Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

CARACTERIZACIÓN DE CUATRO CULTIVARES DE SORGO GRANÍFERO EN CONDICIONES EDAFOCLIMÁTICAS M. Nokubonga y E. Castro1 Universidad EARTH Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica Recibido 30 de noviembre 2012. Aceptado 24 de marzo 2013.

RESUMEN Se realizó un estudio con cuatro cultivares de sorgo granífero. Los genotipos utilizados fueron Pinolero, Eskameca, Centa S-2 y Centa S-3. El objetivo del estudio fue seleccionar los que mejor se adaptan a las condiciones edafoclimáticas de la región Atlántica de Costa Rica. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con cinco repeticiones y cuatro tratamientos. Las características evaluadas fueron altura de la planta, diámetro del tallo, longitud de la hoja, ancho de la hoja, color del grano maduro, días a floración, días a fructificación, rendimiento por hectárea y biomasa fresca. Se encontró que los cultivares que mejor se adaptaron a las condiciones edafoclimáticas imperantes en el campus de la EARTH fueron Pinolero y Centa S-2. Palabras clave: caracterización de germoplasma, sorgo bicolor, sorgo granífero. ABSTRACT The present study was conducted to evaluate four sorghum cultivars. The genotypes used were Pinolero, Eskameca, Centa S-2, and S-3. The objective of the study was to select those cultivars that were best adapted to the edaphoclimatic conditions of the Atlantic region of Costa Rica. The experiment used was a randomized complete block design with five replicates and four treatments. The characteristics evaluated were plant height, stem diameter, leaf length, leaf width, color of ripe grain, days to flowering, days to fruiting, yield per hectare, and fresh biomass. The cultivars best adapted to the prevailing edaphoclimatic conditions on the EARTH campus were Pinolero and Centa S-2. Key words: germplasm characteristics, sorghum bicolor, sorghum grain. INTRODUCCIÓN El sorgo es una especie tropical que presenta buena adaptabilidad a diferentes condiciones edafoclimáticas y produce cosechas aceptables, por lo que se le ha denominado “el cereal del siglo XXI”. A principios de la década de los sesenta una gran cantidad de sorgo se empleaba directamente en la alimentación humana, mientras que en la actualidad su utilización se ha incrementado y extendido tanto para el consumo humano como animal (Pérez et al., 2010). Las variedades comerciales de sorgo son nativas de las regiones tropicales y subtropicales de África y Asia, con una especie nativa de México. Es el quinto cereal de mayor importancia en el mundo, después del trigo, el arroz, el maíz y la avena (Pacheco, 1998). Las especies del género Sorghum tienen características muy diferentes a las demás especies de granos. Duke (1983) afirma que presentan un sistema radical profuso que les brinda una 1

Contacto: Edmundo Castro ([email protected] )

ISSN: 1659-2751

50

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

estructura de soporte muy desarrollada, lo que les permite acumular gran cantidad de reservas. Además, les confiere una mayor capacidad de penetración y mejor persistencia en climas secos, donde la escasez de agua se mantiene por períodos prolongados. Su tallo es grueso, con espinas que nacen por pares y la altura puede oscilar entre 1 m y 3 m. Los nudos presentan abundantes pilosidades. Las hojas son alternas, aserradas, lanceoladas, anchas y ásperas en su margen. Éstas tienen la propiedad de quitinización durante los períodos secos, lo que retarda el proceso de desecación. Tienen inflorescencias en panojas; cada panícula puede contener de 400 a 8000 granos, con un valor energético aproximado de 1,08 Mcal/kg. Comparadas con el maíz son un poco más ricas en proteínas, pero más pobres en materia grasa deficitaria en lisina. Pérez et al. (2010) aseguran que el color del grano varía desde un blanco translúcido hasta un pardo rojizo muy oscuro, con gradaciones de rosado, rojo, amarillo, pardo y colores intermedios. Sus semillas son esféricas y oblongas, de aproximadamente 3 mm de tamaño. Las flores tienen estambres y pistilos, pero se han encontrado, en Sudán, sorgos dioicos. A nivel mundial, la institución responsable por el desarrollo de nuevas variedades de sorgo es el International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT). Su énfasis primordial ha sido la preservación de los recursos genéticos de esta especie así como el desarrollo de variedades híbridas con alto potencial de rendimiento. Así, se han logrado desarrollar variedades adaptadas a diferentes condiciones edafoclimáticas en Asia, América Latina y África que han producido excelentes cosechas (ICRISAT, 2004). La caracterización sistemática de las especies juega un papel de mucha importancia ya que permite reflejar las afinidades de parentesco de su germoplasma. Esto ayuda a seleccionar los genotipos que se adaptan a las condiciones locales. De esa manera se logra aumentar la productividad que le permite a la familia campesina promedio producir lo suficiente para alimentarse, así como algunos excedentes para el mercado (FAO, 2009). De acuerdo con la FAO (2009), el rendimiento en el cultivo del sorgo se ha ido reduciendo en el Chad, Malí y Senegal, mientras que se mantiene a un mismo nivel en Burkina Faso, Camerún, Níger y Nigeria. La reducción en la producción ha disminuido especialmente debido a las adversas condiciones climáticas. Por lo tanto, el ICRISAT y otras organizaciones de investigación y desarrollo realizan mejoramiento genético para evaluar el comportamiento de diferentes cultivares y seleccionar los que mejor se adaptan a las condiciones edafoclimáticas de cada región (Olembo et al., 2010). Con el fin de caracterizar cuatro cultivares de sorgo y de seleccionar los que mejor se adaptan a las condiciones edafoclimáticas de la región atlántica de Costa Rica, se realizó este estudio en una sección de la Finca Académica la Universidad EARTH. En este país el sorgo se desarrolla bien en condiciones de clima cálido y con un nivel de lluvias moderadas bien distribuidas durante la época de la siembra (MAG, 1991), pero la información agronómica existente es muy escasa en las condiciones del trópico húmedo. MATERIALES Y MÉTODOS El estudio se realizó en la Finca Académica de la Universidad EARTH, ubicada en las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica, a 10°12’46” latitud norte y 83°35’09” longitud oeste. La temperatura promedio anual es de 25 °C y la humedad relativa promedio anual es de 88 %. La precipitación promedio anual es de 3500 mm. La altitud de la finca es de 40 msnm (Universidad EARTH, 2011).

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

51

Del área experimental se sacaron y mezclaron siete submuestras de suelo a 20 cm de la profundidad. Se hizo un análisis químico de la muestra, utilizando KCl 1 M para Ca, Mg y acidez extraíble y el método de Olsen modificado para los elementos P, K, Fe, Cu, Zn, y Mn. Para el experimento, se utilizó un diseño de bloques completos al azar con cinco repeticiones y cuatro tratamientos diferente variedades de sorgo: Pinolero, Eskameca, Centa S-2 y Centa S-3. La parcela experimental estuvo compuesta de 169 plantas y la parcela útil tenía 20 plantas. La distancia entre hileras fue de 40 cm y entre las plantas de 30 cm. Las parcelas se desmalezaron cada 15 días. Cuando las plantas alcanzaron 15 cm de altura se ralearon a tres por hoyo. Durante el ciclo del cultivo se realizaron dos aplicaciones de fertilizantes químicos, 10-30-10 a los 40 días después de la siembra a razón de 111 kg/ha y urea a los 60 días después de la siembra también a razón de 111 kg/ha. Para la cosecha se cortó la inflorescencia, se desgranó, se colocó dentro de una bolsa y se secó en una cámara diseñada para tal fin. Los descriptores utilizados en este experimento fueron altura de la planta, diámetro del tallo, longitud de la hoja, ancho de la hoja, color del grano maduro, días a floración, días a fructificación rendimiento por hectárea y biomasa fresca. Las mediciones de la altura, diámetro del tallo, longitud de la hoja y ancho de la hoja de las plantas se realizaron cada 20 días. Para ello se seleccionaron 20 plantas por tratamiento en cada uno de los bloques. Por bloque se seleccionaron 80 plantas y en los cinco bloques 400 plantas. Se utilizaron todas las plantas de cada bloque para los otros análisis de rendimiento. Los datos obtenidos en el experimento se procesaron mediante análisis estadístico del programa Infostat (Di Rienzo et al., 2011). Para el análisis de rendimiento se utilizó un análisis de varianza y una prueba de Duncan al 5 %. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El sorgo es un cereal susceptible a la acidez del suelo. De acuerdo con los resultados obtenidos en el análisis del suelo de la parcela experimental, el pH de 4.7 (Cuadro 1) se considera bajo para el cultivo, razón por la que hay que adicionar una enmienda con cal para aumentar el pH del suelo. Arias y Guzmán (1984) afirman que la regla general es hacer el análisis de suelo y basado en el pH obtenido, agregar aproximadamente una tonelada de caliza agrícola por hectárea por cada punto de pH que se quiera subir. La caliza deberá incorporarse al suelo por lo menos un mes antes de la siembra para que reaccione con él. Cuadro 1. Análisis químico del suelo de la parcela experimental de sorgo. pH/ agua

Ac. Ext.

K

Ca

Mg

P

------------------------ cmol+/L -------------------4.70

1.20

0.21

4.07

2.18

11.0

Fe

Cu

Zn

Mn

--------------mg/kg-------------221

12

5

59

De acuerdo con la tabla de interpretación de análisis de suelos de Molina y Meléndez (2002), la acidez extraíble es alta y los elementos K, Ca y Mg tienen un nivel medio de concentración. En relación con el elemento P este se encuentra en nivel bajo, el Fe y Mn se encuentran en concentraciones altas mientras que el Cu y el Zn en concentraciones óptimas. El comportamiento de los cuatro cultivares en relación con el crecimiento inicial fue similar, pero a la cuarenta días se observó una diferencia muy marcada entre los cultivares. A la cosecha

52

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

los cultivares Centa S-2 y Centa S-3 presentaron alturas muy parecidas (2.4 m), lo que permite considerar a estas plantas de porte alto (Figura 1). Los cultivares Pinolero y Eskameca presentaron alturas muy similares entre sí (1.7 m), consideradas como plantas de porte medio (Figura 1). Duke (1983) afirma que la altura de la planta puede oscilar entre 1 m y 3 m. En relación con el crecimiento de las plantas en el campo se pudo observar mucha variabilidad entre y dentro de los cultivares. La altura es una característica fundamental al momento de la cosecha, pues las plantas pequeñas facilitan la cosecha en tanto que las plantas altas dificultan esa labor. 300

3.0

Diámetro del Tallo

Crecimiento (cm)

Altura de la Planta 250

2.5

200

2.0

150

1.5 Pinolera Eskameca Centa S-2 Centa S-3

100 50

1.0 0.5

0

0.0 0

20

40

60

80

100

120

0

20

40

60

80

100

120

Tiempo (días)

Figura 1. Altura de la planta (izquierda) y diámetro del tallo (derecha) en diferentes épocas de crecimiento. El diámetro del tallo es una característica de mucha importancia en el cultivo del sorgo; de ella depende, en buena parte, la resistencia al acame. El cultivar Centa S-2 fue el que presentó el mayor diámetro del tallo al final de la cosecha (2.4 cm), seguido por Pinolero y Centa S-3 con promedios de 1.6 cm (Figura 1). El cultivar con menor diámetro de tallo fue Eskameca con. Cuadra (2000) afirma que el diámetro del tallo varía desde menos de 1 cm, en ciertas variedades herbáceas, hasta 5 cm en algunas variedades tropicales tardías. A mayor diámetro mayor cantidad de nudos (7 a 24), por lo cual se explica que las variedades tardías tengan tallos más gruesos y con más nudos que los precoces (Wall y Ross, 1975). La longitud de la hoja es una característica de mucha importancia en el cultivo del sorgo; de ella depende, en parte, la producción de la planta. Entre más área foliar tenga la planta, mayor será la captura de la energía lumínica, para posteriormente utilizarla en el proceso de fotosíntesis. Los resultados fueron muy parecidos en todos los cultivares; la longitud de la hoja osciló entre 74 cm (Eskameca) y 88 cm (Centa S-3) (Figura 2). Clayton et al. (2010) afirman que la longitud de la hoja es una característica varietal y puede oscilar en un rango entre 30 cm a 100 cm.

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

120

12

Longitud

Tamaño de la Hoja (cm)

53

Ancho

100

10

80

8

60

6 Pinolera Eskameca Centa S-2 Centa S-3

40 20

4 2

0

0 0

20

40

60

80

100

120

0

20

40

60

80

100

120

Tiempo (días)

Figura 3. Longitud (izquierda) y ancho (derecha) de la hoja en diferentes épocas de crecimiento. En relación al ancho de la hoja, se presentó un aumento paulatino y creciente desde el momento de la siembra hasta ochenta días, en los cuatro cultivares estudiados. A partir de este momento el incremento fue menor (Figura 2). El ancho de la hoja está relacionado con el proceso de fotosíntesis, de tal manera que entre más ancha sea la hoja mayor será la producción. Jennings et al. (2002) afirman que el ancho y el grosor de las hojas son características muy importantes pues están relacionadas directamente con la capacidad fotosintética de la planta y con su rendimiento. Centa S-2 fue el cultivar que tuvo el mayor ancho de hoja y Eskameca la más pequeña. Pérez et al. (2010) asegura que el color del grano varía desde un blanco translúcido hasta un pardo rojizo muy oscuro, con gradaciones de rosado, rojo, amarillo, pardo y colores intermedios. Esta característica es de suma importancia para los consumidores quienes prefieren los colores claros para la elaboración de sus alimentos. De los cultivares estudiados Centa S-2, Centa S-3 y Eskameca fueron de color claro. El color de Pinolero fue café, no siendo muy atractivo para su comercialización. De acuerdo con Miller y Barnes (1980), la floración inicia en la parte superior de la panoja y desciende en un plano horizontal. Este proceso puede tardar entre 6 días y 15 días, dependiendo del cultivar y del tamaño de la panoja. La floración constituye un momento crítico en la vida de la planta porque puede sufrir el ataque de diversas plagas tanto de vertebrados como de invertebrados. El cultivar que primero floreció fue Pinolero y el último fue Eskameca (Cuadro 2). Entre Pinolero y Centa S-2 la diferencia encontrada en la floración fue de tres días, mientras que entre Centa S-3 y Eskameca fue de seis días. Cuadro 2. Días a floración de cuatro cultivares del sorgo granífero. Cultivares

Días a floración

Días a fructificación

Pinolero

57

91

Eskameca

69

110

Centa S-2

60

85

Centa S-3

64

98

54

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

Bernal y Hernández (2010) dicen que el sorgo es una planta que logra la madurez fisiológica entre 90 días y 120 días después de la siembra y algunos cultivares pueden alcanzar hasta 4 m de altura. Se observó que los primeros cultivares a fructificar fueron Centa S-2 y Pinolero y el de mayor días a fructificación Eskameca (Cuadro 2). El rendimiento es una característica muy importante en el cultivo del sorgo granífero; de ella depende, en buena parte, la rentabilidad del sistema. Por esa razón, se deben seleccionar cultivares con alto rendimiento, pues eso estimula a los agricultores a considerar este cultivo como una alternativa de producción. Pinolero fue el que presentó el mayor rendimiento y el de menor producción fue Centa S-3 (Figura 3). El análisis estadístico mostró que hubo diferencias significativas en el rendimiento de los tratamientos. 10000

Rendimiento (kg/ha)

a 8000

Grano

ab

Biomasa fresca

a

bc c

6000

b

4000

bc c

2000

0

Pinolero Eskameca Centa S-2 Centa S-3

Pinolero Eskameca Centa S-2 Centa S-3

Tratamientos

Figura 3. Rendimiento (izquierda) y cantidad de biomasa fresca (derecha) producida por cada por hectárea de cuatro cultivares de sorgo granífero. La biomasa es de mucha importancia para el agricultor; constituye el recurso primario de carbono para su finca. Esta fuente de carbono es la materia prima para el desarrollo y crecimiento de los microorganismos que actúan como mejoradores del suelo. Cuando se estudió la cantidad de biomasa fresca producida por cada uno de los cultivares, se comprobó que Centa S-2 produjo la mayor cantidad de biomasa y entre ese cultivar y los restantes se encontraron diferencia significativas (Figura 3). Compton (1990) afirma que los rendimientos de forraje fresco de sorgo pueden alcanzar de 50 ton/ha a 60 ton/ha, pudiéndose mejorar la cantidad de forraje mediante varias prácticas agronómicas tales como la aplicación de fertilizantes, riego y otras. CONCLUSIONES El cultivar que produjo mayor cantidad de grano fue Pinolero con un total de 8719 kg/ha. El cultivar que produjo mayor cantidad de biomasa fresca fue Centa S-2. Los cultivares Centa S-2 y Centa S-3 presentaron alturas superiores a 2 m, en tanto que Eskameca y Pinolero presentaron alturas de 1.7 m aproximadamente. Solamente el cultivar Pinolero presentó colores del grano oscuros (café claro). Los descriptores que mejor describieron las características de los cultivares fueron la altura de la planta, la longitud de la hoja, el ancho de la hoja, el color del grano y el rendimiento de la planta. Como el objetivo se logró identificar los cultivares que mejor se

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

55

adaptaron a las condiciones edafoclimáticas imperantes en el campus de la EARTH fueron Centa S-2 y Pinolero. AGRADECIMIENTOS Este estudio se pudo realizar gracias al financiamiento brindado por la Administración Académica y la Unidad de Investigación de la Universidad EARTH, Guácimo, Costa Rica. LITERATURA CITADA Arias, A. y Guzmán, E. 1984. Algunas consideraciones sobre fertilización en el cultivo del sorgo. FONAIAP Divulga, agosto-diciembre, no. 16. [s.p.]. Bernal, J.H. y Hernández, R.S. 2010. Sorgos dulces [Sorghum bicolor (L.) Moench] nueva biomasa para la producción de alcohol carburante y cogeneración de energía. Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria [consultado 30 septiembre 2012]. Presentación en PowerPoint. Disponible en el World Wide Web: . Clayton, WD.; Vorontsova, M.; Harman, KT. y Williamson, H. 2010. Sorghum bicolor. GrassBase: the online world grass flora [en línea]. KEW Royal Botanic Gardens. [consultado 1 noviembre 2012]. Disponible en el World Wide Web: . Compton, LP. 1990. Agronomía del sorgo. Hyderabad (IN) : Instituto Internacional para la Investigación en cultivos para los trópicos semiáridos (ICRISAT). 301 p. Cuadra, MJ. 2000. Efecto de diferentes densidades de siembra y distancias entre hileras sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento en el cultivo de sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench] en Nicaragua [Tesis Ing. Agr.]. Managua (NI): Universidad Nacional Agraria (UNA), Facultad de Agronomía. 48 p. Di Rienzo, JA.; Casanoves, F.; Balzarini, MG.; González, L.; Tablada, M. y Robledo, CW. 2011. InfoStat: software estadístico [programa de cómputo]. Versión 2011. Córdoba (AR) : Universidad Nacional de Córdoba, Grupo InfoStat. Disponible para descarga en el World Wide Web: . Duke, J. 1983. Handbook of energy crops: Sorghum bicolor (L.) Moench [en línea]. [consultado 16 octubre 2012]. Disponible en el World Wide Web: . FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación, IT). 2009. Profile for Climate Change. Roma (IT) : FAO, Communication Division. p. 1-26. ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics). 2004. Sorghum, a crop of substance. Hyderabad (IN) : International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics. 101 p. ISBN92-9066-473-8. Jennings, P.; Berrios, L.; Torres, E. y Corredor, E. 2002. Una estrategia de mejoramiento para incrementar el potencial del rendimiento en arroz. In Forro arrocero latinoamericano. FLAR, vol. 8, no. 2, p. 10-13.

56

Nokubonga y Castro / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 49-56

MAG (Ministerio de Agricultura y Ganadería, CR). 1991. Aspectos técnicas sobre cuarenta y cinco cultivares agrícolas de Costa Rica. San José (CR) : Dirección General de Investigación y Extensión Agrícola. 352 p. Miller, FD. y Barnes, HJ. 1980. Crecimiento y desarrollo del sorgo en producción y protección vegetal. Introducción al control integrado de plagas de sorgo. Roma (IT) : Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Molina, E y Meléndez, G. 2002. Tabla de interpretación de análisis de suelos [mimeo]. San José (CR) : Universidad de Costa Rica, Centro de Investigación Agronómicas. Olembo N.; Dr M’mboyi F.; Oyugi K.; Sitieney J. y Kiplagat, S. 2010. Sorghum breeding in Sub-Saharan Africa: the success stories. Nairobi (KE): African Biotechnology Stakeholders Forum. 38 p. Pacheco, DR. 1998. Caracterización agronómica de dieciséis maicillos mejorados (Sorghum bicolor L. Moench) en diferentes localidades [Tesis Ing. Agr.]. Tegucigalpa (HN) : El Zamorano. [s.p.]. Pérez, A.; Saucedo, O.; Iglesias, J.; Wencomo, HB.; Reyes, F.; Oquendo, G. y Milían, I. 2010. Caracterización y potencialidades del grano de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench). Pastos y Forrajes, enero-marzo, vol. 33, no. 1, p. 1-26. Universidad EARTH. 2011. Base de datos climáticos [documento en Excel]. Guácimo (CR). Actualizado mensualmente. Wall, J y Ross, W. 1975. Producción y usos del sorgo. Buenos Aires (AR) : Hemisferio Sur. 399 p.