Instituto Nacional de Innovación Agraria
MEJORAMIENTO Y MANEJO DEL MEJORAMIENTO CULTIVO DE QUINUA Y KAÑIWA
Vidal Apaza M.
CONTENIDO DE LA PRESENTACION
Origen de la quinua y kañiwa
Evolución de la productividad y producción
Importancia del Cultivo de Quinua y kañiwa
MEJORAMIENTO GENÉTICO
Objetivos del mejoramiento
Variabilidad Genética
Forma de reproducción de la quinua y kañiwa
Métodos de mejoramiento
Sistema reproductivo de la quinua y kañiwa
Ploidia de la quinua y kañiwa
Tipo de herencia de la quinua y kañiwa
Variedades de quinua y kañiwa desarrollados por el INIA MEJORAMIENTO AGRONÓMICO
ORIGEN DE LA QUINUA QU INUA y KAÑIWA El lugar de origen de los granos andinos es la zona andina (Perú-Bolivia) por la mayor variabilidad genética existente La zona andina es uno de los 8 centros de domesticación de plantas cultivadas (Cárdenas,Gandarillas, Rea)
CENTROS DE ORIGEN
EVOLUCIÓN DE LA SUPERFICIE EVOLUCIÓN COSECHADA, RENDIMIENTO DE GRANO Y PRODUCCIÓN DE QUINUA QUINU A Y KAÑIWA
Producción de quinua en Perú por Regiones, 2009 Superficie cosechada 2009
Rendimiento de grano 2009
30000
1800 1600 1400 1200 a h / 1000 g K 800 600 400 200 0
26095
25000
s 20000 a e r á 15000 t c e H10000 5000
157
1026
282
1871
222
2047
471 368
1028
411
37
0
1671 1414 1194 1024 991 947 874 823
1004 936
Producción de grano 2009 35000
31160
30000
s 25000 a d 20000 a l e n 15000 o T 10000 5000
158 960 473
1771
227
2028
412 303
1454
415
28
0
Nacional: 33580 has, 35632 TM, 0.943 t/ha
1011 748
Producción de kañiwa en Puno, Cusco y Arequipa (2004 – 2009) Superficie cosechada 7000
5920
Rendimiento de grano
6068
6000
951
1000
s 5000 a e r 4000 á t c e 3000 H2000
800
a h / g 600 K 400
974 312
1000
8
7
0
779
727
684 500
200 0
Puno
Cusco 2004
Arequipa
Puno
2009
4726 4052
4000 s a d 3000 a l e n 2000 o T 1000
709 156
7
12
0 Puno
Cusco 2004
Cusco 2004
Producción 5000
1025
1200
2009
Arequipa
2009
Arequipa
-
Importancia Impor tancia del cultivo de Quinua y kañiwa Alta
demanda externa por sus cualidades nutracéuticas (Aporte a la alimentación y salud)
Potencial para el valor agregado Contribución a la seguridad alimentaria Aporte a la Agroindustria Alta variabilidad genética
competitivo o Producto competitiv Alto impacto social en su producción
-
Composición proximal de cereales y granos andinos (g/100 g M.S.) Especie
Proteína
Grasa
Fibra cruda
Ceniza
Carbohidra Calcio tos (mg)
Magnesio (mg)
Trigo 10.5 Cebada 11.8 Avena 11.6 Centeno 13.4 Triticale 13.0 Arroz 9.1 Maíz 11.1 Sorgo 12.4
2.6 1.8 5.2 1.8 1.7 2.2 4.9 3.6
2.5 5.3 10.4 2.6 2.6 10.2 2.1 2.7
14.4 18.8
6.0 7.6
4.0 6.1
Kiwicha
14.5
6.4
5.0
78.6 78.1 69.8 80.1 78.7 71.2 80.2 79.7 72.6 63.4 71.5
57.0 119 -
Quinua Kañiwa
1.8 3.1 2.9 2.1 2.0 7.2 1.7 1.7 2.9 4.1 2.6
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 1992
26.0 39.6 -
85.0 204 157 210 -
-
-
Ácidos grasos insaturados en aceites de quinua y kañiwa
Acido graso insaturado
Aceite de Quinua
Aceite de Kañiwa
Omega 6 (acido linoleico)
50.24
42.59
Omega 9 (acido oleico)
26.04
42.59
Omega 3 (acido linolénico)
4.77
6.01
Acido palmítico
9.59
17.94
Fuente: Repo-Carrasco 1992
-
MEJORAMIENTO FITOGENÉTICO
OBJETIVOS DEL MEJORAMIENTO
Producir más por unidad de superficie mediante la obtención de nuevas variedades de plantas.
Mejorar la calidad de los productos
OBJETIVOS OBJETIV OS DEL MEJORAMIENT MEJORAMIENTO O GENÉTICO DE LA QUINUA Y KAÑIWA
CONSUMIDOR
PRODUCTOR Rendimiento Precocidad Resistencias
CARACTERES A SER MEJORADO
INDUSTRIA Rendimiento molinero Contenido de grasa, Saponina
Color de grano Tamaño de grano Valor nutritivo nu tritivo
VARIABILIDAD GENÉTICA
Variabilidad en color de planta y grano, tipo panoja
Variabilidad en tamaño y color del Grano
Variabilidad del periodo vegetativo de las plantas de quinua 220
200 S A I D N E O V I T A T E G E V O D O I R E P
180
160
140
120
100
Kañiwa Variabilidad Genética del Color de grano
Variabilidad del color de planta
Variabilidad del habito de crecimiento
VARIABILIDAD DE GENES EN EL BANCO DE GERMOPLASMA E.E.A. ILLPA-INIA ESPECIE
Nª CARACTERIZADO
Chenopodium pallidicaule
1940 430
Oxalis tuberosa
200
Tropaeolum tuberosum
25
Ullucus tuberosum
15
Chenopodium quinoa
Total
2610
EXPRESIÓN DE LOS CARACTERES DE LA PLANTA DE QUINUA Y KAÑIWA V. f = V. g + Va
E T N E I B M A
CLIMA SUELO MANEJO
Tipo de inflorescencia
FENOTIPO TODOS LOS GENES
VARIACIÓN FENOTIPICA
G E N O T I P O
FORMA DE REPRODUCCIÓN DE LA QUINUA Y KAÑIWA QUINUA: Especie autógama (9.9 % a 17.36% de Alogamia)
KAÑIWA: Especie autógama (11% a 36% de Alogamia)
BIOLOGIA FLORAL DE LA QUINUA Flores con gineceo y androceo (Flor perfecta) Flores pistiladas (Flor imperfecta) Flores androestériles
POLIPLOIDIA POLIPL OIDIA DE LA QUINUA Y KAÑIWA QUINUA: Tetraploide Kañiwa: Diploide NÚMERO CROMOSOMICO DE LA QUINUA Y KAÑIWA QUINUA: Número Básico Básico n = 9; 4n = 36 cromosomas somaticos KAÑIWA: Número Básico n = 9; 2n = 18 cromosomas
HERENCIA DE ALGUNOS CARACTERES EN QUINUA Y KAÑIWA HERENCIA HERE NCIA CUANT CUANTIT ITA ATIV TIVA: A: HERENCIA CUAL HERENCIA CUALIT ITA ATIVA: El color rojo de la planta dominante sobre púrpura •
•
•
•
El color púrpura de la planta dominante sobre verde Forma de panoja glomerulada es dominante sobre amarantiforme El carácter amargo del grano es dominante sobre el dulce
HERENCIA DE ALGUNOS CARACTERES EN QUINUA Y KAÑIWA •
•
•
•
Axilas pigmentadas dominan sobre axilas normales El grano opaco es dominante sobre el grano chullpi (perisperma cristalino) La fertilidad masculina domina sobre la androesterilidad El color negro del grano es dominante sobre cualquier otro color
Esquemas de Mejoramiento ESQUEMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA QUINUA
ESQUEMA DE SELECCIÓN SURCO-PANOJA PARA QUINUA, KIWICHA Y KAÑIHUA
BANCO DE GERMOPLASMA 0 año
Selección de Progenitores
Selección de plantas adecuadas en el campo o en el Banco de Germoplasma
P2 Selección planta parcela
4,000 – 5,000 ´plantas
CRUZAMIENT OS Selección de 100 plantas que se embolsan (autofecundación) ón)
1er. año
F1 Familias Segregantes
Panojas sembradas en surcos SELECCIÓN INDIVIDUAL
F2 Siembra en surcos Cada 20 surcos una variedad comercial (testigo)
2do. año
Segregantes Seleccionados
III
3er. año
I
II
Pruebas de rendimiento y sanidad
F7
III Pruebas regionales de rendimiento y sanidad
II I
6to. año
SEMILLA BASICA
GENERACIONES AVANZADAS
F6
I
5to. año
DULCES
F.. . III
4to. año
AMARGOS
Siembra con repeticiones capacidad productora
II
SELECCIÓN INDIVIDUAL
F3
Selección de mejores surcos
Multiplicación Semilla Genética
F8
VARIEDADES MEJORADAS
F8-
I V II III I
COMPARATIVO DE RENDIMIENTO Y SANIDAD
SEMILLA GENETICA MULTIPLICACION
VARIEDADES MEJORADAS
Esquema del método de sel ección individual para kañiwa
ESQUEMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO PARA KAÑIWA
Biodiversidad de kañiwa
S1
S2
S3 S4
S5 S6
S7
Selección de plantas individuales
Surco por planta
Ensayos de rendimiento preliminar y uniforme
Ensayos de adaptación y eficiencia en red
Semilla Genética
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA Y KAÑIWA TÉCNICAS DE SELECCIÓN: No se crea un genotipo nuevo, sino se selecciona de un grupo heterogéneo de plantas un genotipo ya existente, que presenta los caracteres deseados SELECCIÓN MASAL: Se seleccionan plantas con los caracteres deseados en grano lechoso. Se selecciona netamente según el fenotipo. SELECCIÓN INDIVIDUAL: La selección se basa en el fenotipo y genotipo, se realiza la evaluación de la progenie
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA Y KAÑIWA SELECCIÓN POR AUTOFECUNDACIÓN: Antes de la floración, se encapucha las panojas, luego de 4 semanas se quita la bolsa y se marca la planta. Se evalúa la progenie . TÉCNICAS DE CRUZAMIENTO: Se crea un genotipo nuevo, que hasta la fecha no existía 1. Sele Selecc cció ión n de de pro proge geni nito tore ress adecuados para combinar caracteres deseados en el nuevo genotipo 2. Siem Siembr braa de pr prog ogen enit itor ores es en forma escalonada para obtener polen en un momento determinado polen vial y estigma receptivo.
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA Y KAÑIWA 3. Emasculación: Se elimina los glomérulos y flores mal formadas. De las flores hermafroditas restantes se eliminan los estambres. Se encapucha la panoja con papel glassine 4. Col oleecc cció ión n del del po pollen: la panoja de la planta seleccionada como padre se introduce en una bolsa y se sacude suavemente para que el polen caiga en la bolsa. 5. Poli Polini niza zaci ción ón/C /Cru ruza zami mien ento to:: Con un pincel se traspasa el polen colectado a los estigmas de las flores emasculadas (Plantas madres). El estigma debe estar receptivo al momento de la polinización (aspecto brillante del estigma)
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA Y KAÑIWA después de la polinización se encapucha la panoja y se deja 15 días después que termino la floración en todo el campo. 6. Siembra de la F1: Se siembra la semilla obtenida del cruzamiento. En esta generación no se evalúa ni se selecciona, la progenie presenta siempre un fenotipo homogéneo 7. Siembra de la F2: En la F2 la progenie segrega según su genotipo, se descarta plantas que no reúnen los caracteres deseados. Se continua hasta la estabilización de caracteres deseados (F9).
ENSAYON DE RENDIMIENTO PRELIMINAR Y UNIFORME DE LINEAS PROMISORIAS DE QUINUA
ENSAYOS DE ADAPTACIÓN Y EFICIENCIA
NUCLEOS GENETICOS
VARIEDADES DESARROLLADAS POR MEJORAMIENTO MEJORAMIENT O GENÉTICO DE QUINUA POR EL INIA
VARIEDADES MEJORADAS M EJORADAS Variedad
Sabor de Grano
Color maño de Regiones de producción de grano Grano Amargo Naranja Grande Cusco, Apurímac, Ayacucho Semidulce Blanco Mediano Junín, Cusco, Ayacucho, Huancavelica, Huánuco Dulce Crema Pequeño La libertad, Junín, Cusco, Ayacucho Semidulce Crema Mediano Cusco, Cajamarca
Amarilla marangani Blanca de junín Rosada de junín Quillahuaman INIA Salcedo-INIA Dulce
Blanco
Grande
Illpa-INIA
Blanco
Grande
Dulce
Fuente: PNICA - INIA, 2009
Puno, Arequipa, Cusco, Junín Puno, Arequipa, Cusco
VARIEDADES MEJORADAS M EJORADAS Variedad
Sabor de Grano
Color de Grano Blanca de juli Semidulce Blanco Kancolla Semidulce Blanco Cheweca Semidulce Blanco Pasankalla Dulce Vino Negra collana Dulce Negro Ayacuchana Dulce Crema
Tamaño de grano Pequeño Mediano Mediano Grande Grande Mediano
Huacariz Hualhuas Mantaro Rosada yanamango
Mediano Mediano Mediano Mediano
Semidulce Dulce Dulce Semidulce
Blanco Blanco Blanco Blanco
Regiones de producción
Puno Puno, Cusco Puno, Cusco Puno Puno Ayacucho, Apurímac, Huancavelica Junín, Cajamarca Junín, Cajamarca Junín Junín
Amarilla Marangani Adaptación: 2500 a 3600 msnm
Ciclo vegetativo: 190 a 210 días
Altura planta: 1.6 a 2.0 m.
Color de grano: Amarillo
Panoja: Compacta Amarantiforme
Peso de cien semillas: 1.9 g
Rdto. Hasta 3.0 t/ha
AMARILLA MARANGANI
Blanca de Junin Adaptación: 1900 a 3600
msnm Ciclo vegetativo: 160 a 180 días
Altura planta: 1.4 a 1.6 m.
Color de grano: Blanco cremoso
Panoja: Compacta glomerulada
Peso de cien semillas: 1.7 g
Rdto. Hasta 2.5 t/ha
Blanca de Junín
Rosada de Junín Adaptación: 1900 a 3300 msnm
Ciclo vegetativo: 180 a 190 días
Altura planta: 1.4 a 1.6 m.
Color de grano: Blanco
Panoja: Laxa amarantiforme
Peso de cien semillas: 1.7 g
Rdto. Hasta 2.5 t/ha
Rosada de Junín
Quillahuaman INIA Adaptación: 2800 a 3500 msnm
Ciclo vegetativo: 190 a 200 días
Altura planta: 1.6 a 1.8 m.
Color de grano: Blanco crema
Panoja: Laxa amarantiforme
Peso de cien semillas: 2.2 g
Rdto. Hasta 3.5 t/ha
Salcedo INIA
Illpa INIA
Adaptación: 3000 a 3900 msnm
Adaptación: 3000 a 3900 msnm
Ciclo vegetativo: 140 a 160 días
Ciclo vegetativo: 140 a 160 días
Altura planta: 1.26 m.
Altura planta: 1.3 a 1.6 m.
Grano: Grande - Blanco
Grano: Grande - Blanco
Panoja: glomerulada
Panoja: Glomerulada
Rdto.: Hasta 4.0 t/ha
Rdto.: Hasta 3.5 t/ha
Salcedo INIA • • • • • •
Illpa INIA • • • • • •
Longitud de panoja: 36 cm Diámetro de panoja: 15 cm Rdto/panoja: 44 g Peso de 1000 granos: 3.8962 Diámetro de grano: 2.2 mm % de Saponina: 0.022
Longitud de panoja: 34 cm Diámetro de panoja: 12.0 cm Rdto/panoja: 42 g. Peso de 1000 granos: 3.7018 g Diámetro de grano: 2.0 mm % de Saponina: 0.020
INIA 420 “Negra Collana”
Altura de planta: 94 a 110 cm
Diámetro de panoja: 5.0 a 6.6 cm
Longitud de panoja: 28 a 32 cm
Peso de 1000 granos 2.8497 g
Madurez fisiológica: 136 a 140 días
% de saponina: 0.015 a 0.018
Rdto. medio: 3.01 t/ha.
Blanca de juli • • • • •
Altura de planta: 1.26 m Diámetro de panoja: 9.0 cm Peso de 1000 granos: 2.81 g Tamaño de grano: 1.6 mm % de Saponina: 0.041
KANCOLLA
Altura de planta: 1.20 m Diámetro de panoja: 9.5 cm Peso de 1000 granos: 2.7 g Tamaño de grano: 1.8 mm % de saponina: 0.348
Kancolla
Blanca de juli
Salcedo INIA Illpa INIA
VARIEDADES DESARROLLADAS POR MEJORAMIENTO MEJORAMIENT O GENÉTICO DE KAÑIWA POR EL INIA
RAMIS
CUPI
ILLPA INIA
Multiplicación de semilla Genética
Tecnología de producción del cultivo de quinua
PROBLEMÁTICA Sequía
Granizo
Heladas
Preparación deficiente
Exceso de agua
CULTIVOS Quinua Cañihua Tarwi Oca Lisa Isaño •
•
Acidez
Malezas
aves
•
•
Baja Fertilidad
•
•
Superficiales
Aspecto económico
Plagas
Enfermedades
Aspecto Social
Características de la semilla
CALIDAD
PODER GERMINATIVO PUREZA FISICA PUREZA VARIETAL HUMEDAD DEL GRANO PESO DE MIL SEMILLAS
SANIDAD
Libre de enfermedades transmisibles por semillas
CANTIDAD
Adecuada densidad de siembra
Semilla La semilla debe tener un valor cultural mayor a 80%. El poder germinativo se puede expresar por el porcentaje de granos con capacidad de germinación.
Rendimiento de grano en rotación de papa, haba, avena y quinua
5.00
3.50
4.1
4.00 a
h / t 3.00 . o t d 2.00 R
2.21
2.33 1.38 1.55
1.42
1.64
1.00 0.00
PAPA
HABA
AVENA
Rotación
QUINUA
Sistemas de siembra Siembra en surcos a chorro continuo
Densidad: 10 kg/ha de semilla.
•
Distanciamiento entre surcos: 50 cm, para variedades de altiplano y 80 cm en valles interandinos. •
Profundidad de siembra: 1.0 a 1.5 cm.
•
Tapado de semilla: con ramas de arbustos.
•
Labores culturales en inicio de panoja
Rendimiento de quinua con diferentes niveles de estiércol y Humus 2.5
Niveles de estiércol
2.22
2.23 2
) a h1.5 / t ( . o t d 1 R
1.64 1.38
1.28
1.32
1.05
0.5
0 20
16
24
12
4
8
0 2.5
2
Niveles de Humus de lombriz
1.97
2.11
) a h1.5 / t ( . o t d R 1
1.21
1.34
1.25
1.22
1.03
0.5
0 16
24
20
12
8
4
0
Labores Culturales 1.74
1.80 1.16
1.60 1.40 )1.20 a h / t (1.00 . o t0.80 d R 0.60
0.40 0.20 0.00 Con labores culturales
Sin labores culturales
SE INCREMENTA EL RENDIMIENTO EN 33% .
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO EN QUINUA Y KAÑIWA Heladas agrícolas
Hel
Grado
Fi
%
Resistente
1
1
1
MR
3
3
2
Medio
5
71
54
Susceptible
7
53
40
Muy susceptible
9
4
3
132
100
Total
Color de la semilla Blanco B Negro N Plomo P Café oscuro Co Blanco, negro BN Blanco, café BC No identificado Total
Fi % 105 69 30 20 2 1 3 2 6 4 4 3 2 1 152 100
Etapas de cosecha Cosecha semimecánica Método utilizado por la EEA. Andenes, es más eficiente y menos laborioso que el anterior. anterior. La siega y el emparve se realiza manualmente. Pero la trilla, selección y venteo del grano se hacen con máquina estacionaria. Los granos se seleccionan y ensacan como en el sistema manual.
Etapas de cosecha Emparve Consiste en la formación de arcos o parvas a una altura tal que permita el secado de panojas por efecto del sol y del viento, con la finalidad de evitar que se malogre la cosecha por condiciones climáticas (lluvias y granizadas). Las panojas permanecen así hasta que los granos tengan la humedad adecuada para la trilla (12 %), el tiempo es más o menos de 15 días.
Difusión de la tecnologías generadas por el INIA
Difusión de la tecnologías generadas
Difusión de la tecnologías generadas
MERCADO
•
• • •
EE.UU. CANADA ESPAÑA FRANCIA
•
• • •
HOLANDA SUIZA ALEMANIA JAPON
GRACIAS… VIDAL APAZA MAMANI Especialista del PNI Cultivos Andinos - INIA Email:
[email protected] [email protected]
GRACIAS… VIDAL APAZA MAMANI Especialista del PNI Cultivos Andinos - INIA Email:
[email protected] [email protected]
