utilizando mejores prácticas

tradicionales de cultivo y la biotecnología moderna. Se emplean técnicas de fitomejoramiento

convencional, no transgénicos, con el fin de aprovechar la variabilidad genética en las especies

cultivadas, respecto a su contenido de proteínas y micronutrientes, para aumentar el contenido

de estos en los cultivos (Uscátegui, 2011).

Se conocen varias estrategias de biofortificación de cultivos, entre las que se destacan:

4.5.1. Biofortificación agronómica. Proporciona aumento de micronutrientes temporales a

través de los fertilizantes, este enfoque es útil para aumentar micronutrientes que pueden ser

absorbidos directamente por la planta, como el zinc, pero no tanto para micronutrientes que se

sintetizan en la planta y no pueden ser absorbidos directamente. La biofortificación agronómica

es particularmente útil para la realización de la máxima expresión de rasgos biofortificados

para cultivos producidos en los suelos de micronutrientes deficientes (Saltzman et al., 2017).

4.5.2. Biofortificación con fitomejoramiento convencional. Implica la identificación y el

desarrollo de líneas parentales con alta acumulación en el órgano de interés de vitaminas o

niveles de minerales, a partir de hibridación artificial entre padres seleccionados y la posterior

selección de los segregantes a través de generaciones para producir plantas con el nutriente

deseado; para ello, se realiza cruces entre variedades con características de interés que permiten

obtener variedades con las características deseadas por los fitomejoradores y agricultores

(Saltzman et al., 2017).

4.5.3. Biofortificación con ingeniería genética. Pretende hacer lo mismo y se ha utilizado

principalmente en los cultivos donde el nutriente de destino no existe de forma natural en los

niveles requeridos (Saltzman et al., 2017). Por ejemplo, el arroz dorado.

15

4.6. EL ZINC Y SU IMPORTANCIA

Los minerales son elementos químicos importantes que están presentes en la corteza terrestre,

existen 16 esenciales, de los cuales, 10 se requieren en pequeñas cantidades y son abundantes

en los alimentos y el agua; debido a esto su deficiencia ocurre rara vez. Mientras que los

restantes yodo (I), hierro (Fe), zinc (Zn), calcio (Ca) y selenio (Se), se encuentran en cantidades

limitadas en numerosos alimentos (White y Broadley, 2005; Graham et al., 2007).

4.6.1. El zinc en las plantas. Es un mineral esencial para todos los organismos vivos,

incluyendo por tanto a las plantas, en las que interviene en gran cantidad de procesos vitales

(Broadley et al., 2007; Alloway, 2008). Interviene en numerosas funciones metabólicas debido

a su tendencia a formar enlaces con el nitrógeno (N), oxígeno (O) y particularmente con el

azufre. Se han identificado más de 70 metaloenzimas que contienen Zn en las plantas (Alloway,

2008), siendo un cofactor en aproximadamente 300 enzimas, y jugando un papel esencial en la

regulación y expresión de los genes bajo condiciones de estrés (Prasad, 2010).

4.6.2. El zinc en los humanos. Desde su primer descubrimiento en un hombre de Irán en 1961,

la deficiencia de este micronutriente en los seres humanos es ahora conocido por ser un

problema. Es más frecuente en las zonas de alta producción de cereales y bajo consumo de

alimentos de origen animal. No necesariamente la dieta puede ser baja en zinc, pero su

biodisponibilidad es importante en su absorción. En comparación con los adultos, los bebés,

los niños, los adolescentes, embarazadas y mujeres lactantes los requerimientos de zinc son

más altos, por lo tanto, tienen un mayor riesgo de agotamiento del zinc. Esta deficiencia de

zinc en los períodos de crecimiento da lugar a la falta de crecimiento epidérmico,

gastrointestinal, sistema nervioso, inmunológico, esquelético y reproductivo (Akhtar, 2013).

16

4.7. ANTECEDENTES A LA INVESTIGACIÓN

4.7.1. Biofortificación foliar con Zinc y Selenio en arroz. La biofortificación con selenio

(Se), se ha llevado a cabo en Finlandia desde la década de los 80 y ha mejorado constantemente

el nivel de Se en sangre en la población general (Alfthan et al., 2014) como lo citó (Riaños,

2019). Las principales fuentes alimenticias de Se incluyen alimentos a base de cereales y carne

(cada uno con aproximadamente un 26% de participación en la alimentación con Se), mientras

que el resto del requerimiento de Se satisface a partir de la leche / bebidas (21%), mariscos /

pescado (10%), verduras y frutas (7%), huevos (4%) y otros (6%) (Food Standards Agency,

2009)

En una investigación en campos experimentales del Instituto Internacional de Investigación del

Arroz (IRRI), ubicado en la Estación Agraria Umbelúzi-IIAM en Boane, se evaluó la

aplicación de fertilizante foliar Zn (con sulfato de zinc) y Se (con selenito de sodio) sobre dos

cultivares de arroz (Makassane (Mak) y IR-87684-23-2-3-2 (IR)) donde encontraron que la

aplicación foliar de Zn y Se promovió una mayor acumulación de estos minerales en los granos

IR. La biofortificación fue más eficiente en el grano entero que en el grano pulido, con

imágenes de mapeo mineral y cuantificación que muestran que la acumulación de Zn, Se, K,

Ca y S prevaleció en la parte exterior del grano independientemente del genotipo. Las dosis

aplicadas de 600 Zn y 150 Se g ha-1 aumentó el contenido de Zn en la harina, además

proporcionó cantidades de Se que redujeron el antagonismo Se con Zn, Ca, S y Mo (Mangueze

et al., 2018). En otra investigación realizada por Cebola et al. (2018), hallaron que la

biofortificación de arroz con selenio es más eficaz con 120 a 300 g de selenio por hectárea,

aumentando de 5 a 14 mg de Selenio por kilogramo en el grano.

4.7.2. Biofortificación agronómica con zinc (Zn). Farooq et al. (2017) evaluó la aplicación

de zinc de cuatro métodos (aplicación basal al suelo, pulverización foliar, imprimación foliar

17

y recubrimiento de semilla) en cultivares de arroz, Super Basmati, el cual se cultivó en sistemas

convencionales de arroz encharcado, trasplantado, inundado (TR) y de arroz no inundado en

seco (DSR). En la investigación los autores concluyeron que los cuatro métodos de aplicación

de Zn aumentaron el rendimiento y la rentabilidad del arrozal en ambos sitios, tanto en TR

como en DSR. Dada la baja efectividad del recubrimiento de semillas para aumentar la

concentración de Zn en el grano, se recomienda que los agricultores apliquen Zn al arroz

mediante aplicación al suelo, imprimación de semillas o aplicación foliar.

4.7.3. Arroz dorado. Normalmente las plantas de arroz producen betacaroteno en sus partes

verdes, pero no en la semilla, debido a la ausencia de tres enzimas (fitoeno desaturasa fitoeno

sintasa y licopeno ciclasa) que impiden la formación de betacaroteno (Delgado, 2015).

El problema fue resuelto clonando las dos primeras enzimas a partir del narciso y de la bacteria,

Erwinia uredovora, resultando el arroz dorado tipo I, con un poco de betacaroteno.

Posteriormente, los genes anteriores fueron cambiados por otros de variedades de maíz de

Centroamérica, más ricos en betacaroteno y ello permitió obtener a través de la Ingeniería

genética el arroz dorado tipo II, 23 veces más rico en betacaroteno que el primero. Después de

llevar a cabo estudios de biodisponibilidad en humanos, se ha comprobado que una dosis diaria

de 60 gr este arroz, algo totalmente viable, es suficiente para solucionar los problemas

nutricionales asociados a la falta de betacaroteno en arroz (Delgado, 2015).

18

5. OBJETIVOS

5.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar el comportamiento agronómico y nutricional de tres cultivares biofortificados y dos

testigos comerciales de arroz (Oryza sativa L.) en Montería – Córdoba.

5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

5.2.1. Seleccionar los cultivares de arroz con mejores características agronómicas.

5.2.2. Determinar la calidad molinera y culinaria de los cinco cultivares.

5.2.3. Identificar él o los cultivares con mayor contenido de zinc.

5.2.4. Correlacionar fenotípicamente el rendimiento y demás variables de los cinco cultivares.

19

6. MATERIALES Y MÉTODOS

6.1. LOCALIZACIÓN

El experimento se realizó bajo las condiciones edafoclimáticas del municipio de Montería en

el campo experimental de la Universidad de Córdoba con coordenadas 8°47′16″ latitud Norte

y 75°51′28″ longitud Oeste. En promedio la zona posee una temperatura de 28°C, humedad

relativa del 85%, precipitaciones anuales promedias de 1346 mm, altitud de 15 msnm y un

brillo solar de 5,5 horas luz/día (2000 horas luz/año) (Palencia, Mercado, y Combatt, 2006).

6.2. MATERIAL BIOLÓGICO

Se utilizaron cinco cultivares de arroz de los cuáles, tres corresponden a líneas avanzadas

caracterizadas por presentar altos contenidos de zinc procedentes del programa de

fitomejoramiento del CIAT y dos testigos, como variables independientes (Tabla 3).

Tabla 3. Cultivares utilizados en la evaluación del comportamiento agronómico y nutricional.

Cultivares Origen

BF14AR035 CIAT

BF14AR021 CIAT

BF14AR032 CIAT

CICA4 ICA

IR64 IRRI

20

6.3. DISEÑO EXPERIMENTAL

El diseño experimental fue de bloques completos al azar con cinco tratamientos y cuatro

repeticiones, cada unidad experimental constó de un área de 50 m2 (5 m ancho*10 m largo),

con una distancia entre surcos de 40 cm (13 surcos) y una distancia entre plantas de 30 cm (30

plantas/surco) y se tomó como área efectiva solo 20 m2 (cinco surcos centrales) para la

evaluación de las variables de respuesta. El área total del experimento correspondió a 1100 m2

y su distribución en campo está contenida en el anexo A.

6.4. MANEJO AGRONÓMICO

El experimento se llevó a cabo desde finales del periodo 2018-II hasta 2019-I en el campo

experimental de la Facultad de Ciencias Agrícolas en la Universidad de Córdoba, sede

Montería, bajo condiciones de riego, método de trasplante. La preparación del terreno consistió

en dos pases de rastra liviana, un pase de niveladora y elaboración de los canales de drenaje.

Inicialmente, se realizó semillero el día 7 de noviembre de 2018, cuatro días después el 85%

de las plántulas germinaron (Figura 1), luego se trasplantaron al sitio final el 29 y 30 de

noviembre de 2018 (Figura 2), la distribución en campo está consignada en el (Anexo A) y se

resembró posteriormente en los sitios donde hubo pérdidas; pasados 6 días se aplicó 500cc,

300cc y 100cc por bomba de Propanil 500, Felino 400 e Hipotensor, respectivamente. El 10 de

enero de 2019 se aplicó 50cc por bomba de Inhifed para contrarrestar el ataque de Spodoptera

frugiperda y Diatrea saccharalis, con la finalidad de evitar el umbral de daño económico;

también se realizaron cuatro aplicaciones de fertilizantes antes de la floración, los productos

utilizados fueron: DAP, KCL, UREA y un aporte de micronutrientes. La aplicación de UREA

se realizó bajo la recomendación del método AMTEC propuesto por Fedearroz, el cual

consistió en tres fracciones, la primera fue a inicios de macollamiento, la segunda cuando se

21

dio el máximo macollamiento y la última a inicios del primordio floral. La toma de datos de

las variables de respuesta empezó el 26 de enero (Figura 3).

Figura 1. Cultivares evaluados después de la emergencia en vivero

Fuente: Tomada por los autores

Figura 2. Trasplante de los cultivares al área final. Fuente: Tomada por los autores

Figura 3. Toma en campo y en laboratorio de las variables de respuesta. Fuente: Tomada por los autores

22

6.5. VARIABLES DE RESPUESTA

6.5.1. Variables agronómicas.

Días a floración (#). Se contaron los días desde la germinación hasta que el 50% de la

población de cada unidad experimental estuvo con espigas (panícula emergida).

Días a madurez fisiológica (#). Se registraron cuando el 50% de las plantas del

experimento alcanzaron la madurez fisiológica.

Días a cosecha (#). Se registraron los días a partir de la siembra hasta la maduración,

una vez los granos de las panículas tuvieron un 20% de humedad.

Número de macollas (#). Se realizó un recuento de tallos en cinco plantas en

competencia en el área de la parcela útil.

Altura de planta (cm). En cinco plantas en competencia por parcela se midió desde la

superficie del suelo hasta la punta de la hoja más alta o panícula más alta, excluyendo

las aristas.

Longitud de la panícula (cm). En cinco plantas en competencia por parcela. se

tomaron tres panículas por cada planta y se midió la longitud de éstas desde el

pedúnculo hasta el último grano.

Fertilidad de las espiguillas (%). En cinco plantas en competencia por parcela, se

tomaron tres panículas por cada planta y se contaron el número de granos llenos y vanos

que presentaban.

Manchado del grano (%). En cinco plantas en competencia por parcela, se tomaron

tres panículas por cada planta y se contaron el número de granos manchados que

presentaban.

Rendimiento (ton/ha). Se cosechó los cinco surcos centrales de cada parcela y se pesó

la cantidad de granos que presentaban en el área útil.

23

6.5.2. Variables de calidad molinera.

Las variables de calidad molinera están conformadas por el rendimiento de pilado (%), índice

de pilado y el centro blanco (%). Para la evaluación de estas variables se tomaron 125 gramos

de arroz paddy en cada una de los tratamientos y repeticiones, se enviaron al CIAT, quién

realizó el procedimiento.

6.5.3. Variables culinaria y nutricional.

Contenido de amilosa (%). Al igual que en las variables de molinería, se tomaron 125

gramos de arroz paddy en cada una de las repeticiones y se cuantificaron en el CIAT.

Contenido de zinc (ppm). Se tomaron 200 gramos de arroz paddy de cada uno de los

cultivares. Se evaluó utilizando XRF para el contenido de Zn (Rayos X Energy

Dispersive X Ray Fluorescence) en los laboratorios de CIAT-HarvestPlus.

6.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Con la información registrada se realizó un análisis de varianza, pruebas de medias Tukey al 1

y 5% de probabilidad mediante el paquete estadístico SAS. También se realizó un análisis de

correlación fenotípica por medio del coeficiente de Pearson entre las variables de rendimiento

y sus componentes con el contenido de zinc.

24

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

7.1. VARIABLES AGRONÓMICAS

El análisis de varianza para las características agronómicas (Tabla 4) acusó diferencias

altamente significativas (P < 0,01) y significativas (P < 0,05) para todas las variables de

respuesta, excepto el número de macollas; con coeficientes de variación experimental entre

2,39%y 29,89%. Los CV’s por debajo del 20% son indicativos de buena precisión y eficiencia

experimental, estos resultados son similares a los reportados por (Caicedo, 2008) para días a

floración, superiores para número de macollas y altura de planta e inferiores para días a

madurez fisiológica, días a cosecha, longitud de la panícula, fertilidad de las espiguillas y

rendimiento de arroz paddy.

25

Tabla 4. Cuadrados medios de características agronómicas en cinco cultivares de arroz en Montería.

FUENTE DE

VARIACIÓN

GL DFLOR DMAF DCOS LPAN MA AL FERE MGR REND

BLOQUES 3 16,93NS 49,80* 8,85NS 0,37NS 48,39NS 568,63NS 27,74NS 0,64NS 1,22NS

TRATAMIENTOS 4 708,57** 537,70** 814.80** 48,6** 45,56NS 5550,13** 334,41** 13,92** 12,63**

ERROR 12 6,14 14,13 21,43 0,71 37,34 539,11 12,42 1,55 0,45

TOTAL 19 155,72 129,98 186,47 10,74 40,82 1598,72 82,63 4,01 3,15

X 103,60 116,10 142,55 30,34 33,27 115,78 85,28 4,16 4,83

CV (%) 2,39 3,23 3,24 2,77 18,36 20,05 4,13 29,89 13,93 DFLOR: días a floración; DMAF: días a madurez fisiológica; DCOS: días a cosecha; LPAN: longitud de la panícula; MA: macollamiento; AL: altura de planta;

FERE: Fertilidad de las espiguillas; MGR: manchado del grano; REND: Rendimiento *: significativo al 5% de probabilidad; **: significativo al 1% de probabilidad; NS: No significativo

26

7.1.1. Días a floración (DFLOR). Los materiales presentaron en promedio 103,60 días a

floración después de la emergencia, siendo IR64 el más precoz con 89 días y CICA 4 el más

tardío con 123,75 días; los cultivares biofortificados BF14AR035, BF14AR032 y BF14AR021

oscilaron entre los 94,50 a 105,75 días en promedio (Tabla 5). Resultados inferiores fueron

obtenidos en las líneas evaluadas por (ICTA, 2018), estas oscilaron entre 88 y 97 días a

floración, en donde BF14AR021 presentó 88 días, el menor tiempo; bajo las condiciones de

tres zonas arroceras en Guatemala. La divergencia en los días a la floración entre las variedades

puede deberse a las diferencias genéticas de cada uno (Torres, 2013), coincidiendo con lo que

asegura Jennings (1985) citado por (Espinoza y Centeno, 2006), que la duración total de la

floración de una panícula tiene carácter varietal.

La precocidad a floración presentada por los cultivares excepto CICA 4, conlleva a que el

productor tenga que realizar un manejo agronómico diferente en la fase vegetativa,

especialmente en consumo de agua y uso de herbicidas post emergentes, que no vayan a afectar

la emergencia de la panícula. Por otra parte, permite que disminuya la exposición del cultivo a

plagas y a épocas de sequía.

7.1.2. Días a madurez fisiológica (DMAF). La prueba de medias arrojó que no hubo

diferencias significativas entre IR64 con 103,00 días y el cultivar BF14AR021 con 108,50 días;

es decir estos dos son los más precoces para los días a madurez, seguidos de BF14AR035 y

BF14AR021 con 118,00 y 117,50 días, respectivamente (Tabla 5), resultados similares fueron

encontrados en Guatemala para estos dos con 115 días, por otra parte, IR64 bajo esas

condiciones demoró 21 días más para alcanzar esta fase (ICTA, 2018). Por último, el cultivar

más tardío es CICA 4 con 133,50; muy alejado de los demás, la media para este variable fue

27

de 116,10 (Tabla 5). Según Jarma et al. (2010) el proceso de maduración en el que se llenan

los “depósitos del rendimiento” dura alrededor de 30 días en las condiciones ambientales de

los trópicos, por tanto; estos resultados son contrastantes debido que en los cultivares evaluados

fue menos de 15 días y ello se sustenta en la búsqueda de cultivares más precoces y porte bajo

que, a través de una mayor densidad de población, permitan lograr mejores rendimientos de

grano.

Jennings et al., (1981) citado por (Palacios y Pauth, 2008), afirman que “el período de

maduración está controlado generalmente por muchos genes, hace que la segregación

transgresiva sea común para ambos tipos de maduración, ya sea tardía como precoz, el objetivo

difícil del mejoramiento es la recombinación de la madurez muy precoz (menos de 105 días)”.

En este sentido, Espinoza y Centeno (2007) indican que el período de maduración en los

trópicos de las líneas insensibles al fotoperiodo oscila cerca de 60 a 160 días, las variedades

tardías como CICA 4 son adecuadas para áreas donde las fuertes lluvias o las aguas profundas

durante el tiempo del cultivo impiden la cosecha de variedades tempranas. Cualidades como la

precocidad y alto rendimiento de un material son muy apreciados en la producción comercial;

lo que permite hacer un mejor aprovechamiento del área de siembra, también permite obtener

hasta tres cosechas al año.

7.1.3. Días a cosecha (DCOS). En la prueba de medias para esta variable se observa diferencias

altamente significativas y significativas entre los cultivares, el primero en cosecharse a los

125,25 días promedio fue IR64 siendo consecuente con su genética precoz respecto a los

demás, igualmente CICA 4 el más tardío con 164,25 días a cosecha, 20 días de diferencia con

respecto a los cultivares biofortificados. Por otra parte, BF14AR021 fue el segundo en

cosecharse a los 136,25 días seguido de BF14AR035 y BF14AR032 con 142,25 y 144,75

28

respectivamente (Tabla 5). El tiempo óptimo de recolección es cuando la panícula alcanza su

madurez fisiológica con una humedad de granos de campo del 18 a 22 %. La planta está

fisiológicamente madura cuando el 80 % de los granos han madurado, presenta un color

amarillo pálido, inclinación de la panícula de 180º y se apoya hacia delante en el nudo del

cuello según (Somarriba,1998; Tinarelli, 1989) citado por (Espinoza y Centeno, 2007). Los

cultivares bioforticados representan una buena alternativa para los agricultores porque se acorta

el ciclo productivo entre 20 y 28 días con respecto a la variedad CICA 4, sembrada por

pequeños agricultores, permitiendo planificar un ciclo productivo acorde con las condiciones

de precipitación imperantes en esta zona, como también realizar dos ciclos al año y son más

ventajosos en su consumo.

7.1.4. Número de macollas (NMA). No se reflejó diferencias significativas entre los cultivares

para esta variable, CICA 4 obtuvo el mayor número, con 32 macollas, mientras que el cultivar

BF14AR021 presentó los menores resultados, 28 macollas (Tabla 5). En la escala propuesta

por el Standard Evaluation System for Rice para medir la cantidad de los tallos, todos los

cultivares se ubican en el nivel 1, lo cual indica que su habilidad para formar macollas es muy

alta, debido a que cada uno presentó más de 25 por planta (IRRI, 2002). El macollamiento es

deseable para lograr una productividad máxima con poblaciones moderadas y densas, además

el número de hijos formados determina el número de panículas, es el factor más importante

para obtener altos rendimientos de granos (Narváez, 1998; citado por Palacios y Pauth, 2008).

Espinoza y Centeno (2007) afirman que la máxima expresión del macollamiento está

determinada por los nutrientes, agua y espacio, una vez que las macollas reciban mayor

radiación solar.

29

7.1.5. Altura de planta (AL). El análisis de cuadrados medios arrojó diferencias altamente

significativas entre tratamientos (Tabla 4), destacándose el cultivar CICA 4 como el más alto

con 178 cm, por lo tanto, susceptible a volcamiento en áreas de mucho viento. Los materiales

BF14AR032, BF14AR021 y IR64 se comportaron estadísticamente similar, el segundo mayor

valor en altura con 118 cm lo obtuvo el cultivar BF14AR035 (Tabla 5). El Standard Evaluation

System for Rice permite clasificar al testigo CICA 4 como de porte alto, al biofortificado

BF14AR035 en el rango intermedio y al resto de porte semienano (IRRI, 2002). Resultados

similares fueron encontrados por el (ICTA, 2018) para los cultivares biofortificados, excepto

BF14AR035 y el testigo comercial, estuvieron dentro de la clasificación de plantas semienanas

(hasta 110 cm); siendo la línea IR64 la que presentó la mayor altura con 103 cm y la de menor

altura la línea BF14AR021 con 88 cm.

Este tipo de material posee potencial de alta respuesta al nitrógeno y buena resistencia al acame,

lo cual está relacionado principalmente con la poca altura, tallos cortos y fuertes, más que

ningún otro carácter lo determinan. Para Degiovanni et al. (2004) alturas inferiores facilitan la

cosecha mecánica de las mismas, en variedades de alto rendimiento son esenciales

características como porte bajo y la dureza del tallo ya que poseen una mayor relación

grano/panoja (Fernández et al. 1985; citado por Espinoza y Centeno, 2008) y los genotipos

evaluados se consideran eficientes fisiológicamente, ya que destinan muchos de sus asimilados

a la producción de grano.

7.1.6. Longitud de la panícula (LPAN). El análisis de prueba de medias para esta variable

acusó diferencias significativas entre los cultivares (Tabla 4), la de mayor longitud de la

panícula la presentó el cultivar criollo CICA 4 con una media de 37,72cm; mientras los

biofortificados BF14ARR032 y BF14ARR021 se comportaron estadísticamente similares con

30

una longitud de panícula de 27 cm (Tabla 5). Esta variable es de mucha importancia ya que

permite una mayor cantidad de granos y mayor fertilidad de las espiguillas, además los

productores prefieren variedades que presentan panículas largas, y una buena exersión

(Espinoza y Centeno, 2008; CIAT, 1981). Caso contrario se presentó entre CICA 4 y los demás

materiales que obtuvieron menor longitud de panícula y mayor rendimiento. Cultivares

precoces, de porte bajo y menor longitud de panícula, pero mayores poblaciones por unidad de

superficie tienen la capacidad de eludir altas temperaturas en su pico de floración mejorando

la fecundación, el llenado de grano y el rendimiento, debido a una mayor eficiencia en el

transporte de fotoasimilados a los órganos de interés, en post antesis (Yaliang et al., 2019).

7.1.7. Fertilidad de las espiguillas (FERE). El análisis de cuadrados medios arrojó diferencias

altamente significativas entre tratamientos como se aprecia en la (Tabla 4), donde el testigo

comercial IR64 con el 95% de las espiguillas fecundadas presentó la menor esterilidad, por otra

parte, los materiales BF14AR035, BF14AR021 y CICA 4 con 87,60%, 84,45%, 88,25%

respectivamente, se comportaron estadísticamente similar con altos porcentajes para esta

variable, mientras que BF14AR032 con 70,0% fue quien menor porcentaje mostró (Tabla 5).

Al aplicar la escala del CIAT (véase anexo B), aquellos genotipos con porcentaje de fertilidad

de espiguillas entre el 75% y 89% se ubican en la escala 3, siendo 4 la más alta; una esterilidad

es aceptable cuando se encuentra entre 10 y 15 %, un porcentaje más alto es preocupante

(Jennings et al., 1985).

Esta variable se explica desde el ambiente, a causa de las altas temperaturas diurnas y nocturnas

durante la floración desde los 27 ºC a 36 ºC como afirma (Jarma et al., 2010; Ferreira &

Mountauban, 1998), las cuales son similares a las de la zona de establecimiento. De igual

manera, Shad et al. (2011), sostienen que episodios cortos de altas temperatura durante etapas

31

sensibles pueden reducir el rendimiento hasta en un 41% y el estrés por calor afecta todos los

procesos de la planta como germinación, crecimiento, desarrollo, reproducción y rendimiento.

En cuanto a la alta esterilidad presentada por BF14AR032 (Ulloa, 1996) afirma que es común

en materiales mejorados, ello está en función de la genética de cada cultivar (Cheabu et al.,

2018) y el efecto de las altas temperaturas en la microsporogenesis, generando esterilidad

masculina. En este sentido, Rahman et al. (2009) reportaron que, durante el período de llenado

de grano, se registró en trigo reducción del peso de grano y rendimiento por estrés causa de

temperaturas de 37°C; en tanto en arroz, Satake y Yoshida (1978) reportaron esterilidad de las

espiguillas, dado que temperaturas superiores a 35°C, inhiben la apertura de las anteras, baja

producción de polen y fecundación incompleta.

7.1.8. Manchado del grano (MGR). La prueba de medias demostró que el cultivar con menor

porcentaje fue BF14AR035 con 2,22% indicando diferencias altamente significativas con

respecto a los demás cultivares, seguido de 2,82% correspondiente a BF14AR032 y en sentido

opuesto el cultivar BF14AR021 presentó mayor valor con 7,02%, por otra parte, CICA 4 e

IR64 con 4,15% y 4,60% respectivamente (Tabla 5). Los genotipos se encuentran en las escalas

3 y 5 (véase anexo B) propuesta por el CIAT (2018), por lo cual son cultivares de incidencia a

patógenos causantes de manchado de grados tales como: Helminthosporium oryzae,

Curvularia lunata, Pyricularia grisea, Sarocladium oryzae, Cercospora oryzae, Alternaria

padwikii, Pseudomonas spp.

Palacios y Pauth (2008) argumentan que el complejo de patógenos asociados a manchado de

grano afectan los componentes del rendimiento (alto porcentaje de vaneo; disminución de la

capacidad germinativa, vigor y tamaño de las plántulas, granos por panoja y peso de los granos

32

manchados) y calidad (disminución de granos enteros; durante el proceso de molino aumentan

los granos quebradizos, yesosos y con colores anormales).

7.1.9. Rendimiento (REND). El cultivar con mayor valor fue BF14AR035 con 6,66 ton/ha,

seguido de IR64 con 5,95 ton/ha, estos presentaron diferencias altamente significativas con

respecto a los demás; BF14AR032 y BF14AR021 estadísticamente fueron similares con 4,91

ton/ha y 4,65 ton/ha respectivamente; por último, el cultivar CICA 4 presentó menor

rendimiento con 1,99 ton/ha (Tabla 5). Resultados similares fueron reportados por (ICTA,

2018) para los materiales IR64 y BF14AR021 con 5,30 ton/ha y 4,60 ton/ha respectivamente e

inferiores para BF14AR035 con 5,23 ton/ha.

El rendimiento de arroz es un carácter determinado por el genotipo, la ecología y manejo

agronómico. Está en función de varias características anatómicas y morfológicas que tienen

que ver con el número de tallo con panículas y el porcentaje de esterilidad, número de granos

por panícula y resistencia a enfermedades, vuelco y alto poder de asimilación de fertilizaciones

(Angladette, 1969).

Investigaciones del IRRI (1987) y aportes de Yoshida y Parao (1976), citados por (De Datta,

1986) demuestran que la obtención de altos rendimientos de arroz está estrechamente

relacionada a características inherentes del germoplasma (capacidad de formación de hijos,

altura de planta, asimilación al nitrógeno y ciclo de cultivo).

El mayor valor en rendimiento de BF14AR035 se debe posiblemente a su altura intermedia

(118,00 cm) puesto que entre menos alta sea la planta mayor es el rendimiento en grano y

consecuentemente el índice de cosecha (Arce, 2006), también mostró menos susceptibilidad al

manchado de grano (2,22%), enfermedad causante en gran medida del vaneo y por último, la

33

fertilidad de las espiguillas se presentó en un alto porcentaje (87,60%), posicionándolo frente

a CICA4 como posible material para los pequeños productores de la región.

34

Tabla 5. Valores medios de características agronómicas en cinco cultivares de arroz en Montería.

CULTIVAR DFLOR

(#)

DMAF

(#)

DCOS

(#)

NMA

(#)

AL

(cm)

LPAN

(cm)

FERE

(%)

MGR

(%)

REND

(ton/ha)

BF14AR035 105,75 b 118,00 b 142,25 cb 33,25 a 118,00 b 30,52 b 87,60 b 2,22 c 6,66 a

BF14AR032 105,00 b 117,50 b 144,75 b 34,25 a 82,05 c 27,50 c 70,62 c 2,82 cb 4,91 b

BF14AR021 94,50 c 108,50 c 136,25 c 28,30 a 99,15 cb 27,00 c 84,45 b 7,02 a 4,65 b

IR64 89,00 d 103,00 c 125,25 d 37,70 a 101,30 cb 30,95 b 95,51 a 4,60 b 5,95 a

CICA4 123,75 a 133,50 a 164,25 a 32,75 a 178,40 a 35,72 a 88,25 b 4,15 b 1,99 c

DFLOR: días a floración; DMAF: días a madurez fisiológica; DCOS: días a cosecha; NMA: número de macollas; AL: altura de planta; LPAN: longitud de la panícula;

FERE: Fertilidad de las espiguillas; MGR: manchado del grano; REND: Rendimiento; letras iguales no tienen diferencias significativas; letras diferentes tienen diferencias

significativa al 1% y 5%..

35

7.2. VARIABLES DE CALIDAD MOLINERA

El análisis de varianza consignado en la tabla 6, acusa ausencia de diferencias significativas

entre tratamientos para la variable centro blanco, más no para el rendimiento de molinería e

índice de pilado, donde hubo diferencias altamente significativas, lo que se sustenta en las

diferencias genéticas de dichos cultivares. Los coeficientes de variación estuvieron entre 1,49%

a 23,95%; indicativos de buena precisión, resultados similares a los de Torres et al., (2002).

Tabla 6. Cuadrados medios de características de calidad molinera en cinco cultivares de arroz

en Montería.

FUENTE DE

VARIACIÓN

GL CB RENDMO IP

BLOQUES 3 0,19NS 9,22** 113,57**

TRATAMIENTOS 4 0,19NS 9,50** 83,67**

ERROR 12 0,10 1,00 47,44

TOTAL 19 0,14 4,08 65,51

MEDIA 1,37 67,04 48,66

C.V. (%) 23,95 1,49 14,15 1CB: centro blanco; 2RENDMO: rendimiento de molino; 4IP: índice de pilado; **: significativo al 1% de

probabilidad; NS: No significativo.

7.2.1. Centro blanco (CB). El análisis de cuadrados medios no presentó diferencias

significativas para esta variable (Tabla 7), el mayor valor lo mostró el cultivar BF14AR035

con 1,75%, el resto de los cultivares biofortificados se comportaron estadísticamente similar.

Según Camargo et al. (2005) arroces con centro blanco superiores al 1,2% son relativamente

altos de acuerdo con los parámetros de selección del cultivo, también afirma que las

condiciones climáticas pueden causar estrés durante el llenado del grano, las temperaturas altas

provocan un llenado acelerado, dificultando el transporte de fotosintatos a las células de la

parte interna y deja espacios llenos de aire en el endospermo que provocan la opacidad, la

36

ocurrencia de temperaturas altas acelera el desarrollo de los tejidos y el proceso de madurez es

incompleto, lo cual favorece la aparición de granos imperfectos y en este experimento el

llenado de granos se dio en época de altas temperaturas.

Para los productores, industrial y consumidores es importante la apariencia de arroz molinado

debido a que este aspecto ejerce enorme influencia en los precios; generalmente se prefieren

arroces con un endospermo claro, granos con áreas opacas (panza blanca, centro blanco o dorso

blanco) quiebran más fácilmente en molinería bajando su calidad y valor (Arce, 2006).

7.2.2. Rendimiento de molinería (RENDMO). Se encontró diferencias significativas entre

cultivares, a causa de sus diferencias genéticas, superando los testigos comerciales a los

cultivares biofortificados, lo que representa una ventaja de los testigos. El comportamiento

entre biofortificados y testigos fue estadísticamente diferente, obteniendo dos grupos, el primer

grupo con mayor (RENDMO) lo obtuvieron los testigos CICA 4 (69,24%) e IR64 (67,99%),

seguido por los materiales biofortificados BF14AR032 (66,38%), BF14AR035 (66,36%) y

BF14AR021 (65,32%), resultados favorables para el agricultor debido a que los materiales con

buen porcentaje de esta variable le permiten una mayor cantidad de arroz blanco pulido por

tonelada de arroz paddy.

Los rendimientos de molinería dependen de la tecnología y variedades, lo que repercute en los

costos por tonelada de producto terminado, por esta razón, mientras en Colombia, Uruguay y

Brasil se requieren 1.620 Kg de paddy para obtener un rendimiento de 58%, en Venezuela se

requieren 1.720 Kg para obtener 55% y en Estados Unidos sólo 1.570 Kg para alcanzar el 60%

(Torres, 2009). Todos los cultivares evaluados superaron a los resultados encontrados por

(Domínguez y Ojeda, 2006) en la variedad comercial del Caribe (FEDEARROZ 50) con

53,65%.

37

7.2.3. Índice de pilado (IP). Con diferencias significativas el testigo IR64 56,20% obtuvo el

mayor porcentaje para esta, considerándose según el CIAT (1980) un arroz con buena calidad

molinera, esto es debido a que obtuvo más de 50% de arroz entero o excelso. Los cultivares

biofortificados con un menor (IP) que el cultivar IR64, pero de comportamiento estadístico

similar presentaron valores que oscilan de un 46% a 49% siendo el mayor, BF14AR032 con

un 49,4%, por su parte el cultivar CICA4 con 44,48% se alejó estadísticamente del IP más alto

obtenido (Tabla 7). Existe un gran número de factores que pueden afectar el RENDMO y el

IP, en una guía de estudio planteada por el CIAT (1980), argumenta que el índice de pilada

puede variar debido especialmente al medio ambiente y a las prácticas culturales aplicadas

durante el cultivo. Obtener cultivares con buen IP es de gran importancia para agricultores, en

especial para pequeños productores, debido a que el rendimiento en el molino constituye un

importante carácter para el arroz comercial porque el precio de los granos enteros es

comúnmente el doble del precio de los granos partidos (Childs, 2006 citado por Amézquita,

2012) traduciéndose así en más rentabilidad para el productor.

Tabla 7. Valores medios de características de calidad molinera en cinco cultivares de arroz en

Montería.

CULTIVAR CB

(%)

RENDMO

(%)

IP

(%)

BF14AR035 1,75 a 66,36 b 46,96 ba

BF14AR032 1,25 a 66,38 b 49,44 ba

BF14AR021 1,35 a 65,32 b 46,24 ba

IR64 1,20 a 67,94 a 56,20 a

CICA4 1,30 a 69,24 a 44,48 b CB: centro blanco; RENDMO: rendimiento de molino; IP: índice de pilado, letras iguales no tienen diferencias

significativas; letras diferentes tienen diferencias significativas al 1% y 5% de significancia.

38

7.3. VARIABLES DE CALIDAD MOLINERA Y NUTRICIONAL

En la (Tabla 8) está consignado el análisis de varianza del contenido de amilosa y zinc,

variables culinaria y nutricional respectivamente, se presentó diferencias significativas entre

tratamientos, con coeficientes de variación entre 2,51% a 5,72%, indicativos de buena precisión

y eficiencia experimental, estos resultados difieren a los encontrados por (Rodríguez, 2015)

para amilosa.

Tabla 8. Cuadrados medios de características culinaria y nutricional en cinco cultivares de

arroz en Montería.

FUENTE DE

VARIACIÓN

GL AMY Zn

BLOQUES 3 0,05NS 1,37NS

TRATAMIENTOS 4 26,78** 21,10**

ERROR 12 0,59 1,25

TOTAL 19 6,02 5,45

MEDIA 30,69 19,59

C.V. (%) 2,51 5,72 AMY: contenido de amilosa; Zn: contenido de zinc; **: significativo al 1% de probabilidad; NS: No significativo.

En la tabla 9, se observa la prueba de medias, evidenciándose diferencias altamente

significativas entre los cultivares para esas variables. El contenido de zinc es una variable

importante para esta investigación debido a que determina la eficiencia nutricional de los

cultivares biofortificados con ese mismo mineral y su impacto en la salud del consumidor para

contrarrestar el hambre oculta.

7.3.1. Contenido de amilosa (AMY). La prueba de medias corrobora lo presentado en al

análisis de varianza, las líneas BF14AR035, BF14AR032 y BF14AR021 se comportaron

similar con un valor medio de amilosa de 32% superando a los testigos en 4,1%,

específicamente fueron menores IR64 con 27,85% y CICA 4 con 27,87% (Tabla 9). Los tres

genotipos biofortificados podrían ser de gran impacto para consumidores de arroz, en América

39

latina estos prefieren arroces de amilosa alta >28% (Martínez, 2009) e intermedias (21% a 25

%) pues, presentan granos secos y sueltos después de la cocción y se mantiene suave en el

recalentamiento (Cerda y Vázquez, 2017).

Estos materiales muestran mayor AMY frente a las variedades Fedearroz 50 y Fedearroz 60

cultivados en la costa Caribe, en una investigación realizada por Rodríguez (2015) en la que

estas dos presentaron un contenido de 21,4 y 21,5%, respectivamente. Según Landires et al.

(2013) durante la biosíntesis, los porcentajes normales de amilosa están entre 25%-30%;

mientras Loaiza y Larrahondo (2017), aseguran que la cohesividad, textura y brillo del arroz

cocido está determinado por el mayor o menor contenido de amilosa en el grano.

7.3.2. Contenido de zinc (Zn). Los resultados para esta variable contienen datos prometedores,

como era de esperarse los materiales biofortificados obtuvieron alta cantidad de zinc en el

grano, siendo el mayor contenido BF14AR021 con 23,50 ppm, se comportó estadísticamente

diferente al resto de cultivares, seguido por los cultivares BF14AR035 con 19,67 ppm,

BF14AR032 con 18,70 ppm e IR64 18,35 ppm y el menor valor para esta variable lo obtuvo el

cultivar CICA 4 con 17,72 ppm (Tabla 9). Resultados inferiores fueron reportados en

Guatemala, en los cuales las líneas evaluadas no sobrepasaron los 19,08 ppm, obtenido por el

cultivar BF14AR021 y seguido de IR64 con 19,05 ppm, por otra parte; BF14AR035 presentó

menores valores con 17,40 ppm, pero posicionándolo con un contenido aceptable de este

mineral (ICTA, 2018). Los cultivares evaluados superan en concentración de zinc a la variedad

comercial Fedearroz 50 que se siembra en la costa Caribe, el cual posee 15,9 ppm de zinc en

el grano CIAT (2012). El análisis de suelo demostró que había 6.0mg/kg de zinc disponibles

para el cultivo en el área experimental (Anexo C), según Espinoza et al. (2006) este se

encuentra en un nivel óptimo, los rangos de 4.0 a 8.0 mg/kg, la calidad del suelo, el uso de los

40

diferentes tipos de fertilizantes y la técnica de sembrado puede influir en la acumulación de los

diferentes metales en el arroz (Orozco et al., 2020). BF14AR035 representa una alternativa

importante para el pequeño productor por sus características; menor días a floración (105,75),

madurez fisiológica (118,00), días a cosecha (142,25), altura (118,00 cm), manchado de grano

(2,22%) y mayor rendimiento (6,66 ton/ha) comparado con el cultivar CICA 4 con 123,75,

133,50, 142,25, 178,40cm, 4,15% y 1,99 ton/ha respectivamente para cada variable.

Tabla 9. Prueba de medias de características culinaria y nutricional en cinco cultivares de arroz

en Montería.

CULTIVAR AMY

(%)

Zn

(ppm)

BF14AR035 32,60 a 19,67 b

BF14AR032 32,82 a 18,70 cb

BF14AR021 32,30 a 23,50 a

IR64 27,85 b 18,35 cb

CICA4 27,87 b 17,72 c AMY: contenido de amilosa; Zn: contenido de zinc, letras iguales no tienen diferencias significativas; letras

diferentes tienen diferencias significativas al 5% y 1% de significancia.

7.4. CORRELACIONES FENOTÍPICAS

Los coeficientes de correlación fenotípicos consignados en la tabla 10, destacan que de las 91

correlaciones entre variables de respuesta agronómicas, calidad de grano y nutricionales, el

23,07% resultaron significativas al 5 y 1%, respectivamente; oscilando dichos valores entre

0,48 y 0,92. Los coeficientes de correlación miden el grado de asociación entre dos variables

o caracteres con el fin de comprender la naturaleza y magnitud de la asociación entre el

rendimiento y las demás variables (Poorna et al., 2018). Las características que acusaron alto

valor y significancia con respecto al rendimiento, se destacan días a floración (rF=-0,67**),

días a madurez fisiológica (rF=-0,64**), días a cosecha (rF=r-0,64*), longitud de la panícula

41

(rF=-0,54*) y altura de planta (rF=-0,54*); estos valores concuerdan con los reportados por

Poorna et al. (2018) y Mukesh et al. (2018) lo cual es favorable, ya que permite obtener

cultivares precoces, de porte bajo y menor longitud de panícula, pero mayor población por

unidad de superficie, con capacidad de eludir altas temperaturas en su pico de floración que

afectan el llenado de grano (Yaliang et al., 2019) y mejores rendimientos, debido a una mayor

eficiencia en el transporte de fotoasimilados a los órganos de interés, en post antesis. Según

Zhang et al. (2016), en estudios realizados entre cultivares obsoletos y modernos de trigo, en

los primeros es del 7,71% y en los segundos del 36,60%, todo esto asociado a una posición

erecta de las hojas que favorece mayor eficiencia en el uso de la radiación, aumenta la cantidad

de espiguillas por panícula, por ende, mayor cantidad de grano y todo lo anterior se traduce en

mayor rendimiento, por aprovechamiento de fotosintatos (Bocianowski et al., 2016).

Los días a floración acusaron relación directa, positiva y altamente significativa con la madurez

fisiológica (rF=0,96**); días a cosecha (rF=0,92**) y longitud de la panícula (rF=0,66**),

indicando que la selección de cultivares de tardía floración, conduce a madurez fisiológica y

días a cosechas más prolongados y mayores longitud de panícula, lo cual demanda mayores

costos por las implicaciones del manejo agronómico, especialmente en lo concerniente al agua,

que es un recurso muy importante y escaso; registros coherentes con los reportados por Mukesh

et al. (2018).

La madurez fisiológica, registró asociación positiva y altamente significativa con respecto a

días a cosecha (rF=0,88**) e igualmente con respecto a la longitud de la panícula (rF=0,60**),

lo que no es favorable, dado que conduce a cosechas mucho más tardías. Así mismo, puede

conllevar a menor calidad de grano, por una asociación negativa y significativa con el grano

excelso o pilado (rF=-0,53), a causa de las altas temperaturas en la época de llenado de grano

que inhiben la antesis y reducen la cantidad de polen (Yaliang et al., 2019).

42

La asociación entre la longitud de la panícula con la altura de planta (rF=0,78**), fertilidad de

la panícula (rF=0,49), resultó concordante con los trabajos previos de Mukesh et al. (2018) y

Poorna et al. (2018), resaltando que los cultivares con mayor longitud de la espiga presentaron

mayor altura y fertilidad de la panícula y negativa con respecto al contenido de amilosa (rF= -

0,72**), contenido de zinc (rF= -0,58**), señalando menor acumulación de amilosa y zinc, lo

que desde el punto de vista culinario y nutricional, no es deseable, dado que demandan mayor

temperatura de gelatinización y positiva con la molienda (rF=0,61).

El contenido de Zn registró correlación negativa y significativa con respecto a la longitud de

la panícula (rF=-0,58), lo que permite señalar que la competencia por zinc en una cantidad

considerable de granos al distribuirse es poca su acumulación en este. Así mismo, ausencia de

correlación con el rendimiento, lo que puede obedecer a independencia en el control genético

de ambas variables.

Resultados encontrados por Valu et al. (2018) indican que no hay relación del zinc con

caracteres agronómicos en cereales en las variables, días hasta el brote, días hasta la madurez

y la altura de la planta, concordantes con los encontrados en esta investigación.

Por otra parte, Ratto et al. (1991), afirma que el contenido de Zinc en la hoja de cereales como

el maíz está correlacionada positivamente con el rendimiento. Resultados similares fueron

encontrados por Moraes et al. (2004), concluyendo que el zinc era el micronutriente que

presentó una mayor correlación entre dosis foliares y rendimiento de grano de arroz, carácter

que podría ser de importancia para métodos de biofortificación agronómica foliar con el fin de

mejorar los rendimientos.

43

Tabla 10. Correlaciones fenotípicas entre el rendimiento y demás variables de cinco cultivares en Montería.

DFLOR DMAF DCOS LPAN NMA AL FERE MGR CB AMY Zn RENDMO IP

REND -0,67** -0,64** -0,64** -0,54* 0,14 -0,54 0,08 -0,23 0,06 0,39 0,20 0,23 0,41

DFLOR 0,96** 0,92** 0,66** -0,08 0,66* -0,17 -0,36 0,18 -0,15 -0,41 0,30 -0,41

DMAF

0,88 0,60** -0,17 0,66** -0,19 -0,36 0,19 -0,12 -0,43 0,15 -0,53**

DCOS 0,52* -0,19 0,58* -0,22 -0,21 0,03 -0,11 -0,29 -0,30 -0,42

LPAN 0,11 0,78** 0,49* -0,21 0,04 -0,72** -0,58** 0.61** -0,09

NMA -0,11 0,01 0,10 0,05 -0,31 -0,43 0,26 0,48*

AL 0,27 0,00 0,07 -0,49 -0,35 0,42 -0,27

FERE 0,10 -0,05 -0,58** -0,03 0,34 0,14

MGR 0,14 -0,17 -0,48 -0,13 0,01

CB 0,25 -0,03 -0,44 -0,18

AMY 0,48 -0,56 ´0,13

Zn -0,28 -0,04

RENDMO 0,41

DFLOR: Días a floración; DMAF: Días a madurez fisiológica; DCOS: Días a cosecha; LPAN: Longitud de la panícula; NMA: Número de macollas; AL: Altura de planta;

FERE: Fertilidad de las espiguillas; MGR: Manchado de grano; CB: Centro blanco; AMY: Contenido de amilosa; Zn: Contenido de zinc; RENDMO: Rendimiento de

molinería; IP: Índice de pilado; *: Significancia al 5%; **: Significancia al 1%.

44

8. CONCLUSIONES

Los materiales biofortificados presentaron un ciclo fenológico más corto que el testigo CICA4

(164,25 días), oscilando su fenología desde 136,25 a 144,75 días. El cultivar más precoz en

todo el cultivo fue IR64 con 125,25 días.

La mayor altura la obtuvo el testigo obsoleto CICA4 con 178,40 cm y la menor BF14AR032

con 82,05 cm, el resto de cultivares presentaron alturas desde 99,15 cm hasta 118,00 cm, para

longitud de la panícula el menor valor lo presentó BF14AR021 con 27,0 cm y el mayor, CICA4

con 35,72 cm. En cuanto al rendimiento y manchado de grano, el cultivar BF14AR035 fue el

de mayor valor con 6,66 ton/ha y menor con 2,22% respectivamente para cada variable, frente

a los demás cultivares, principalmente a CICA4 el testigo local con (1,99ton/ha) y (4,15%) para

las mismas, siendo atractivo esto para los pequeños productores.

No se registraron diferencias en la calidad molinera entre los genotipos en centro blanco, pero

sí para el rendimiento de molinería e índice de pilado; los valores más altos lo mostraron los

testigos CICA4 (69,24%) e IR64 (67,99%) por lo que representan una fuente importante de

genes, seguido por los materiales biofortificados BF14AR032 (66,38%), BF14AR035

(66,36%), BF14AR021 (65,32%).

El contenido de amilosa más alto lo obtuvieron los materiales biofortificados con un porcentaje

de 32% sin diferencias significativas entre ellos y menores los testigos con 27% igualmente;

en cuanto al zinc como era de esperarse los cultivares biofortificados resaltaron con buenos

contenidos, siendo BF14AR021 con 23,50 ppm el de contenido superior, superando a CICA4

con 17,72 ppm. De las 91 correlaciones el 27,47% presentaron significancia al 1% y 5%,

resaltando la relación del rendimiento con días a floración, días a madurez fisiológica, días a

cosecha, longitud de la panícula y altura de planta.

44

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57

ANEXOS

Anexo A. Distribución en campo del experimento.

Anexo B. Escala CIAT para fertilidad de las espiguillas.

1 Muy fértil (>90%)

3 Fértil (75-89%)

5 Parcialmente estéril (50-74%)

7 Muy estéril (<50%)

9 0%

58

Anexo C. Análisis de suelo del área experimental.

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