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Evaluación de los caracteres morfológicos relacionados con la producción de biomasa en Sorgo.

Publicado: 22 de enero de 2019
Por: Ma. Eugenia Cisneros López1, Noé Montes García1 y Flor Elena Ortiz Chaírez1. 1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias: Campo Experimental Río Bravo.
Resumen

El sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) tiene una amplia de adaptación a regiones marginales para la producción de maíz como forraje. El objetivo de éste estudio fue evaluar los caracteres morfológicos relacionados con la producción de biomasa. Se estableció en el CERIB-CIRNE-INIFAP-Tamaulipas bajo condiciones de riego durante agosto del 2016. los genotipos evaluados fueron los sorgos dulces experimentales: PSD-001, PSD002, PSD003, como testigo la variedad RB Cañero y el hibrido comercial MEX-4, las variedades de doble propósito: Perla-101, Blanco-86, Pacífico-301, RB-Paloma y la variedad experimental RB-Perlita. En estado de grano masoso se evaluó: biomasa total/planta, tallo, hoja, ramas y panoja; número de hojas, nudos y ramas; altura de planta, diámetro de tallo, tercera hoja y hoja bandera (largo, ancho y área foliar), ancho y largo de la panoja. En madurez se evaluó el peso de 1000 granos y tipo de endospermo. Se calcularon correlaciones simples de Pearson entre las variables. Además, se realizó un análisis multivariado de Componentes Principales de la siguiente forma: combinados con todos datos y por separado cada grupo de sorgo. Los resultados indicaron que los caracteres producción y distribución de biomasa entre las diferentes estructuras de la planta fueron los de mayor valor estadístico, los cuales deben ser considerados primarios durante la selección de genotipos para la producción de forraje verde y en segundo lugar, ancho de la panoja en los de doble propósito. El valor estadístico del peso de grano no fue significativo.

Pabras clave: Sorgo, dulce, doble propósito, biomasa, morfológicos.

INTRODUCCIÓN
El sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench] es un cereal que se cultiva en una gran diversidad de climas desde los tropicales hasta los áridos. El sorgo tiene una amplia de adaptación, a zonas agrícolas con restricciones productivas (Shinde et al., 2015). Las variedades o híbridos del sorgo forrajero o de doble propósito grano y forraje son comúnmente cultivados en áreas donde la lluvia es insuficiente para la producción de maíz [(Zea mays (L.)] y puede utilizado como ensilaje, pastura, heno seco o forraje (Dahlberg et al., 2011). En años recientes en México existe interés por generar sorgos dulces para la producción de biomasa y azúcar (Montes et al., 2013). La denominación doble propósito en sorgo es únicamente producción de grano y forraje. El objetivo de este ensayo fue identificar la importancia de los caracteres morfológicos relacionados con la producción de biomasa, como parámetros de selección durante el mejoramiento genético de sorgo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se estableció en condiciones de riego con dos riegos de auxilio un ensayo de 12 surcos por genotipo de diez metros de largo, 0.80 m de ancho, surco por repetición en agosto del 2016 el ciclo primavera verano. En un módulo o bloque se sembraron los sorgos dulces, se dejó un espacio de 20 metros y en otro modulo se sembraron sorgos blancos o de doble propósito. La denominación doble propósito en sorgo es únicamente producción de grano y forraje. En el Campo Experimental Río Bravo, dependiente del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias sitio, ubicado en el km 61.1 carretera Matamoros- Reynosa se localiza en las coordenadas geográficas 25° 57’ 54” Latitud Norte y 98° 01’ 03” Longitud Oeste. Altitud 0-50 msnm, temperatura media anual 23. 5º C y una precipitación media anual de 550 mm. El manejo agronómico fue conforme al paquete recomendado por INIFAP en la región (Montes et al., 2013). La descripción morfológica se realizó conforme a la guía técnica para la descripción de variedades de sorgo (UPOV-SNICS, 2012) (Unión Internacional para la Protección de Nuevas Variedades de Plantas-Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas). Se utilizaron los genotipos de sorgo dulce experimental en última fase de evaluación con fines de registro: PSD-001, PSD002, PSD003, como testigo la variedad de polinización libre RB Cañero y el hibrido comercial MEX-4. También se establecieron las variedades de polinización libre de doble propósito de grano blanco: Perla-101, Blanco 86, Pacífico-301, RB-Paloma y la variedad experimental RB Perlita. El tamaño de muestra fueron 10 plantas/surco por genotipo en competencia completa, solo en tres surcos centrales. Las variables se midieron en grano masoso: Biomasa total de la planta, de tallo, hoja, ramas y panoja; número de hojas, nudos y ramas; altura de planta, diámetro de tallo, tercera hoja y hoja bandera (largo, ancho y área foliar), ancho y largo de la panoja. Después de madurez peso de 1000 granos y tipo de endospermo. Se calcularon correlaciones simples de Pearson (PROC CORR) entre 21 variables evaluadas. El número de datos obtenidos en este análisis fue grande, por tanto, no se presentaron todos los resultados en cuadros, solo se expuso la información más relevante. También se realizó un análisis multivariado de Componentes Principales (PROC FACTOR). Los análisis estadísticos se hicieron con SAS 9.2; de la siguiente forma: combinados con todos datos de los genotipos y por separado según cada grupo (dulces y de doble propósito). Cabe mencionar que en este trabajo doble propósito es igual a sorgo de grano blanco.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En total se formaron 210 correlaciones simples entre las 21 variables medidas. En análisis de correlaciones con todos los datos mostró que se formaron 17 relaciones significativas *= (p<0.05). Las asociaciones de mayor valor estadístico (r= >90 %) fueron entre la producción de biomasa total con la de tallo; altura de planta con biomasa total y de tallo; área foliar de la hoja bandera con el largo de la misma. Otras relaciones importantes (r=85 %) fueron entre el ancho de la panoja con largo y ancho de la tercera hoja. El resto de las correlaciones significativas estuvieron entre r=75-80 % (datos no mostrados).
El análisis de las correlaciones solo con los datos de los sorgos dulces mostró que se formaron 24 asociaciones significativas (p<0.05). En el caso de los sorgos de grano blanco se formaron 31 correlaciones significativas (p<0.05). Un aspecto que distingue a los sorgos dulces de las variedades de grano blanco en este ensayo, es la altura de planta. Los sorgos dulces tuvieron una altura que osciló entre los 235 a 327 cm. Mientras que en los sorgos blancos la altura fue entre 130 a 259 cm. Estadísticamente se observó que la altura de la planta en los sorgos blancos no está fuertemente asociada (p<0.01) a la acumulación de biomasa total (r=0.89*) como ocurre con los sorgos dulces (r=0.94*). En los sorgos blancos hubo una fuerte relación entre la biomasa total y del tallo con la que acumuló en la panoja (r=0.97*), mientras que en los dulces fue de r=0.05. En términos porcentuales, los sorgos blancos acumulan biomasa en la panoja de 16 a 18 % y los dulces entre el 4 y 9 %. La biomasa total en los sorgos dulces estuvo asociada con la de tallo, número de nudos y hojas; altura de planta y longitud de panoja (r>0.90*). Los sorgos blancos se diferenciaron porque la producción de biomasa total no estuvo asociada con el número de nudos, ni con la longitud de panoja, pero si hubo asociación con la longitud de la tercera hoja. Es importante mencionar que las correlaciones entre la biomasa total de la planta y la del tallo fueron las mismas en los sorgos de grano blanco. Es decir que se puede usar como un buen descriptor de este grupo de sorgos a cualquiera de estas dos variables (biomasa total o de tallo). En el caso de los sorgos dulces debe ser la biomasa total un criterio de selección. Aunque en forma practica la panoja y las hojas se eliminan durante el corte, solo se aprovechan los tallos para la obtención de jugo, cuando el objetivo es la obtención de azúcares (Montes et al., 2013).
En los sorgos dulces la longitud de la panoja estuvo relacionada con la biomasa total, número de nudos y altura de planta. Esto no ocurrió en los sorgos de doble propósito, como se esperaría. La longitud de la panoja es un criterio de selección, asociado con los componentes de rendimiento en sorgos para grano. Sin embargo, el ancho de la panoja en los sorgos de doble propósito estuvo relacionado con la acumulación de biomasa total, del tallo y de la panoja. Se formó una correlación entre biomasa de la panoja con número y peso de ramas en sentido positivo en ambos grupos de sorgo (r=0.90*), contrario a lo esperado; pues existe competencia por foto asimilados entre la panoja principal y las panojas secundarias de las ramas en sorgos graníferos (Kim et al., 2010). Por lo anterior, la relación debió ser en sentido negativo. La panoja de sorgo es una estructura que consta de varias partes: raquis, ramas primarias, secundarias, algunas veces terciarias y el grano. La longitud de la panoja está asociada con el largo del raquis y el ancho con la longitud de las ramas primarias (Cisneros-López et al., 2009). Además de la relación entre la producción de biomasa y tamaño de la panoja (largo y ancho); también hubo correlación del ancho de la panoja en los sorgos de grano con el número de hojas por planta, largo de la tercera hoja y su área foliar, además, el área foliar de la hoja bandera estuvo ligada a la longitud de la panoja (r≥0.75*), esto no ocurrió en los sorgos dulces. Conforme a estos resultados, se puede inferir que el crecimiento de la panoja de sorgo, en las dos dimensiones largo y ancho está regulado por grupos de genes independientes que no están ligados y actúan de forma diferente entre ambos tipos de sorgo. Se ha reportado en híbridos de sorgo que existe una relación entre el tipo de endospermo (ceroso o vítreo) y el rendimiento de grano. Los híbridos de sorgo con endospermo ceroso tienen un potencial de rendimiento de grano menor en comparación con los híbridos de endospermo no ceroso o harinoso (Jampala et al., 2012). En este ensayo no hubo relación entre el tipo de endospermo harinoso y el peso de 1000 granos, ni con la biomasa o peso de la panoja entre ambos grupos de sorgo, los valores obtenidos fueron r <0.10).
El análisis de componentes principales con las 21 variables y todos datos de ambos grupos de sorgo, mostraron que se formaron seis factores principales, el primer y segundo factor explicaron el 35 y 28 % de la variabilidad observada, en base a un total de 18.7 % (datos no mostrados). En el primer factor las variables de mayor peso estadístico (p<0.001) fueron anchura de la panoja (r=0.91) y número de hojas (r=0.89). En el segundo componente la altura de planta (r=0.94*), se puede considerar un segundo descriptor En el análisis para sorgos dulces, se formaron cuatro factores, el primer factor explica el 49% de la variación, en este factor las variables de mayor peso estadístico son biomasa de total, tallo y número de hojas (r=0.98*) (Cuadro 1). Las variables de biomasa, sobre todo la del tallo es un componente de la producción o rendimiento de jugo, también son parte de la ecuación de la productividad para la obtención del rendimiento de azúcar en sorgo dulce (Montes et al., 2013). En el segundo factor estarían biomasa de panoja y ramas (r=0.92*), en base a un total de 20 %. Los sorgos de grano blanco, se formaron cinco factores el primer factor explica el 50 % de la variabilidad de los datos, el resto tiene muy bajo valor explican menos del 20 % (Cuadro 1). En este caso en el primer factor las variables de mayor peso estadístico son la anchura de la panoja (r=0.98*) y la biomasa de la panoja (r=0. 97*), con base a un valor total acumulado de 20%. Cabe mencionar que la acumulación de biomasa total y tallo en los sorgos blancos tuvieron valores estadísticos de r=0.90*. Estos son resultados son congruentes, ya que este tipo de sorgos han sido seleccionados para doble propósito, grano y forraje (Palacios et al., 2001; Montes-García et al., 2012). La diferencia más contrastante entre ambos grupos de sorgo fue en la acumulación de biomasa en la panoja, con un valor estadístico limitado en los sorgos dulces de r=-0.03 versus r=0.97* los sorgos de grano blanco o doble propósito. En este ensayo, el peso de la semilla y tipo de endospermo no fueron caracteres relevantes, tuvieron bajo valor estadístico en ambos grupos de sorgo (r<0.50). En contraste con los híbridos de sorgo cultivados extensivamente cuyo objetivo primario es el rendimiento de grano (Dahlberg et al., 2011).
Evaluación de los caracteres morfológicos relacionados con la producción de biomasa en Sorgo. - Image 1
CONCLUSION
Los caracteres de producción y distribución de biomasa entre las diferentes estructuras de la planta fueron los caracteres con mayor valor estadístico, los cuales deben ser considerados primarios durante el mejoramiento de genotipos para la producción de forraje verde. En segundo lugar, el carácter morfológico ancho de ancho de la panoja, sobre todo para los sorgos de doble propósito (grano y forraje) o que no son para producción de azucares. Estos caracteres son importantes, porque tienen mayor posibilidad de heredarse. El valor estadístico del peso de grano no fue significativo en este ensayo, ni el tipo de endospermo.

Cisneros-López, M.E., Mendoza-Onofre, L.E., Zavaleta-Mancera, H.A., González -Hernández, V.A., Córdova-Téllez, L., Hernández-Martínez, M., and Mora-Aguilera, G. 2009. Floral traits and seed production of sorghum a-, b- and r-lines under chilling field temperatures. Journal Agronomy & Crop Science pp:464-471.

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Autores:
María Cisneros
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Elena Oetiz
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