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INTRODUCCIÓN
La cebada (Hordeum vulgare L) es un cultivo que ocupa el cuarto lugar en importancia global, por detrás del trigo, el maíz y el arroz (Waugh et al. 2001). En el Perú, se cultiva mayormente en la sierra, por ser un cultivo rústico, de ciclo vegetativo corto, con capacidad de adaptación y de buen rendimiento. En 2017 se sembró cerca de 145 000 ha, obteniéndose rendimientos de 1.1 t/ha y una producción de 227 000 t, mayormente en la sierra en altitudes entre 2500 y 3800 msnm (SIEA, 2018), con una productividad que está por debajo de las capacidades locales.
El rendimiento de la paja por hectárea es variable, considerándose como residuo de cosecha lo que queda en la chacra o en parva. El rendimiento depende de la fertilización, calidad de suelo y la variedad, entre otros. En el Perú, como en otras partes del mundo, se reportan sequias prolongadas y crecimiento urbano, los cuales limitan la disponibilidad del agua de riego, factores que afectan las necesidades de cada especie para producir forraje de calidad con menor cantidad de agua. Kharkwal y Shu (2009) mencionan el uso de la mutagénesis en los programas de mejoramiento, lo que ha generado el lanzamiento de variedades mutantes en Perú, como la cebada mutante Centenario con alto rendimiento de 37%. Esta variedad es utilizada en el 20% del área sembrada a nivel nacional. Así mismo, fue liberada la variedad mutante Kiwicha Centenario (MSA-011) con alto rendimiento, buena precocidad (45 días), tolerante a la salinidad, amplia adaptabilidad, mayor tamaño de grano y mejores precios en el mercado, cubriendo el 40% de la siembra nacional.
El programa de cereales y granos nativos de la Universidad Nacional Agraria La Molina viene desarrollando nuevas variedades de cebada. En tal sentido, el programa de mejoramiento genético de granos andinos en la Sierra Central viene trabajando por muchos años en parcelas demostrativas de cultivos. El mejoramiento genético se inicia con la colección de variedades sembradas por los agricultores, que fueron adaptándose a las condiciones medio ambientales prevalentes, con tecnologías deficientes y en suelos pobres, de tal forma que fueron seleccionadas la cebada, papa y maíz, así como granos nativos tales como la quinua y la kiwicha (Romero y Gómez, 2004).
La cebada, además de ser un cultivo para el consumo humano, el residuo de las cosechas, especialmente la paja, se usa como forraje o al pastoreo en la época seca; sin embargo, en muchos casos se le quema (CEPAL, 2014). La ganadería de la sierra peruana requiere incorporar recursos alimenticios locales para satisfacer las necesidades alimenticias nutricionales del ganado. En el presente estudio, se trabajó con líneas mutantes de cebada desarrolladas a partir de semillas de la variedad UNA La Molina 96 (Romero y Gómez, 1996) con el fin de evaluar el comportamiento agronómico y la composición química de 25 genotipos prometedores de cebada que han sido seleccionados por su mayor producción de grano y mejor calidad de paja bajo las condiciones de los Andes centrales del Perú.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación
El ensayo para evaluar los genotipos promisorios de cebada de doble propósito (mejora en grano y paja) cultivados en secano se realizó en la campaña 2016-2017 en el Instituto Regional de Desarrollo de Sierra de la Universidad Nacional Agraria La Molina, distrito de San Juan de Yanamuclo, departamento de Junín (Perú), a una altitud de 3200 msnm. La zona tiene una temperatura promedio de 8.6 °C y precipitación acumulada de 730 mm/año. La zona de vida que abarca el presente estudio es de Pajonal Altoandino de Puna Húmeda (Garreaud, 1999).
Genotipos
Se utilizaron semillas botánicas de 25 genotipos de cebada en generación M8 (Cuadro 1), desarrollada inicialmente de la variedad comercial UNA La Molina 96, empleando irradiación gamma. La irradiación es capaz de penetrar los tejidos y producir roturas en la doble hebra del ADN, produciendo mutaciones morfológicas en la inflorescencia (Aldaba, 2013). La radiación daña al ADN de dos formas; primero, rompiendo las hebras de la doble hélice y/o anulando los lazos entre azucares y fosfatos; segundo, causando mutaciones a través de la formación de dímeros, unión de enlaces no deseados entre dos bases apiladas una encima de la otra (Rodden, 2005; Pierce, 2002). Se indujeron las mutaciones con la finalidad de lograr mayor resistencia a sequías, precocidad, mayor producción de paja y otras características agronómicas útiles en el cultivo de la cebada.
Cuadro 1 Rendimiento de grano y paja de cebada de 25 genotipos en generación M8 cultivados a 3200 msnm
Letras diferentes dentro de columnas presentan diferencias significativas (p<0.05)
Siembra y Cosecha
Se hizo una limpieza previa del campo experimental, retirando los residuos de la cosecha previa, utilizando un tractor de arado de disco, seguido de un rastrado para un mullido del terreno. El terreno fue abonado con una dosis recomendada de 60-40-0 (N-P-K), previo análisis del suelo, que se complementó con 40 y 20 unidades de fertilización (nitrógeno) en el momento de la siembra y macollamiento, respectivamente. Se dispuso de cuatro surcos de 3 m de largo con distancias de separación de 1 m entre surcos, resultando en 4.2 m2 de área neta por parcela. Si dividieron los bloques y la distancia entre surcos fue de 0.35 cm.
La siembra fue en el mes de diciembre (campaña 2016-2017), sembrándose a chorrilllo a una densidad de siembra de 120 kg/ha. La distribución de las parcelas para cada genotipo fue al azar con una distancia de separación de 2 m entre parcelas. Se aplicó herbicidas durante el desarrollo del estudio para el control de la vegetación espontánea.
La cosecha se realizó en junio de 2017 (5.5 meses de edad), en el estado fenológico con grano en estado dentado, con humedad de cosecha comercial del grano entre 12 y 14%. Las plantas fueron cortadas con la hoz al ras de suelo y se empleó una trilladora estacionaria para la separación del grano.
Evaluación y Análisis
Se determinó el rendimiento de grano por hectárea (kg/ha) y el rendimiento de paja por hectárea (kg MS/ha). Se utilizó una balanza digital electrónica de plataforma (10/0.1 g,) para pesar el grano y una balanza Reloj (10/0.5 kg) para pesar la paja. La evaluación nutricional de la paja de cebada se realizó mediante la determinación de la proteína bruta y fibra neutro detergente, siguiendo las normas técnicas de la AOAC (2005). Para las pruebas de digestibilidad in vitro de la materia orgánica (DIVMO) se utilizó la técnica de Tilley y Terry (1963) modificada por Van Soest et al (1966).
Se utilizó un diseño de bloques completo al azar con 25 tratamientos (genotipos de cebada) y tres repeticiones según el modelo Yijk = µ + αi + βj + εijk, donde Yij = Variable respuesta observada en el j-ésimo bloque del i-ésimo tratamiento, µ = Promedio general, αi = 1, 2……. 25 es el efecto del tratamiento, βj = 1, 2, 3 es el efecto de bloques, y εijk = Error experimental. Los datos fueron analizados con el programa estadístico SAS v. 9.4, mediante un análisis de varianza y la prueba de Tukey para la comparación de medias (p<0.05).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Rendimiento de Grano y Paja
Los rendimientos de grano y paja de cebada al momento de la cosecha presentaron una gran variabilidad (Cuadro 1). El rendimiento del grano varió desde 3204 kg/ha hasta 4884 kg/ha para los genotipos UNALM 96 M6h-588 y UNALM 96 M6h-617, respectivamente (12.6% coeficiente de variación [CV], p<0.05). La paja, en forma similar varió desde 5896 kg MS/ha hasta 12 719 kg MS/ha para los genotipos UNALM 96 M6h-329 y UNALM 96 M6h-615, respectivamente.
Los rendimientos de grano, como es el caso de la variedad UNA 80 Línea 525 fue superior (4798 kg/ha) a lo reportado por Romero y Gómez (1996), quienes para esta variedad en condiciones de sierra lograron un rendimiento de 2200 kg/ha. En cambio, estos autores para la variedad UNALM 96 reportaron un rendimiento de grano de 4700 kg/ha, superior a los 4333 kg/ha del presente estudio. No obstante, varios genotipos de la variedad UNALM 96 mostraron rendimientos altos.
La Figura 1 muestra los rendimientos comparativos de grano y paja, pudiéndose observar que no siempre los genotipos que alcanzaron los mejores rendimientos de grano alcanzaron también los mayores rendimientos de paja. Este comportamiento podría estar relacionado a que un mayor rendimiento de grano demanda una mayor traslocación de carbohidratos de los tallos y hojas hacia los granos para su maduración (Flores y Malpartida, 1987).
Figura 1 Rendimiento de paja (kg MS/ha) y grano de cebada (kg/ha) (Hordeum vulgare L) de 25 genotipos cultivados a 3200 msnm en los Andes centrales de Perú
La Figura 2 muestra la ausencia de relación entre el rendimiento de grano y el rendimiento de paja. Este comportamiento pudo estar determinado por las condiciones ambientales favorables (humedad edáfica) durante la etapa de floración y la madurez fisiológica, toda vez que durante el llenado del grano, la fotosíntesis juega un rol importante en la tasa de crecimiento y acumulación de materia seca en el cultivo (López-Castañeda, 2011). Sin embargo los rendimientos de grano y paja están relacionados entre sí, donde el mayor rendimiento de grano demanda una mayor translocación de carbohidratos de los tallos hacia los granos para su maduración (Flores y Malpartida, 1987). A su vez García del Moral et al. (2003) mencionan que el mayor rendimiento de grano se logra cuando se desarrollan a temperaturas frescas, ya que las temperaturas altas facilitan el llenado del grano y consecuentemente mayor rendimiento; asimismo, Aslani y Mehrvar (2012) enfatizan la presentación de bajos rendimientos cuando las siembras no se realizan en los periodos recomendados.
Composición Química de la Paja
En el Cuadro 2 se aprecia la composición química de la paja de cebada de los 25 genotipos. El contenido de proteína bruta (PB) varió entre un mínimo de 2.2% (UNALM 96 M6h-748) hasta un máximo de 3.0% (UNALM 96 M6h-347), presentándose diferencias significativas entre algunos genotipos (p<0.05). Cerca del 50% de los 22 genotipos mutantes presentan valores superiores a los alcanzados por las variedades de uso actual UNALM 96 (2.5% PB), Centenario (2.4% PB) y UNA 80 Línea 25 (2.4% PB).
Los mejores genotipos para PB fueron UNALM 96 M6h-347 (3%), seguido de UNALM 96 M6h-609 (2.9%) y UNALM 96 M6h-729, UNALM 96 M6h-567 y UNALM 96 M6h-728 con 2.8%. Estos resultados, no obstante, fueron inferiores al 5% obtenidos por Altamirano et al (2016) en un estudio de tratamientos de pajas en comunidades campesinas de la Sierra Central.
El contenido de fibra detergente neutro (FDN) varió entre 73.1% (UNALM 96 M6h728) y 79.2% (UNALM 96 M6h-595), mostrando diferencias significativas entre algunos genotipos (p<0.05). Se observa que la mayoría de las 22 mutantes, con excepción de UNALM 96 M6h-595, UNALM 96 M6h307 y UNALM 96 M6h-729 lograron menores niveles de FDN respecto a su predecesora la variedad UNALM 96 (78.2% FND), aunque no siempre estas diferencias fueron significativas.
El nivel más bajo de digestibilidad in vitro de la materia orgánica (DIVMO) fue de 27.5% (UNALM 96 M6h-306) y el más alto fue de 34.2% (UNALM 96 M6h-305) (p<0.05), mientras que las diferencias encontradas entre el resto de los genotipos no fueron estadísticamente significativas.
Cuadro 2 Valor nutritivo de la paja de cebada de 25 genotipos cultivados a 3200 msnm en los Andes centrales de Perú
Letras diferentes dentro de columnas presentan diferencias significativas (p<0.05)
CONCLUSIONES
El genotipo que mostró el mejor rendimiento en grano fue el UNALM 96 M6h617, seguido de UNA 80 Línea 525 y Centenario.
El genotipo que mostró el mejor rendimiento en paja fue el UNALM 96 M6h615, seguido de UNALM 96 M6h-604 y UNALM 96 M6h-588.
Los mejores genotipos para proteína bruta fueron UNALM 96 M6h-347 (3%), seguido de UNALM 96 M6h-609 (2.9%) y UNALM 96 M6h-729, UNALM 96 M6h-567 y UNALM 96 M6h-728 con 2.8%.
La mayor digestibilidad in vitro de la materia orgánica fue del UNALM 96 M6h-305 (34.2%).
No se encontró una relación significativa entre el rendimiento grano y de paja de cebada en las líneas mutantes.
Agradecimientos
Al proyecto de investigación estratégica «Mejoramiento de forrajes para el desarrollo de ganadería vacuna en sistemas de pequeños productores de Sierra Central» cofinanciado por el Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA), por proporcionar fondos para la ejecución del estudio.
