Morphological charactherization of 13 rice venezuelan varieties

María Montoya*, Nohelia Rodríguez*, Iris Pérez-Almeida*, Jenny Cova** y Luis Alemán**

* Investigadores. INIA. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Apdo. 4653. Maracay 2101, estado Aragua. Venezuela. E-mail: nrrodriguez@inia.gob.ve; iperez@inia.gob.ve

** Investigadores. INIA. Portuguesa. Venezuela. E-mail: montoya@inia.gob.ve; laleman@inia.gob.ve

RESUMEN

En Venezuela el arroz, Oryza sativa L., es el tercer cereal de mayor consumo por la población, al cual se le realizan continuos estudios en busca del mejoramiento genético. Actualmente existen pocas referencias relacionadas con la caracterización morfológica de las variedades en el país bajo una misma condición experimental. En este sentido, se describieron 13 variedades, sembradas en conjunto con 35 líneas élites bajo un diseño de alfa latticce (6*8), con 2 bloques, en el Campo Experimental del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) CIAE-Portuguesa, a fin de evaluar 41 caracteres usando los descriptores sugeridos por la Unión de Protección de Obtentores Vegetales UPOV y del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), durante todas las etapas del cultivo, incluida la calidad culinaria, molinera y la incidencia de las principales enfermedades. Bajo las condiciones de este estudio se encontró que no hubo diferencias significativas entre el rendimiento de las variedades, sólo el 38,46% presentaron valores inferiores al 17% de grano yesoso más panza blanca, en rendimiento de grano entero el 61,54% de los materiales fue menor del 47% y más del 96% de las variedades presentaron valores intermedios de contenido de amilosa. Los fitopatógenos que afectaron al mayor número de materiales con una incidencia entre 5% y 25%, fueron Sarocladium oryzae y Helminthosporium spp. En general, a través de la descripción se determinó que las variables cualitativas nominales son iguales para todas las variedades, a diferencia de las cualitativas ordinales y las cuantitativas, que si permiten una descripción diferencial entre las variedades.

Palabras Clave: Oryza sativa L; morfología; caracterización; variedades; descriptores; calidad culinaria

SUMMARY

In Venezuela, rice, Oryza sativa L., is the third cereal of human consumption, to which continuous studies are performed in search of genetic improvement. Nowadays there are few references involving morphological characterization of the main varieties used in Venezuelan rice production under the same experimental conditions. In this respect, we described 13 rice varieties available in our country and 35 elite lines jointly planted under alfa latticce (6*8) design with two blocks at INIA-Portuguesa experimental field, in order to evaluate 41 characters using the descriptors suggested by the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) and the International Center for Tropical Agriculture (CIAT) during all crop developmental stages, including culinary and milling quality, and disease incidence. Under this study we found no significant differences among varieties yield, only 38.46% of the studied varieties presented less than 17% chalky plus white belly grains. Concerning the yield of whole grain 61.54% of the materials had less than 47% and more than 96% showed intermediate values for amylose content. Sarocladium oryzae and Helminthosporium spp affected higher number of materials with an incidence between 5 and 25%. Broadly speaking, through the morphological assessment we determined that qualitative nominal variables are the same for all the materials, whereas qualitative ordinal and quantitative variables differ, thus allowing to achieving a differential description among genetic materials.

RECIBIDO: abril 02, 2007  ACEPTADO: mayo 17, 2007

INTRODUCCIÓN

Las variedades de arroz, Oryza sativa L., de riego sembradas en el país pertenecen al grupo Indica y en la mayoría de los casos derivan a partir de selecciones introducidas del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Colombia, con excepción de algunas variedades como CIMARRÓN quefue introducida desde Taiwán (Páez y Ortiz, 2003).

Las variedades de arroz cultivadas han ido variando en los últimos años, mediante una gradual renovación de las más antiguas, en función de mejores características; provocando la sustitución de determinadas variedades, por ejemplo ARAURE-1, ARAURE-2,ARAURE-3, ACARIGUA 50, CHOLLET, CIARLLACEN 1, FONAIAP-2, LLANERO-22, PORTUGUESA-I, entre otras variedades, han dejado de utilizarse en el país pues los nuevos cultivares ofrecen mayor rendimiento y resistencia a plagas y enfermedades, así como posiblemente otras características agronómicas favorables.

Las principales zonas productoras de arroz en el país se dividen en dos regiones geográficas: región de los Llanos Centrales y región de los Llanos Occidentales. La primera corresponde al estado Guárico, ubicada en el centro de la región Llanera, con rendimientos de la zona oscilando entre 5.500 y 6.000 kg ha^-1 de arroz paddy húmedo. La región del os Llanos Occidentales, incluye principalmente los estados Portuguesa y Cojedes, con rendimientos unitarios de la zona oscilan entre 5.000 y 5.500 kg ha^-1 de arroz paddy (Páez, 2004).

En Venezuela se han liberado algunas variedades, de las cuales LLANERO-501, CHOLLET, ACARIGUA-50, PORTUGUESA-I, PORTUGUESA-II, y LLANERO MEJORADO, fueron liberadas entre 1953 y 1970, provenientes de cruces simples y recíprocos llevados a cabo por las instituciones de investigación del Estado.

Desde 1970 al 2007 fueron liberadas las variedades ARAURE-1, ARAURE-2, CIARLLACEN,ARAURE-3, ARAURE-4, PALMAR, CIMARRÓN, FONAIAP-1, FONAIAP-2000, FUNDARROZ PN1, VENEZUELA-21 y CENTAURO, provenientes de la evaluación y selección de materiales introducidos,programas locales de cruces simples y triples realizados instituciones del Estado o en alianzas estratégicas con instituciones del entorno (Álvarez et al., 2004).

El mejoramiento privado ha liberado algunas variedades de importancia comercial como D-PRIMERA, D-SATIVA y D-ORYZA de la Fundación DANAC(Torrealba et al., 2005), ZETA-15 de Agroservicios MIDA (Módulos Integrados de Desarrollo Agrícola) y BUTZINA de Productores Asociados Chispa, también se han realizado introducciones como es el caso de FEDEARROZ-50 introducida por APROSCELLO ¹.

SENASEM (2005) indicó que las variedades más distribuidas por las empresas semilleristas de Venezuela pertenecían a las variedades de arroz: FEDEARROZ-50, FONAIAP-1, CIMARRÓN, D-SATIVA, ZETA-15, FONAIAP-2000, PALMAR, VENEZUELA -21, FUNDARROZ PN1 yARAURE-4, mientras que el informe técnico SENASEM de 2007 indicó las variedades FEDEARROZ-50, D-SATIVA, VENEZUELA-21,FEDEARROZ 2000, FONAIAP-1, CIMARRÓN y CENTAURO, con una producción de 21 270 699 tmeran las más multiplicadas en el país, esto indica que el sistema productivo es dinámico y existe una renovación de variedades en función a sus características agronómicas y de calidad.

En este sentido, el objetivo de este trabajo fue caracterizar morfológicamente 13 variedades de arroz disponibles en Venezuela, de origen público y privado, para conocer de manera detallada las características de los mismos bajo una determinada condición experimental, la cual permitirá suministrar información a diversos usuarios como productores de arroz y mejoradores, estos últimos dispondrán de materiales bases para sus programas de mejoramiento de acuerdo a los objetivos de los mismos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación del ensayo

El ensayo fue sembrado en campo en febrero de 2005, en una parcela experimental del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) enAraure, estado Portuguesa, donde se evaluaron las características morfológicas, rendimiento y sanitarias tanto en floración como en maduración. Las observaciones postcosecha se realizaron en el laboratorio de semillas de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela (Maracay,estado Aragua) y en el laboratorio de calidad de grano de la Fundación DANAC (San Javier, estado Yaracuy).

Material Vegetal: se utilizaron 13 variedades comerciales (Cuadro 1) de arroz, existentes en Venezuela procedentes del sector público (INIA) y privado (Fundación DANAC).

Diseño en campo: fue empleado un diseño alfalatticce (6*8), que incluía 48 genotipos repetidos en dos bloques. De estos genotipos, 13 eran variedades comerciales y el resto eran líneas élites obtenidas de diferentes planes de mejoramiento de arroz del país. La modalidad de siembra fue por trasplante, realizada a los 27 días después de la siembra (DDS).Cada parcela constó de 4 hileras de 5 m de largo y 0,3 m de separación. La hilera estaba formada aproximadamente por 25 plantas con una separación de0,2 m entre plantas. Las hileras centrales fueron el área efectiva de muestreo para dos repeticiones.

Manejo Agronómico: se utilizó semilla pregerminada, y se efectuó el trasplante al campo a los 27 días. La fertilización se realizó a los 8 días después del trasplante (DDT), aplicando 350 kg ha^-1 de fórmula completa N-P-K (15-15-15). Posteriormente se ejecutaron 3 reabonos con urea, 60 kg ha^-1 a los 25 DDT y 45 kg ha^-1 a los 40 DDT y 60 DDT, respectivamente, basados en los análisis químicos de suelo de la estación experimental que señalan (Fósforo48 ppm, Potasio 28 ppm, Calcio 68 ppm y Materia Orgánica 3,15%).

El control de malezas se efectuó a los 5 DDT, con una aplicación de Metsulfurón metil (40 g ha^-1) para malezas acuáticas, Bentazon (2 l ha^-1) para ciperáceas, Propanil (5 l ha^-1) y Clomazone (1 l ha^-1)para gramíneas. En el control de insectos raspadores se aplicó Lambdacihalotrina a razón de 300 ml ha^-1 a los 5 DDT. El manejo de vertebrados se hizo de forma manual cuando fue necesario.

FONAIAP= Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias; INIA= Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas; FUNDARROZ= Fundación Nacional del Arroz; FD= Fundación para la Investigación Agrícola DANAC.

Análisis de datos: de los 48 materiales sembrados en campo, como objeto de este estudio, sólo se consideraron las 13 variedades para el análisis, tomándose como base un diseño de bloque completamente aleatorizado. Se utilizó un análisis descriptivo que incluye: promedio, desviación estándar, máximos y mínimos, luego se comprobó los supuestos, mediante vía analítica, utilizando para normalidad del error: la prueba de Wilk-Shapiro; para homogeneidad dela varianza se utilizó: Bartlett's y Cochran's; para aditividad de los efectos se aplicó la prueba de Tukeyy para independencia del error se uso la mediana dentro de los intervalos de confianza. Finalmente se realizó la comparación de medias mediante las pruebas de Tukey para las variables cuantitativas, todos estos análisis se realizaron con el software Infostat (2004).

Se midieron 41 descriptores en las diferentes etapas del cultivo (floración, maduración y postcosecha) seleccionadas de la UPOV (2004) y del CIAT(Muñoz et al., 1993). Las observaciones se realizaron sobre 20 plantas al azar de los hilos centrales de cada tratamiento en dos bloques.

Para caracterizar las variedades, se tomó para las variables cualitativas nominales y ordinales el valor de la moda y para el caso de las variables de tipo cuantitativo se les asignó el valor de la media de las mediciones realizadas sobre las 40 plantas. Respecto a los caracteres relacionados con calidad culinaria y molinera estos datos únicos fueron obtenidos a partir de una muestra de granos de la cosecha. Asimismo, las variables días a floración, rendimiento y senescencia de las plantas, presentaron un valor único por parcela y por repetición.

Caracterización

A floración: Días a floración: es el número de días desde la siembra hasta que el 50% de las plantas se encuentren en floración.

Pigmentación antociánica de la hoja: se notó en la segunda hoja si está ausente o presente.

Longitud del limbo de la segunda hoja: es la distancia, medida en cm desde la zona de unión de la vaina con el tallo, hasta la punta de la lámina foliaren la segunda hoja del tallo más alto.

Ancho del limbo de la segunda hoja: es la distancia, medida en cm de borde a borde, en el lugar más ancho de la lámina, segunda hoja del tallo más alto.

Porte del limbo de la hoja bandera: se evaluó observando el ángulo formado entre la hoja bandera y la prolongación vertical del pedúnculo floral en el tallo más alto de la planta.

Capacidad de macollamiento: se contaron todos los hijos.

Porte del macollo: se observó el ángulo respecto ala línea perpendicular imaginaria que pasa por el centro de la planta respecto a los macollos.

Pigmentación antociánica de la vaina de la hoja: se observó si está ausente o presente en la vaina dela segunda hoja.

Vellosidad de la vaina foliar: se realizó sobre el haz de la segunda hoja en el tallo más alto de laplanta.

Pigmentación antociánica de las aurículas: se observó en el tercio medio de la planta la ausencia opresencia de pigmentación.

Color de la lígula: se observó en el tallo más alto.

Pigmentación antociánica de los nudos: se evaluó en el segundo nudo por debajo del nudo ciliardel tallo más alto de la planta, observando si está presente o ausente.

Pigmentación antociánica de los entrenudos: se evaluó en el tercio medio del entrenudo comprendidoentre el segundo y tercer nudo por debajo del nudociliar del tallo más alto de la planta, observando suausencia o presencia.

A maduración: Senescencia de la hoja: se observó el material en general realizando una apreciación enporcentaje según permanezcan verde a la cosecha.

Rendimiento en por parcela: se pesó el área de laparcela cosechada.

Altura de planta: se midió en centímetros, desde el suelo hasta el ápice de la panícula del tallo más alto.

Porte de panícula en relación al tallo: se observó el ángulo formado por el pedúnculo y el raquis de lapanícula con respecto a la prolongación del tallo másalto de la planta.

Número de panículas por planta: se contó el total de panículas por planta de arroz.

Excersión de la panícula: se observó la posicióndel nudo ciliar con respecto a la vaina de la hojabandera.

Longitud de la panícula: se midió en centímetros, desde el nudo ciliar hasta el ápice de la misma del tallo más alto de la planta.

Color predominante del ápice del grano apicalde la panícula: se evaluó en la panícula del tallo más alto de la planta.

Resistencia al acame: se evaluó colocando la plant a unos 30 cm del suelo, observando el número de plantas que volvían a su posición original.

A postcosecha: las siguientes evaluaciones se realizaron sobre las panículas cosechadas en campo, que provienen del tallo más alto de las plantas evaluadas.

Aristas: se observó su presencia o ausencia en los granos.

Distribución de las aristas: se observó la ubicación de las aristas en la panícula.

Tamaño de las aristas: se midió en mm, en la arista más larga de la panícula analizada.

Número de granos por panícula: se realizó el conteo de granos llenos de la panícula.

Número de granos vanos por panícula: se realizó el conteo de granos vanos de la panícula.

Las siguientes evaluaciones se realizaron sobre los granos de las panículas evaluadas sobre 20 granos escogidos al azar.

Color del cariópside de grano descascarado: se clasificó según tabla de colores de Muñoz et al. (1993).

Longitud del grano paddy: medida en milímetros, desde la base de la gluma estéril más baja, hasta el ápice de la gluma fértil más larga.

Espesor del grano paddy: medida en mm, entre las paredes laterales del grano.

Ancho del grano paddy: medida en mm, entre las nervaduras centrales de la lema y la palea, en el puntomás ancho.

Calidad culinaria y molinera: la calidad culinaria se realizó siguiendo la metodología del CIAT (1989), fue representada por el contenido porcentual de amilosa en arroz pulido.

La calidad molinera del grano de arroz se determinó basados en la Gaceta Oficial Nº 37 428 de 2002 para semilla de arroz en Venezuela, donde se establece dos tipos de granos: arroz tipo A con menor o igual contenido de granos centro blanco más yesosos al17% y arroz tipo B con un contenido mayor al 17%, esto se llevó a cabo utilizando 200 g de arroz paddy los cuales son descascarados y pulidos, de estos se seleccionan los granos enteros y se obtiene el porcentaje de granos yesoso y granos panza blanca. Estas evaluaciones se realizaron en el laboratorio de calidad de grano de la Fundación DANAC (San Javier, estado Yaracuy).

Reacción ante las principales enfermedades: las enfermedades fueron evaluadas según la incidencia del ataque de las mismas, utilizando la escala de Muñoz et al. (1993): donde: 0= ausente, 1= menosdel 1%, 2 = entre 1% y 5%, 3 = entre 6% y 25%, 4 = entre 26% y 50% y 5 = más del 50%.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las características cualitativas mostradas en el Cuadro 3 son diferentes entre los cultivares. De esta manera cabe señalar que D-SATIVA, FUNDARROZ PN1, VENEZUELA-21, CENTAURO y ARAURE-1presentaron un porte del limbo de la hoja bandera erecto mientras que las variedades D-ORYZA,D- D-PRIMERA, CIMARRÓN, FONAIAP-1, FONAIAP-2000, ARAURE-4, ARAURE-50 yPALMAR un porte del limbo de la hoja bandera semierecto, a diferencia de lo presentado por Rodríguez (2001) quien observó porte de limboerecto para las variedades ARAURE-4, CIMARRÓN, FONAIAP-1 y PALMAR, e igualmente Ortiz(1997) señaló a las variedades PALMAR y ARAURE-4 con porte del limbo erecto y las variedades CIMARRÓN y ARAURE-1 como semierecta,esto debido probablemente a las diferencias en las condiciones de los ensayos y época de siembra.

CUADRO 3. Porte del limbo de la hoja bandera, capacidad de macollamiento, porte del macollo, vellosidadde la vaina foliar y excersión de las panículas en 13 variedades de arroz de Venezuela.

En relación al número de macollos en el Cuadro 3 se observa que D-SATIVA y FONAIAP-1 presentaron una capacidad de macollamiento intermedia, mientras que el resto de las variedades presentaronbuena capacidad de macollamiento. Rodríguez (2001) coincidió con estos resultados paraARAURE-4 y PALMAR, al contrario de Ortiz (1997) quien observó baja capacidad de macollamiento paralas variedades CIMARRÓN, ARAURE-1, ARAURE-4 y FONAIAP-1.

De las variedades estudiadas todas presentaron porte del macollo semierecto a excepción de FUNDARROZ PN1 que mostró porte erecto yD-SATIVA con porte semiabierto. Discrepa de lo encontrado por Ortiz (1997) y Rodríguez (2001)para las variedades FONAIAP-1, CIMARRÓN, ARAURE-1 y PALMAR, las cuales son estudiadaspor estos autores con porte erecto (Cuadro 3).

Respecto al caracter vellosidad de la hoja, las variedades presentaron vellosidad débil, sólo se diferencia ARAURE-50, FUNDARROZ PN1 y PALMAR convellosidad media (Cuadro 3).

En relación a la excersión de las panículas seencontró que las variedades comerciales D-ORYZA,D- D-PRIMERA, CIMARRÓN, FONAIAP-1, FONAIAP-2000, PALMAR y CENTAURO presentaron panículas bien emergidas mientras que lasvariedades D-SATIVA, ARAURE-4, FUNDARROZ PN1, ARAURE-50, VENEZUELA-21 y ARAURE-1 presentaron panículas moderadamente emergidas, lo cual no coincide con los resultados de Rodríguez(2001) quien señaló que la variedad CIMARRÓN presenta panícula moderadamente emergida (Cuadro 3). Las diferencias obtenidas entre este ensayo con respecto a la autora Rodríguez (2001) puede deberse básicamente a la época de siembra del ensayo ya que fue en la misma localidad, pero, Rodríguez sembró en época de lluvias en el estado Portuguesa.

Las discrepancias con respecto a Ortiz (1997) es probable se deban a la diferencia del diseño de su ensayo, pues sembró bajo condiciones de invernadero y envases plásticos lo cual altera las características respecto a una siembra realizada en campo.

CUADRO 4. Densidad de la panícula, resistencia al acame, color del cariópside, días a floración en 13 variedades de arroz de Venezuela.