EE.UU: Científicos desarrollan plantas de sorgo de mayor rendimiento

Para encontrar las condiciones óptimas para la producción de sorgo en el noreste de Colorado, los científicos del ARS estudiaron varios factores que se sabe que afectan la madurez de las plantas, como la densidad de semillas y el espaciado de hileras. Crédito: Brian Henry

Cuando se trata de plantas de cultivo versátiles, el sorgo podría considerarse «el pequeño motor que podría». Es tolerante a la sequía, puede prosperar en suelos pobres, requiere poco o ningún fertilizante y crecerá en una amplia gama de temperaturas y altitudes. El grano de sorgo se utiliza en cereales para el desayuno, en la producción de etanol, como alimento para el ganado, como fuente de azúcar para jarabe y melaza, y en materiales de construcción y envasado. También produce grandes cantidades de material vegetal, lo que lo hace potencialmente útil para la producción de etanol celulósico.

“Hay partes del mundo donde la gente depende del sorgo para sobrevivir, pero en los Estados Unidos, es un cultivo alternativo viable para los productores preocupados por las futuras sequías o el aumento de las temperaturas que podrían acompañar al cambio climático”, dice Merle Vigil, un agricultor Investigador científico del suelo del Servicio de Investigación y líder de investigación en la Unidad de Investigación de Gestión de Recursos de Central Plains en Akron, Colorado.

El sorgo también es el foco de una extensa investigación, y Vigil, junto con el investigador del ARS Greg McMaster y los investigadores de la Universidad Estatal de Colorado, Sally Sauer y Jerry Johnson, encontraron recientemente una nueva forma de explotar el potencial del sorgo. Descubrieron que mediante el uso de ciertas estrategias de cultivo, los productores pueden producir sorgo en partes del noreste de Colorado donde la temporada de cultivo se consideraba anteriormente demasiado corta. Mientras tanto, otro equipo de científicos del ARS que trabaja en Texas ha desarrollado una nueva línea de sorgo que podría aumentar drásticamente la producción de granos.

El trabajo se considera importante debido al valor del sorgo como cultivo comercial y porque es probable que su tolerancia a la sequía lo convierta en una opción crítica en los esfuerzos futuros para evitar el hambre global en áreas semiáridas. En los Estados Unidos, el sorgo se cultiva en 14 estados en 7.2 millones de acres, producción que fue valorada en $ 1.6 mil millones en 2013. La mayor parte del sorgo estadounidense se utiliza para alimentar al ganado. Pero en África y Asia es una parte importante de la dieta humana. En todo el mundo, la superficie terrestre dedicada a la producción de sorgo ha aumentado en un 66 por ciento durante los últimos 50 años.

Hacer frente al cambio climático
La fotografía de portada muestra el cultivo de sorgo en un campo de mejoramiento en Lubbock, Texas. La panícula de la izquierda, con semillas de color amarillo anaranjado, es una línea endogámica de élite, mientras que la panícula de la derecha es la misma línea de élite con una mutación inducida. Esta nueva variedad de sorgo, desarrollada por científicos del ARS, produce entre un 30 y un 40 por ciento más de semillas.

Las temperaturas frescas de la tarde en la primavera y las temperaturas frías a principios del otoño hacen que la temporada de crecimiento en el noreste de Colorado sea demasiado corta para producir las variedades de sorgo que se cultivan en el sur de Colorado. Los agricultores del noreste siembran maíz en lugar de sorgo, a menudo rotándolo con trigo de invierno. Pero el riego es poco común en la región y el sorgo sería una buena opción, ya que es más tolerante a la sequía y menos costoso de producir que el maíz.

Para encontrar las condiciones óptimas para producir sorgo en el noreste de Colorado, Vigil y sus colegas de la Universidad Estatal de Colorado estudiaron varios factores que se sabe que afectan la madurez de las plantas, incluida la densidad de siembra, la selección de híbridos, el espaciado de las filas y la orientación de las filas (norte-sur o este). orientación oeste).

Los investigadores cultivaron dos variedades de sorgo de maduración temprana y una variedad de maduración «media-temprana» en parcelas de prueba en Fort Collins, Akron y Stratton. Los tres sitios están separados por hasta 200 millas y representan una variedad de entornos. Plantaron en la primavera y cosecharon a fines del otoño durante 2 años. Con base en las fechas de siembra y los datos de temperatura, determinaron el número de «grados-día de crecimiento» (GDD) necesarios para que las plantas alcancen la madurez en cada sitio. También utilizaron datos meteorológicos históricos para calcular las probabilidades de que los sitios experimenten la cantidad requerida de GDD en una temporada de crecimiento para que las plantas alcancen la madurez.

Los resultados mostraron que el sorgo es una opción viable para los productores del norte de Colorado si utilizan un híbrido de maduración temprana. Los rendimientos alcanzaron niveles aceptables en los tres sitios, pero los datos meteorológicos mostraron que las temporadas de crecimiento suficientes serían más probables en Stratton y Akron que en Fort Collins, que era el sitio más al norte y más elevado. También encontraron que los campos deben sembrarse a una tasa de aproximadamente 11 semillas por metro cuadrado (el rango medio de las tres tasas de siembra evaluadas). La orientación y el espaciamiento de las filas tuvieron efectos inconsistentes en las tasas de madurez.

Plantas de sorgo de mayor rendimiento
En otros estudios sobre el sorgo, el biólogo molecular Zhanguo Xin, la genetista de plantas Gloria Burow y el director del laboratorio John Burke, del Laboratorio de Investigación de Sistemas de Cultivo del ARS en Lubbock, Texas, han desarrollado una planta de sorgo mutante que produce entre un 30 y un 40 por ciento más de semillas.

Los investigadores desarrollaron el sorgo de mayor rendimiento aprovechando una parte de la planta llamada «espiguilla». Una espiguilla es un grupo de floretes que se encuentran en la panícula y es una característica de otras hierbas, como el mijo o el centeno. El sorgo produce dos tipos de espiguillas: las espiguillas sésiles y las espiguillas pediceladas. Normalmente, solo las espiguillas sésiles son fértiles, pero los científicos del ARS desarrollaron una planta que produce semillas en ambos tipos de espiguillas.

“Desarrollamos la línea productiva de sorgo induciendo una mutación de las plantas de sorgo que permitió que las espiguillas infértiles crecieran y produjeran semillas”, dice Xin. Una mutación inducida se produce mediante el tratamiento con un mutágeno, como la radiación o un agente químico como el metanosulfonato de etilo. La mutación resultó en un aumento general de tamaño y volumen (largo, ancho y grosor) de la panícula de sorgo.

“Todas las espiguillas de la nueva planta de sorgo se desarrollan en flores y producen semillas maduras, lo que aumenta significativamente la producción y el rendimiento de semillas en comparación con el sorgo convencional. Los mutantes pueden cruzarse con otras líneas de sorgo, en particular líneas élite de semillas grandes, para mejorar rendimiento de grano en sorgo y otras especies relacionadas “, dice Xin.  Agrega que “La mutación en la línea de sorgo que desarrollamos es estable y puede transmitirse a otras líneas de sorgo a través del mejoramiento”.

Una muestra de al menos 2.500 semillas del nuevo sorgo de semillas múltiples se ha depositado en la Colección Americana de Cultivos Tipo para futuras investigaciones.

Por: Dennis O’Brien y Sharon Durham, Servicio de Investigación Agrícola

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
Share on print
Print
Ir arriba

Noticias en tu email

Suscribite gratis a nuestro boletín informativo semanal de noticias agropecuarias.