, Intemtional Sorghum and Millet Program (INTSORMll) International Crops Research Institute for the SemMrid Tropics (ICRISAT) Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) ISBN 958-9183-11-5 .' r '" tI -: ,,! ¡ "'~!~)._~''''':~ !J¡.)! ,t.,;i¡ i l-":~:~~~~~'~_'''.~_.~_~_'~_j_ Sorgo para suelos ácidos "¡ r --EC ,.); . Editado por José G. Salinas y Lynn M. Gourley INTSORMIL International Sorghum and Millet Program ti • ICRISAT International Crops Research Institute tor the Semi-Arid Tropics C¡"T Centro Internacional de Agricultura Tropical Centro Internacional de Agricultura Tropical Apartado aéreo 6713 Cali. Colombia Publicación CIAT No. 150 ISBN 958-9183-11-5 Tiraje: 500 ejemplares Impreso en Colombia Junio 1990 Publicado tarubién en inglés,junío 1987 (ISBN 84-89206-64-3) CIA T (Centro Internacional de Agricultura Tropical). 1990. Sorgo para suelos ácidos. Memorias de un taller sobre la evaluaci6n del sorgo por su tolerancia a los suelos tropicales de América Latina que contienen aluminio tóxico, Cali, Colombia, mayo 28 a junío 2 de 1984. Salinas,J. G. yOourley, L M. (ed,.). Coli, Colombia. 354p. l. Sorgo - América Latina - Congresos. conferencias, etc. 2. Sor~ go - Suelos - Congresos, conferencias, etc. 3. Suelos América tropical - Congresos, conferencia,,; etc. 4. Suelos Contenido de alumi.nio - Congresos, conferencias, etc. 1. Salinas, José G. n. Gour· ley, Lynn ~. IIt Taller sobre la Evaluación del Sorgo por su Tolerancia a los Suelos Tropicales de América Latina que Contienen Aluminio T 6xico (1984: ClAT, C.li, Colombia). IV. lotero.tional Sorghum .nd Millol Prograrn. V, International Crops Research Institute for the Sem¡~Aríd Tropics. VI. Centro Internacional de Agricultura Tropical. Contenido Página Acrónimos y Abreviaturas vii Prefacio lX REPRESENTANTES DE INSTITUCIONES PATROCINADORAS 1 Bienvenida al CIAT y la Necesidad de Investigar en Sorgo en América Latina Douglas R. Laing 3 El Papel de INTSORMIL y de Otros Programas que Apoyan la Investigación. en la Investigación Internacional R. Rodney Foil 5 INTSORMIL: lo que Tenemos para Ofreeer Glen J. Vollmar 11 Investigación del ICRISAT sobre Sorgo en los Trópicos Semiáridos J. M. Peacock 17 El Cultivo del Sorgo en Colombia y sus Posibilidades en los Suelos Acidos de los Llanos Orientales Manuel Torregroza C. 37 ~/~ SUELOS TROPICALES 47 Suelos Tropicales: Clasificación y Características S. W. Buol 49 Disponibilidad del Fósforo en los Suelos Acidos del Trópico Americano Luis A. León 63 Metodología para el Análisis de los Suelos Tropicales Octavio Mosquera V. 79/ iv Sorgo para Suelos Acidos Página RELACIONES SUELO-PLANTA 91 Estrategias para el Uso y Manejo de los Suelos Acidos en América Tropical José G. Salinas y Carlos E. Castilla 9H Una Nueva Metodología para Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio y con Alto Potencial de Rendimiento J. J. Nicholaides, III y M. L Piha 109 El Calcio y la Penetración de las Ralees en Suelos Altamente Intemperizados K. D, Ritchey, D, M. G, Souza y,J. E, Silva 123 Evaluación del Sorgo en los Llanos Venewlanos Héctor Mena T, 141 Efecto Potencial del Sorgo Granífero en los Sistemas Agropecuarios de las Regiones de Suelos Acidos del Trópico Latinoa mericano Carlos Seré y Rubén Daría Estrada mi MEJORAMIENTO Y SELECCION 177 Técnicas Efectivas de Selección para Buscar Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio R. H. Howeler 179 Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio en Arroz de Secano para Suelos Acidos César P. Martínez y Surapong Sarkarung 197 l' Metodología de Selección por Eficiencia en el Uso del Fósforo y por Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio y del Manganeso en el Frijol (Phaseolus vulgaris L) M. Tbung, J. Ortega y O. Erazo 207 Colección Mundial del Germoplasma de Sorgo y su Conservación Varean Guiragossian y Melak H, Mengesha 223 Planes para Mejorar el Sorgo respecto al Uso Eficiente del Fósforo N, Seetharama, K. R. Krishna, T. J. Rego y J. R. Burford 239 Contenido v Página Evaluación de Elementos Minerales en el Sorgo Cultivado en Suelos Acidos Tropicales R. B. Clark y L M. Gourley 263 Mejoramiento de Sorgos Tolerantes al Aluminio R. A. Borgonovi, R. E. Schaffert y G. V. E. Pitta 285 Búsqueda y Uso del Germoplasma Exótico de Sorgo Tolerante al Aluminio Lynn M. Gourley 309 GRUPOS DE TRABAJO 327 Informe de la Sesión de Trabajo del Grupo 1 (Científicos) 329 Informe de la Sesión de Trabajo del Grupo 2 (Administradores) 337 Participantes 341 ¡ndice 351 Acrónimos y Abreviaturas AICSIP CNPMS AH India Coordinated Sorghum Improvement ProJect Agency tor International Development Trifosfato de adenosina Board for lntemational Food and Agricultural Development Chinese Academy for Agricultural Sciences Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias Consultatíve Group for InternationaJ Agricultural Research Centro Internacional de Agricultura Tropical Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo Centro Nacional de Pesquisaem Arroz e Feijáo Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo CPAC Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados CRI Centro Regional de Investigación ColIaboratíve Research Support Program Corporación Autónoma Regional del Cauca Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Food and Agriculture Organízation ofthe United Nations Fondo Monetario Internacional Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias Deutshe Gesellschaft fur TechnÍsche Zusammenarbeit Instituto Agronomico de C,ampinas Intemational Agricultural Research Center International Board for PJant Genetic Resources Instituto Colombíano Agropecuario Indiao Council 01 Agricultural Research International Crops Research Jnstitute for the Semi-Arid Tropics Intemational Development Research Centre International Fertilizer Development Centcr Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura Intemational Institute for TropicaJ AgricuJture Instituto Nacional de JnvestigacionesAgrícoJas Instituto Nacional de Investigaciones y Promoción Agraria AID ATP BIFAD CAAS CENIAP CGIAR CIAT CIMMYT CNPAF CRSP CVC EMBRAPA FAO FMI FONAIAP GTZ IAC ¡ARC IBPGR ICA ICAR ICRISAT IDRC IFDC I1CA lITA INIA ¡NIPA viii INRA INTA INTSORMIL IPA IRAT IRRI JCARD JUNAC NBPGR r;SSL ODA ORSTOM SAFGRAD ses SFC SlNCA SMIC TEA TROPSOILS TVA UNL USAID USDA 'bófer' CV ES hr (h) p.e. (p. ej.) UA Puntodedmal: Unidades de mil: Sorgo para Suelos AcídQS Institut National de Recherches Agronomiques Instituto Nadonal de Tecnología Agropecuaria InternationalSorghum and MiIlet Program Empresa Pemambucana de Pesquisa Agropecuária lnstitul de Recherches Agronomiques Tropicales et des Cultures Vivrieres International Rice Research Institute Joínt Committee on Agricultural Reseorch and Development Junta del Acuerdo de Cartagena National Board fOf Plant Genetic Resources Notianal Seed Storage Laboratary Overseas Development Adminístration Office de la Recherche Scientifique et Technique d'Outre-Mer Semi·Arid Food Grain Research .nd Development Soil Conservation Servke Superfosfato común Sorghum Impravemcnt Canfereneo of North America Sorghum and MílIets Inform.tion Centre Trietanoiamina Tropical SoilsProgram ofNortb Carolina State University Tennessee Valley Authority University ofNebraska at LincoJn UnitedStates Agency for InternatÍonal Development United States Department of Agriculture Solución tampón o amortiguadora (tecnicismo por buffer, inglés) Coeficiente de variación Error estándar Hora Por ejemplo Unidad animal 0.87,0.05,31.3 2340,1280,9995 10,127;43,900; 127,000 Prefacio Las extensas áreas de tierra subutilizadas del trópico constituyen las fronteras agrícolas de hoy. Una de las principales razones por las cuales estas áreas siguen siendo marginales para la producción agrícola, son sus suelos ácidos e infértiles. Desde hace muchos años se conoce la tecnología que permite a estas áreas de suelos ácidos alcanzar un potencial de producción agrícola igual al de la tierra cultivable de las zonas templadas. Sin embargo, esta tecnología no ha sido adoptada exitosamente en la mayoría de los países tropicales debido a limitan tes como la falta de acceso al capital, los sistemas inadecuados de transporte y mercadeo, y el alto costo y suministro inadecuado de insumos de producción para los agricultores de escasos recursos. Por consiguiente, la mayor parte de aquella población del mundo crónicamente pobre y subalimentada se encuentra en los países del trópico. Son pocas las especies cultivables que crecen bien en estos suelos ácidos lixiviados; la causa primordial son las limitaciones edáficas como la toxicidad por aluminio, la fijación del fósforo, las deficiencias de macroelementos y microelementos, y la toxicidad por manganeso. Estas limitaciones plantean retos adicionales a la mayoría de las especies cultivables comerciales y a muchas de las de subsistencia. Se ha identificado, por fortuna, variabilidad genética, tanto entre las especies vegetales cultivadas como dentro de ellas, en la tolerancia de éstas a las limitaciones impuestas por los suelos ácidos, hallazgo que elimina el requerimiento de la planta por grandes cantidades de insumos de producción. La producción de sorgo presenta actualmente, entre las de los principales cereales, la tasa más alta de crecimiento en América Latina, tanto en términos de área sembrada como de producción total. Los rendimientos del sorgo disminuyen a medida que ingresan a la producción más tierras marginales. No se ha medido aún la variabilidad genética del sorgo por su tolerancia a los suelos ácidos, cuando se emplea una tecnología de bajos insumos. Hay más de 22,000 accesiones en la colección mundial de x Sorgo para Suelos Acidos sorgo, y sólo unas pocas han sido evaluadas en los suelos ácidos del trópico. Muchas de las técnicas publicadas de selección por tolerancia al aluminio no se han validado a nivel de campo, y pocas han medido el resultado final de la producdón: el rendimiento de grano. Por invitación del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIA T), el Intemational Sorghum and MilIet Collaborative Research Support Program (INTSORMIL-CRSP) inició un proyecto para seleccionar y mejorar el sorgo por su adaptación a los ecosistemas de suelos ácidos. El proyecto se encuentra actualmente en la tercera época de evaluadón (primer semestre de 1984). Al comienzo de este proyecto, se planeó una pequeña reunión de trabajo con objetivos muy específicos para informar a los programas nacionales agrícolas de América Latina (de países con extensas áreas de suelos ácidos) sobre el propósito del programa colombiano de INTSORMIL. Se eligieron voceros que compartieran sus ideas y resultados sobre las técnicas de selección de campo en suelos ácidos tropicales utilizadas para evaluar la tolerancia a la toxicidad por aluminio del sorgo y de otros cultivos. El propósito y las metas de esta reunión fueron los siguientes: Reunir a fitomejoradores, fisiólogos, edafólogos y administradores agrícolas dedicados a la investigadón de los suelos ácidos tropicales, en un taHerque estudie la situación actual del problema, Definir las áreas de América Latina donde los cultivares de sorgo tolerantes al aluminio harían el mayor impacto inicial de producción y utilización. (Se sobreentiende que la investigación presentada en estas memorias también sería útil para científicos de otras regiones tropicales donde los suelos ácidos limiten la producdón de los cultivos.) Discutir sobre el futuro intercambio de información y de germoplasma de sorgo con todos los programas de investigación de América Latina y con las agencias internacionales de investigación. Planear, para los próximos cinco años, las funciones de los programas nacionales de América Latina de INTSORMIL y del lnternational erops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRlSAT), respecto al desarrollo de la investigación de sorgo en los ecosistemas de suelos áddos. xi Prefacio Los participantes agradecen sinceramente el apoyo de los patrocinadores de esta reunión, a saber, INTSORMIL, ICRISAT, CIAT e ICA (Instituto Colombiano Agropecuario), y también la contribución adicional del CIAT, que como anfitrión de la reunión, proporcionó para ella las instalaciones y el personal administrativo, y facilitó la publicación de estas memorias. José G. Salinas CIA T, Cali, Colombia Lynn M. Gourley Universidad Estatal de Míssissíppi, E.U. REPRESENTANTES DE INSTITUCIONES PATROCINADORAS Bienvenida al CIAT y la Necesidad de Investigar en Sorgo en América Latina Douglos R. LaiHg* En nombre del Dr. John Nickel y de mis colegas quiero darles a Uds. una calurosa hienvenída al CIAT. Es un gran placer para mí tener la oportunidad de decir unas cuantas palahras en la apertura de este taller de trabajo sohre el sorgo y su adaptabílídad a los suelos ácidos de los trópicos. Como todos ustedes saben, los trópicos están formados en gran parte por suelos ácidos, particularmente en América Latina, donde extensas áreas de sabanas ácidas hien irrigadas esperan ser habilitadas para la agricultura. En el CIAT, el Programa de Pastos Tropicales, ha enfocado su atención a estas áreas con el fin de desarrollar combinaciones de pastos y leguminosas que se adapten a suelos ácidos. Además, la investigación en los Programas de Yuca y de Arroz se ha dirigido, durante varios años, hacia el desarrollo de cultivos alternos con adaptación similar. Claramente, nuestro objetivo es desarrollar componentes tecnológicos, en cooperación con las instituciones nacionales de investigación, que de una parte, se adapten a estas particulares condiciones climáticas y edáficas, y de otra, puedan formar parte integrante de sistemas de cultivo que comprendan tanto la fase de pasturas como la de cultivos alimenticios. Una rápida adopeión de los nuevos sistemas de pasturas que se desarrollan en la red de evaluación de pastos en América Latina dependerá, en cierto grado, de la existencia de una fase de cultivo viable que proporcione el estímulo económico necesario para el desarrollo integrado de sistemas agrícolas estables en estas zonas de frontera. En este trahajo, uno de los factores clave que guía la investigación es la necesidad de desarrollar componentes tecnológicos ~ Director Genera! Adjunto. ClAT, Cali, Colombia. 4 Sorgo para Suelos Acidos de haío costo que no requieran la aplicación intensa de insumos comprados, y que dertamente no intenten disminuir drásticamente el nivel de acidez de los suelos medían te la adición de cal. Esta consideración me 'leva al sorgo. En el 'Plan a Largo Plazo del CIAT para la Década de los Ochenta', publicado en 1981, hemos analizado el escenario tutoro de diversos productos agrícolas que se cultivan en la región latinoamericana, incluyendo aquéllos que son objeto de estudio en el CIAT. Se concluyó que dos cultivos, 'el sorgo y la soya', no estaban recibiendo la debida importancia en la investigación, ni en los países ni internacionalmente, que guardara relación con la demanda futura de estos productos. En el 'Plan del CIAT para los Ochenta".' pre'~mos la posibilidad de colaborar con otras instituciones para estimular la investigación en estos cultivos, particularmente para los suelos ácidos de los trópicos; esa investigación complementaría el trabajo que se hace en los cultivos asignados al CIAT. Consecuentemente, en 1980 nos dirigimos al Inlemational Crops Research Instilute for the Semiarid Tropics (ICRISAT) y al ¡ntemational Sorghum and MilIet Program (INTSORMIL) con la idea de que el CIA T sirviera de sede a un programa de investigación en sorgo con los fines mencionados. Rápidamente se logró un acuerdo y se firmó un memorando tripartito de entendimiento entre ICRISAT, INTSORMIL y CIAT. Poco después, INTSORMIL inició el desarrollo del proyecto en el CIAT con el nombramiento de! Dr. Lynn Gourley. un mejoradar de sorgo de la Universidad de! Estado de Misisipí. El CIA T ha apoyado activamente el proyecto proporcionándole la infraestructura en su sede y los canales de cooperación internacional ya establecidos en el Centro. También hemos promovido activamente la excelente investigación colaborativa que el proyecto ha desarrollado con el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) en Colombia. Estamos muy complacidos de haber visto el considerable progreso hecho en el mejoramiento de materiales resistentes a la acidez de los suelos, del cual se informa en este taller. El CIAT se siente también muy satisfecbo de ver el excelente progreso que otras instituciones de las Américas han hecho en la investigación del problema general de la adaptación a los suelos ácidos, tema de este taller. Deseo a ustedes éxitos en sus deliberaciones y me gustaría expresar nuestro sincero interés en insistir en el ofrecimiento de una sede para esta importante iniciativa de colaboración. El Papel de INTSORMIL y de Otros Programas que Apoyan la Investigación, en la Investigación Internacional R. Rodney Foil· Es un placer y un honor participar en esta reunión de trabajo y compartir con ustedes algunas ideas acerca del papel de lNTSORMlL y de otros programas colaborativos de apoyo a la investigación (peAl) en la investigación internacional. En 1975, el Congreso de los Estados Unidos hizo una revisión importante de nuestra legislación sobre ayuda externa, que contempló también un pasaje del Título XII llamado "Prevención de la Hambruna y Liberación del Hambre", Este título, desarrollado conjuntamente por representantes de la educación superior de los Estados Unidos y por líderes políticús veteranos como el senador Hubert Humphrey y el congresista Paul Findley, estableció varios programas, nuevos y significativos, para que las universidades de los Estados Unidos participaran de los problemas del mundo en desarrollo. Una sección de ese título preveía la creación de un programa que "hiciera más efectivas las ciencias agrícolas, con el fin de aumentar el apoyo dado a largo plazo para la aplicación de la ciencia a la solución de los problemas de alimentación y nutrición de los países en desarrollo", De esta proposición general nacieron los programas colaborativos de apoyo a la investigación, conocidos por el título corto de PCAl (CRSP en inglés) y también INTSORMIL, uno de los patrocinadores de este taller. Varios factores hacen que el esfuerzo del CRSP sea diferente del de otros programas nacionales o internacionales. Hasta cierto punto, esos factores están incorporados en el título. Primero, estos programas son realmente cooperativos. Repre~ sentan una sociedad compuesta por las instituciones de los Estados Unidos, las instituciones cooperadoras establecidas fuera • Dire<:tof, Estación Experimental Agrícola y Forestal de Mississippi, (;niYersidad Estatal de Mississippi. MS, LU., 'i Miembro del enroite Conjunto de Investigación Agrioola y Desarrollo{JCARD) de laJunuparad De&arroUo Internacionaldela Alimentación y la Agricultura (RIFAD). 6 Sorgo para Suelos Acid(ls de ese país. y la Agencia Estadounidense para el Desarrollo Internacíonal (USAID). Las instituciones cooperadoras son institucíones nacionales de investigación en los países huéspedes. centros internacionales. y universidades. Tal como se diseñaron, los programas colaboran en la planeación de los proyectos, en su 'implementación', yen el suministro de los fondos que requie~ ran, La colaboración y el apoyo económico merecen una mendón especial, A diferencia de otros programas de la USA ID , los CRSP requieren fondos de contrapartida cuyo monto es un 25% de la eontribucíón de la USAID, Aunque no siempre se requiere, las instituciones extranjeras cooperantes proveen, en casi todos los casos, un apoyo adicional de contrapartida, El concepto de colaboración en la creación de fondos es muy importante, De acuerdo con los arquitectos del programa, la contrapartida se concibió primordialmente como una expresión evidente de que existía una verdadera mutualidad de intereses, Esto es, que la institución de los Estados Unidos y la institUCión cooperadora extranjera disfrutarían conjuntamente del beneficio directo de la participación y demostrarían este beneficio ofreciendo una capacidad de investigación financiada localmente que podría orientarse hacia problemas globales para el beneficio de todas las partes, A medida que los CRSP maduran, esta mutualidad de intereses ha sido cada vez más evidente, Un segundo aspecto de este programa, y muy importante, es que realmente es un programa de investigación, Los CRSP no están diseñados para ofrecer asistencia técnica, capacitación a los participantes, ayuda en creación de instituciones o trasferencia de tecnología, En la mayoría de los CRSP, estos aspectos del desarrollo reciben un impacto benéfico, pero en cada caso son un subproducto de la investigación y no su objetivo principal. Como programas de investigación, los CRSP están financiados por donaciones y no por contratos, Los CRSP, cuya naturaleza ha sido reconocida como de largo plazo, se planean conjuntamente para que enfoquen los problemas de la producción de alimentos sobre una base global o regional, Una característica relacionada, e igualmente importante, es que los CRSP son programas de apoyo, Están diseñados, no solamente para ofrecer tecnología aplicable. sino para crear y alimentar una base de capacidad científica, vinculada a las estrategias de la liSAID y sostenida por un equipo de científicos cuya experiencia y visión de los problemas son de carácter globaL El Papel de INTSORMIL... 7 Con estos principios fundamentales, la USAID y el Comité Conjunto de Investigación Agrícola y Desarrollo (JCARD) de la Junta para el Desarrollo Internacional de la Alimentación y la Agricultura (BIFAD) han pasado a institucionalizar el concepto de los CRSP. Hace seis años se aprobó la creación del primer CRSP enfocado hacia los pequeños rumiantes. Desde entonces se han creado seis más, y otro sobre el establecimiento de las reservas de pescadería está casi aprobado. Aunque los mecanismos de planeación y los procedimientos gubernamentales han evolucionado diferentemente para cada uno. todos tienen cosas en común, En cada caso. una instituci6n universitada de los Estados Unidos es la entidad administradora que, en conjunto con otras instituciones. dirige el esfuerzo investigativo. La orientación administrativa se da a través de juntas de representantes institucionales. La dirección técnica se recibe de comÍ- tés de científicos, y hay paneles externos de evaluación que ofrecen una apreciación periódica de progreso. Estos esfuerzos no son pequeños o insignificantes. Cuarenta instituciones de los Estados Unidos cooperan con 63 instituciones de otros países. El trabajo se lleva a cabo en treinta países. La participación de la USAID ha llegado a US$20 millones al año, mientras que la participación total de todos los participantes excede sin duda los US$30 millones, Todavía es demasiado pronto para evaluar el impacto científico de este programa de investigación tan joven, pero ya se citan sus logros significativos. Algunos resultados de la investigación hecha en los Estados U nidos se hán validado en otros países, y en varios sitios su implementación ya está a la vista. Aún más importante, tal vez, es la creación de redes internacionales de colaboración que están funcionando bien, prueba de lo cual es esta reunión de trabajo. En efecto, se han creado nuevas instituciones de investigación las cuales ya tienen vida propia. La naturaleza multiinstitucional y multidisciplinaria del esfuerzo d~ invesrigación es excitante para los científicos y para los administradores por igual. Es un hecho significativo que el concepto de beneficio mutuo se haya comprobado. Con pocas excepciones, los científicos e institudones de los Estados Unidos que participan en el programa pueden señalar beneficios científicos que han servido para mejorar la agricultura de los Esrados Unidos. y los científicos agrícolas de los países menos desarrollados han respondido daramente a esta nueva inidativa. Es sin duda de interés particular para el grupo aquí reunido saber que algunos de los primeros vínculos desarrollados por 8 Sorgo para Suelos Acidos los CRSP han alcanzado los centros internacionales de la red establecida por el Grupo Consultivo para la Investigación Agrí· cola Internacional (CGIAR). El trabajo cooperativo hecho aquí en el CIA T es sólo un ejemplo de la clase de actividad que se lleva a cabo en el mundo en otros centros y con otros CRSP, El interés de las misiones de la USAID y la ayuda recibida de ellas crecen rápidamente, En cada caso, los CRSP han involucrado los mejores científicos de los Estados Unidos en el proyecto o producto agrícola de interés. y han establecido un sistema en que la misión y las instituciones de los países que posiblemente acojan el programa tengan acceso a él. Dicho sistema respondía a una necesidad sentida, Aunque el éxito del concepto de los CRSP ya se ha demos· trado bastante bien, el panorama del crecimiento futuro y la creación de nuevos CRSP se muestra un poco oscuro. Hay apoyo para la continuación de los CRSP establecidos actualmente, por lo menos durante un ciclo adicional de investigación, No existen, sin embargo, recursos para establecer CRSP adicionales aunque la aprobación para establecer un CRSP que evalúe las reservas de pesca completará el primer conjunto de áreas de alta priori· dad que han sido identificadas por la USAID como objeto de financiación aprobada, Aunque la obtención de recursos adicionales no parece fácil, el liderazgo de los Estados Unidos se ha enfocado a la necesidad de reexaminar las prioridades a nivel mundial, ya intentar establecer más iniciativas de investigadón, El Comité Conjunto de Investigación Agrícola y Desarrollo del BIFAD se ha comprometido a revisar las prioridades de investigación desarrolladas recientemente en las oficinas regionales de la USAID, con la meta de identificar las limitaciones que se ajusten a la prueba de mutualidad de intereses necesaria para el establecimiento de un CRSP, Cuando se complete esta revisión, se buscarán los recursos para crear CRSP adicionales, A medida que se desarrollan los programas, se ha identificado una función dentro de la gran comunidad investigativa internacional que parece muy adecuada a las necesidades de hoy y de mañana, Por medio de los CRSP, la larga experiencia y el deseo de investigar de las instituciones de los Estados Unidos se han unido con la capacidad siempre creciente de Jos centros interna- cionales y de las instituciones de los países anfitriones de establecer una labor científica continua que pueda enfrentar los problemas principales del mundo produciendo mayores y más positivos efectos. El Papel de INTSORMIL.. 9 U na reciente evaluación global de uno de los CRSP, realizada por un panel de expertos mundiales en investigación agrícola, entregó una evaluación del concepto de CRSP que habla mejor que yo del progreso y potencial de este concepto único. Terminaré mi charla citando parte de este informe. "De manera semejante al movimiento de hace varias décadas cuando empezó el establecimiento de una red de centros internacionales de investigación agrícola (IARC, en inglés), los CRSP aparecieron corno un componente nuevo y necesario en un sistema internacional de investigación y desarrollo agrrcolas. Sus características únicas representan un modelo de costos efi- ciente que puede desempeñar un papel internacional crítico más allá de las responsabilidades y capacidades de los ¡ARC y de organizaciones similares de investigaci6n. Entre las características crfticas del modelo, como se demostró en este CRSP en particular, están las siguientes: "Las dimensiones enormes de la base de recursos, que incluye la experiencia profesional, las facilidades de investigación, y la estructura de apoyo administrativo representada por el sistema de universidades de los Estados Unidos. "La diversidad de disciplinas profesionales disponibles, a las cuales se recurrirá cuando contribuyan apropiadamente a la solución de algún problema. "Los convenios de trabajo de colegas interesados, quienes reciben una retribución por su colaboraci6n, a través de las fronteras naclonales, con otras naciones participantes. "La estructura de maneío cuya única función es la integración y coordinación de todos los componentes anteriores, manteniendo a la vez el enfoque en las metas generales del programa. "De este modo, como miembro de la nueva iniciativa de los CRSP, este programa complementa y apoya los centros internacionales de investigación agrícola y otras organizaciones públicas y privadas de investigación. Ha mostrado ser un modelo altamente aceptable e interactivo de asistencia técnica que aprovecha los diversos y abundantes recursos de excelentes entidades de los Estados Unidos, haeia una actividad colaborativa internacional de investigación y capacitación. Por medio de estos esfuerzos, los CRSP extienden la red mundial de instituciones e individuos que cooperan en esta investigación. De modo más amplio, y con el tiempo. esta red ayuda a moldear y fortalecer vrneulos perdurables a través del sistema internacional de investigación y desarrollo agrícolas". INTSORMIL: lo que Tenemos para! ' Ofrecer G/en J. Vollmar* Bienvenidos a la Primera Reunión de Trabajo sobre Sorgo y Suelos Acidos. INTSORMIL está muy complacido de ser uno de los patrocinadores y también un participante de este evento importante. En INTSORMIL consideramos estas reuniones de trabajo como un método de intercambiar información y de poner a prueba los procedimientos y resultados de la investigación. Esta reunión contribuye a una labor investigativa que involucra a varias naciones de América Central y del Sur. Es un proceso productivo ya que contribuye a mejorar la investigación y a compartir los conocimientos dentro de aquellos países -y entre cUas mismos- en los cuales los suelos ácidos son un problema para la producción del sorgo. Con ayuda de una serie de diapositivas, permítanme definirles la naturaleza de INTSORMIL y lo que tenemos para ofrecer. Sorgo y millo son los cultivos alimenticios de mayor importancia en los países menos desarrollados y en la mayoría de las áreas agrícolas marginadas del mundo. Estos cultivos de grano, que son alimenticios tanto para el hombre como para los animales, fueron escogidos como los de más alta prioridad, en relación con su necesidad de investigación, en el Título XII del Programa Colaborativo de Apoyo a la Investigación (CRSP). Como resul· lado, el CRSP de Sorgo y Millo (INTSORMIL) fue iniciado el 10. de julio de 1979. Su objetivo general es elevar el nivel de la nutrición humana por medio de la investigación y del desarro· 110 de tecnología. Para alcanzar este propósito, se le ha dado alta prioridad al entrenamiento de científicos de los países participantes y al perfeccionamiento de las instalaciones y de los procedimientos de investigación de esos países . .. Director de INTSORMIL, Universidad de Nebraska, líncoln, Nebraska, E.U. ('Este trabajo fue presentado por el Dr. Lynn ~1. Gourley.) 12 Sorgo para Suelos Acídos Los objetivos específicos de INTSORMIL son: Vincular instituciones que tengan intereses comunes en la investigación del sorgo y del millo. Movilizar y coordinar el talento investigativo. Lograr una colaboración y un intercambio de información óptimos con las diferentes misiones de la Agencia para el Desarrollo Internacional (AID), con los centros internacionales de investigación, y con instituciones de los Estados Unidos y de los países en vías de desarrollo. Ser responsable del programa y de su administración fiscal. INTSORMIL es una red internacional de investigadores y de organizaciones que trabajan en aras del mejoramiento de la alimentación y la prosperidad humanas. Unos 82 científicos de ocho universidades contratadas de los Estados Unidos están colaborando con los científicos y los programas locales de los países anfitriones del CRSP, en la solución de problemas sobre la producción y utilización de sorgo y millo para alimento humano. INTSORMIL está financiado por la Agencia para el Desarrollo Internacional, por universidades participantes del programa, por instituciones de investigación de los países anfitriones, y por donantes privados. Las actividades colaborativas incluyen el apoyo a la investigación y a la capacitación en los siguientes sitios: Universidades de los Estados Unidos Universidad de Atizona Universidad de Horida, A y M Universidad del Estado de Kansas Universidad de Kentucky Universidad del Estado de Mississippi Universidad de Nebraska Universidad de Purdue Universidad de Texas, A y M Países anfitriones INTSORMIL se encuentra comprometido con los programas de investigación nacionales y centros de investigación internacionales de los siguientes países: 13 Ih'TSORMIL: lo que Tenemos para Ofrecer Mali, Sudán, Botswana, Honduras, Filipinas, India, México, Tanzania, Colombia, Niger, Burkina Faso, Egipto y BrasiL Centros internationales de investigación INTSORMIL está vinculado con los siguientes centros internacionales: CIAT (Centro Internacional de Colombia Agri~'Ultura Tropical), en CIMMYT (Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo), en México ICRISAT (Instituto Internacional de Investigación en Cultivos para los Trópicos Semi-Aridos), en India IRRI (Instituto Internacional para la Investigación en Arroz), en Filipinas También existen lazos de cooperación con SAFGRAD (lnstituto para Investigación y Desarrollo de Granos Alimenticios en Regiones Semi-Aridas), con FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura) y otras organizaciones cuyos objetivos incluyen el mejoramiento del sorgo y del millo. Los investigadores de INTSORMIL, localizados en los Estados Unidos yen los países anfitriones, llevan a cabo proyectos de investigación sobre sorgo y millo en las siguientes áreas: agronomía, prácticas culturales; fisiología, especialmente el estrés que soporta la planta; genética y mejoramiento varietal; entomología y conlrol de insectos; patología vegetal; almacenamiento, utilización y nutrición; y socioeconomía, algunas consideraciones. INTSORMIL hace énfasis en la 'investigación colaborativa' entre los investigadores que trabajan con sorgo y millo. Los científicos de INTSORMlL trabajan cooperativamente con sus colegas de otros países en una empresa de investigación conjunta en que se comparten conocimientos, técnicas de investigación y material genético. Asimismo, colaboran activamente en la capacitación de científicos de países en vías de desarrollo tanto en los programas universitarios a nivel de posgrado como en trabajos de seminario. 14 Sorgo para Suelos Acidos La semilla de materiales mejorados y seleccionados se pone a disposición de los investigadores en sorgo y millo a nivel mundial. Los CÍentíficos de INTSORMIL cooperan con una red internacional de germoplasma que ensaya materiales genéticos de sorgo y millo en todo el mundo. ICRISAT, en Hyderabad, India, mantiene un banco internacional de materiales genéticos de sorgo y millo, al cual INTSORMIL envía también materiales. INTSORMIL financia la publicación de memorias de reuniones y de informes de investigación sobre sorgo y millo. Como un ejemplo, INTSORMIL ayuda a financiar la publicación de las memorias de una Reunión de Trabajo reciente llamada El Sorgo en los 80. También da apoyo financiero al Boletln Informativo de Sorgo publicado por SICNA (Conferencia sobre el Mejoramiento del Sorgo de América del Norte). Los científicos de INTSORMIL de Estados Unidos y de los países anfitriones del programa intercambian información relacionada con su investigación. Esta labor se realiza en simposios, reuniones de trabajo, mediante la correspondencia y las discusiones personales en revisiones de investigación, y en revistas especializadas y boletines informativos. t INTSORMIL concede alta prioridad a la capacitación de aquellos científicos de los países anfitriones del programa que tendrán un alto grado de responsabilidad en la investigación del sorgo y el millo en sus países. Dicha capacitación va desde la participación en seminarios e intercambios de científicos hasta los programas formales de estudio a nivel de posgrado. Algunos de estos estudiantes completan sus cursos en los Estados Unidos y hacen su trabajo de tesis o de disertación doctoral en sus países de origen. En resumen, el papel de INTSORMIL, en lo que a investigación de sorgo se refiere. es el de vincularse con quienes tengan interés en el sorgo y el millo, contribnyendo con su colaboración investigativa y de liderazgo. La colaboración entre los institutos nacionales de investigación, los Centros lnteroacionales (en este caso, CIAT e ICRISAT), e INTSORMlL genera una especie de habilidad investigativa y de impulso solidario que conducirán sin duda al mejoramiento de la producción y la utilización del sorgo all! donde haya problemas con suelos ácidos, estrés en la producción relacionado con sequías y otras condiciones climáticas, insectos dañinos, enfermedades, y dificultades para el almacenamiento y la utilización del grano. INTSORMIL: )0 que Tenemos para Ofrecer 15 Creemos que las reuniones de trabajo y la capacitación de estudiantes de América Latina diseminarán los conocimientos actualizados sobre el sorgo y darán continuidad al trabajo realizado por el Dr. Lynn Gourley y por otros de entre ustedes en la investigación con suelos ácidos. Los resultados han sido, hasta ahora, impresionantes, pero cree que ustedes estarán de acuerdo en que todavía hace falta mucha investigación. La contribución de INTSORMIL a la investigación de sorgo y de suelos ácidos recibe un decidido apoyo del Comité Técnico, de la Junta Directiva, y del Grupo de Evaluación Externa de INTSORMIL. La Universidad del Estado de Mississippi tiene a su cargo el liderazgo del proyecto y se halla en el proceso de alistar un científico para investigación en sorgo, quien continuará dicha investigación cuando el Dr. Gourley regrese a los Estados Unidos en noviembre de este año. Hago un llamado a ustedes para que participen y hagan todo cuanto puedan en este importante esfuerzo de investigación. -" "'--, Investigación del ICRISAT sob~¡ S~rgo en los Trópicos Semiáridos J. M. Peacock* ICRISAT El ICRISAT (Instituto Internacional de Investigación en Cultivos para los Trópicos Semiáridos) es uno de los 13 centros internacionales de una red mundial de investigación dedicados a mejorar la producción de alimentos en los países menos desarrollados (CGIAR, 1980). El mandato dado al ICRISAT es mejorar el rendimiento, la estabilidad y la calidad alimenticia de cinco cultivos básicos para la vida en los trópicos semiáridos (TSA), y desarrollar sistemas de cultivo que hagan un uso máximo tanto de los recursos humano y animal como de las lIuvías limitadas de la región. Los trópicos semiátidos estacionalmente secos están distribuidos en casi veinte millones de kilómetros cuadrados del planeta y cubren, en todo o en parte, 50 naciones en cinco continentes. Incluyen buena parte del Asia del sur, algunas partes de Asía suroriental, de Asia occidental, y de Australia, dos amplios cinturones de Africa, algunas áreas de América del Sur y Central, y gran parte de México (Figura 1). Los TSA son una región difícil de lluvias erráticas y limitadas, con suelos pobres en nutrimentos (Sivakumar y Virmani, 1982); está poblada por más de 700 millones de habitantes, la mayoría de los cuales vive en niveles de subsistencia y depende de la limitada producción de alimentos' de sus pequeñas fincas. La sede del ICRISAT está en Patancheru, India, a 26 km al noroeste de Hyderabad; el instituto tiene también personal científico distribuido en nueve países de Africa, en México, en Siria y en varias estaciones de investigación de la India. Las operaciones principales de Africa están en Niger, Burkina Faso, Senegal, Mali, Nigeria, Sudán, Kenya, Malawi, y Zimbabwe . • Fisiólogo principal, Programa de MejoramientodeSorgo, ICRlSAT, Patancheru, Andhra Pradesh, India, ;; ASIA Burma India Pakls.tán Sn Lanka Tailandla AFRICA OCCIDENTAL AMElUCA LATINA Argentina Bolivia Brasil El Salvador Guyana México Nicaragua Paraguay Venezuela Renin Burkina Fas() Camerlln Republka Central de Africa , ~ Chud Garnbia Gbana Gumea GlIlnea-Bissau Mal¡ Mauritania Niger Nigeria Sencga1 Togo Figura J. Irán Omá!l. Arabia Saudilu Emiratos: Arabes Unidos República Arabe del Yemen República Democráttca del Yemen AfRICA ORTENTAL AFRICA MERlDIONAL Angola Bot$wana Madagascar Malawi Mozambi'lue Namibi,a ZaiTe Zambill Zimbabwe Etiopia Kenya SomaJia Sudan Tanzaflia t7 Regiones ,remiáridas (sombreadas que Cdf>n bajo Ja responsabilidad de lCRISA T. ÚJs puntos señalan la ubicación de la sede de ICRlSA 'fen India, del Centro del Sahel en Niger, y de ÚlS estaciones de investigación que colaboraran con ICRlSA T y donde hay personal re.tidente de eMe I'nstituto, Investigación del ICRISAT... 19 Capacitación Como esta es una reunión de trabajo internacional sobre capacitación y enseñanza, haré algunos comentarios acerca de las actividades de capacitación del ICRISAT, que son uno de los aspectos más importantes de nuestro trabajo. Cada año, científicos agrícolas y asistentes técnicos vienen de varios países para aprender acerca de nuestra labor de investigación y mejorar sus propias habilidades. En 1983, un total de 144 personas de 37 países recibieron capacitación en ICRISAT: 66 de ellos en servicio, 22 en investigación para posgrado, 12 asociados en servicio, y 3 asociados en investigación. Cuatro científicos completaron además sus estudios de posdoc!orado. Noventa científicos del ICRISAT colaboraron con este programa de capacitación. La capacitación dada en otros países beneficia a 15 científicos que han trabajado con los mejoradores de sorgo y agrónomos de ICRISAT destacados en México, y a estudiantes de Mali quienes trabajaron para su tesis con nuestro agrónomo y nuestro mejorador de cereales en Mali. Hemos sido alentados particularmente por el prog-eso que nuestros científicos han hecho en América Central y en México; desde 1975 se han capacitado 27 personas en El Salvador. Colombia, Nicaragua, Guatemala, Panamá, Venezuela, y más de 60 han tomado cursos cortos en México. Esperamos poder identificar durante esta reunión más candidatos para su capacitación en América Latina. Otro canal de capacitación es el centro de información sohre sorgo y millos (SMIC), que produce un boletín y una bibliografía anual sobre sorgo y millo (SMIC. 1984). SMIC ofrecerá, por pedido, cualquier reimpresión, bibliografía específica, o informe actualizado. ICRISAT produce también una gran variedad de publicaciones sobre el sorgo por intermedio de sus Servicios de Información; éstas aparecen en un catálogo (ICRISAT, 1984a) y se obtienen fácilmente en los Servicios de Información. El Sorgo: Distribución Mundial, Domesticación y Uso No se sabe cuándo se cultivó por primera vez el sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench1 pero Murdock (1959) sugiere que, así como otros cultivos de Afriea o~idental, fue domesticado en Afriea oriental hace más de siete mil años. Se piensa que no 20 Sorgo para Suelos Acidos llegó a la India antes del año 1500 a.c. ya la China alrededor del 900 d.C. El sorgo cultivado fue introducido por primera vez en América y Australia hace má.~ o menos 100 años; desde entonces, la domesticación y el cultivo del sorgo se han diseminado por el mundo y hoy se siembra en 47.8 millones de hectáreas (FAD, 1982) como el quinto cereal, en área sembrada, después del trigo, el arroz, el maíz y la avena. Las áreas de mayor producción son hoy las grandes planicies de América del Norte, el Africa al sur del Sahara, la parte nororiental de China, la meseta Deccan del centro de India, y Argentina. Los rendimientos potenciales del sorgo son similares a los de otros cereales importantes. Píckett y Fredericks (1959) y Fisher y Wilson (1975) informaron sobre rendimientos superiores a 14,000 kglha. No obstante, el sorgo ha alcanzado su importancia no tanto como un cereal de alto rendimiento sino como un cultivo bien adaptado a los trópicos áridos y semiáridos. Los rendimientos promedio en el mundo en desarrollo están cerca de 1000 kglha, variando entre un mínimo de 660 kglha en algunas partes de Africa hasta un máximo de 3127 kglha en América Latina. Los usos actuales del grano son numerosos pero es más importante como alimento humano en las zonas tropicales y como alimento animal en los climas más templados. Los tallos del sorgo y su foUaje se utilizan a menudo como forraje para animales, y en algunas áreas los tallos se usan para la construcción y como combustible. Objetivo General del Programa de Mejoramiento de Sorgo Todos reconocemos que los bajos rendimientos obtenidos en el mundo en desarrollo son el resultado de la acción e interacción de muchos factores, y que no hay una solución simple que pueda 'implementarse' fácilmente. La preocupación principal del ICRISAT está en las interacciones de los factores biológicos, climáticos, edáficos y de manejo, y en el desarrollo de una tecnología de producción que, bajo un ambiente socio-políticoeconómico apropiado, traiga como resultado un aumento en l. producción de sorgo que se sostenga de modo continuado. Para lograr tal objetivo, el programa ha identificado varias características que son prioridades en el mejoramiento del sorgo (Cuadro 1) y éstas forman la base de nuestro programa de invéstigación. 21 Investigación de) ICRISAT... Cuadro 1. Características del sorgo que reciben prioridad en el programa de mejoramiento de sorgo del ICRISAT. Característica Descripción Rendim¡ento de grano Más alta y más estable Calidad del grano Caljdadaiimentaria y nutricional aceptables Resistencia al estrés ambiental FuerzasabíótÍCas: Sequía Establecimiento del cultivo Fuerzas bióticas: Plagas (insectos) Estrés causado por el agua, la temperatura. j' la falta de nutrimentos Emergencia de ia semilla a pesar de la costra del sueto y de la temperatura alta de la superficie Mosca del cogollo, barrenador del tallo, mosca del vástago. chinches de la panícula Enfermedades Hongos del grano, podredumbres del tallo, mildiú veliosodel sorgo, enfermedades de la hoja Estriga Striga hermonthica y S. ruiatica En pocas palabras, nuestro obíetivo general es desarrollar variedades de rendimiento alto y estable e< híbridos cuyo grano tenga una calidad alimenticia aceptable. Nuestro fin último es mejorar la producción de sorgo de los pequeños agricultores en los países en desarrollo del mundo< Organización y Estrategia de Investigación El área de los TSA donde el ICRISAT cumple su mandato ha sido dividida (ICRISAT, 1980) en nueve regiones geográficas (Cuadro 2) cada una de más o menos 8 a 12 países vecinos. El Cuadro 3 muestra las cinco regiones que se han designado como zonas prioritarias íunto con datos sobre rendimiento promedio y área baío cultivo. El ICRISAT tiene ahora programas de investigación en estas cinco regiones< A medida que estos programas se establezcan en estas zonas y trabaíen en más estrecha relación con los programas nacionales, su responsabilidad principal serán las actividades de investigación regional. Sin embargo, hay una interacción fuerte con los científicos del Centro que se manifiesta en visitas de científicos, intercambio de germo~ plasma y de líneas mejoradas, reuniones de trabaío colaborativas, y revisiones anuales internas. 22 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro Z. RegIooes geográllcas donde se produce el _ . Regíón No. Continente y (país) Suboontinente de la India y Asía suronental (India, Bangladesh, Pakistán, Ceilán, Tailandia) 2 Africa occidental y Sudán (Heoin, Cameron, Gamma, Ghana. Guinea, Guinea Bissau, Mali, Niger, Nigeria, Sierra Leona, Senegal, Sudán, Burkina Faso) 3 Africa onental y Yemen (Burundi, Etiopía, Kenya. Ruanda, Somalia. Tanzania, Uganda, Yemen) Afrlca meridional 4 (Angola. Botswana, Madagascar; Mala,",i, Mozambique, Namibia, Zaire, Zimbahwe) América Central y México (Costa Rica. República ThJminicana, Et Salvador, Guatemala, 5 Haití,Honduras,México, AntillasHolandesas, Nicaragua) 6 América del Sur (Argentina. Bolivia, Brasil. Colombia, Paraguay, Venezuela) 7 Lejano Oriente (auna, Japón, Corea) 8. América,zonatemplada 9 Oceanía (Australia) FUENTE: ICRISAT, 1982. Cuadro 3. Rendimlen... p r _ . 'rea cultivada. y poreeublle dellina mundial sembrada de IOI'JO, ea las cinco regiones geográ.Ikas -donde hay producdóll Importante de ese cetUl y dOJJde están ubkados los denlf_ delICRlSAT. Región geográfica principal Rendimiento promedio (kglha) Area {miles de ba) Subcontineme de la India YAsia suroriental 840 16672 35 Africa occidental y Sudán 755 11697 24 Africaoriental y Yerncn 917 2970 6 Africa meridional S05 1295 3 2238 1723 5 34357 73 América Central y México Promedio Total FUEN'I"E: FAO. 1982. Porcentaje del área mundial sembrada 1111 23 Investigación dellCRISA L. El Programa de Sorgo (PS) del instituto es multidisciplinario: está sustentado por cinco científicos en mejoramiento, tres científicos en fisiología, tres en patología y tres en entomología, y un científico en cada una de estas áreas: microbiología, bioquímica y recursos genéticos, Los proyectos de microbiología, bioquímica y recursos genéticos tienen responsabilidades con respecto a todos los cultivos en los cuales el ICRlSAT ha recibido un mandato. Los científicos de los programas de sistemas de cultivo y de economía están también activamente involucrados en la investigación del sorgo. Se piensa que el PS del instituto, además de coordinar todas las actividades regionales, sirva al subcontinente indio y al Asia suroriental. En otros programas colaborativos, se enviaron varios científicos a paises del Afriea occidental y se espera tener un equipo regional multidisciplinario para esta región en un futuro cereano, El programa regional para el sur de Africa (paises) de la Conferencia Coordinadora para el Desarrollo de Africa del Sur, SADCC) acaba de recibir sus fondos iniciales y ya se ha contratado el primer científico de sorgo, Un mejorador cuya base es Kenya sirve como coordinador de los ensayos del Comité Consultivo de Asistencia para la Investigación y el Desarrollo de Granos Alimenticios en Suelos Semi-Aridos (SAFGRAD) de sorgo y millo para Africa oriental y Africa meridional. En América Central, nuestro programa regional consta de dos científicos, un mejorador y un agrónomo, quienes tienen su base en CIMMYT, México, y sirven a la América Central y al Caribe, A medida que los programas regionales y el PS del Centro se desarrollaban, se diseñaba una estrategia de investigación que identifica cuatro etapas en el mejoramiento del sorgo (Cuadro 4). Para mantener las prioridades del Plan para Diez Años (ICRISAT, 1982) los cinco primeros años de la década de los Cuadro 4. Etapas en el mejoramiento del sorgo. Etapa Actividad realizada No. 1 2 3 Identificación de factores que limitan el rendlmíento Desarrollo de métodos de selección Desarrollo de productos de la investigación (por eJemplo, 4 variedades e híbridos) Trasferencia de tecnología a los programas nacionales ya los agricultores 24 Sorgo para Suelos A,,"idos 80 se dedicaron, en su mayor parte, a establecer ya perfeccionar procedimientos de selección para manejar un gran número de materiales de germopla..ma y de líneas del mejorador. Germop)asma de Sorgo Antes de continuar con los objetivos específicos de las disciplinas dentro del PS, es muy importante mencionar el germoplasma de sorgo. Es nuestro recurso más valioso y forma el núcleo de todas nuestras actividades de investigación. La Colección Mundial de sorgo mantenida por la Unidad de Recursos de Gerrnoplasma en ICRISAT tiene más o menos 22,000 accesiones procedentes de 70 países (Cuadro 5). Para hacer la colección más útil a los científicos dedicados al fitomejoramiento, se han llevado a cabo actividades tanto de conversión como de Íntrogresíón con algunas accesiones selec~ cionadas. El plan de conversión se ha desarrollado según el modelo del programa de retrocruce de la Universidad de Texas A y M Ydel USDA, que introduce genes que contribuyen a la insensibilidad al fotoperíodo y a una menor altura de la planta. El ICRISAT ha participado en un comité reunido por el IBPGR para desarrollar y publicar una lista de descriptores que caractericen el germoplasma de sorgo (IBPGRJICRISAT, 1980). Toda esta información se ha almacenado en un computador y los usuarios tienen acceso a ella. La lista es muy útil para un programa de fitomejoramiento y es necesario que se distribuya más ampliamente en América Latina. Se espera que los científicos que coleccionan sorgo en América Latina envíen al ICRISAT semilla y datos biológicos para incluir sus hallazgos en la colección mundial. Esta es sin duda un área importante de colaboración. También se agradecería que, a medida que los científicos evalúan y usan estas accesiones, envíen sus resultados a la Unidad de Recursos Genéticos del ICRISAT. Cuadro 5. Situación de la colección de germoplasma de sorgom elICRISAT. Lineas cultivadas Parient~ silvestres Líneas Líneas Paises Paises representados evaluadas en distribuidas beneficiarios Patancheru 22,553 345 79 20.355 214,950 73 Investigación del JCRISAT... 25 Objetivos Específicos Los objetivos específicos de las disciplinas relacionadas con la reducción de los estreses bíótico y abiótico son esencialmente los mismos que se han establecido dentro de las áreas prioritarias de investigación, a saber: desarrollar técnicas que permitan seleccionar un gran número de materiales de germoplasma y de líneas del mejorador, y llevar estas fuentes de resistencia, a través del mejoramiento, hasta los programas nacionales. Por esta razón, daré ejemplos detallados de nuestros objetivos en sólo una de las tres disciplinas relacionadas, la fisiología. La he escogido por dos razones: es una de las principales disciplinas que nutren esta reunión de trabajo, i además, como. fisiólogo, estoy mejor calificado para discutir la investigación de mi propio programa. No obstante, delinearé las áreas de investigación prioritarias en entomología y en patología, y concluiré describiendo cómo estas fuentes de resistencia, identificadas en el germoplasma, se han utilizado en nuestro programa de mejoramiento y diseminado a los programas nacional¡" de los TSA. Estrés Abiótico Los objetivos generales de la investigación sobre el estrés abió- tico tienden a ayudar al programa de mejoramiento del sorgo a desarrollar sorgos que sean más estables y tengan mejores rendimientos bajo el estrés ambiental. Desde 1980, y bajo este objetivo amplio, hemos limitado nuestras actividades de investigación a dos áreas prioritarias: - los factores que afectan el establecimiento del cultivo; y - la respuesta y adaptación al estrés causado por la temperatura y por la falta de agua y nutrimentos, fenómeno que se conoce ampliamente como sequía en los campos de los agricultores. Durante este período nuestros objetivos específicos fueron los siguientes: - Desarrollar técnicas simples, repetibles y baratas capaces de seleccionar grandes cantidades de líneas, tanto genéticas como del fitomejorador, y hacer llegar estas fuentes de resistencia (directa o indirectamente mediante el mejoramiento) a los programas nacionales. 26 Sorgo para Suelos Acidos - Asegurar que estas fuentes de resistencia, j unto con las fuentes de susceptibilidad, estén plenamente disponibles para los fisiólogos que trabajan fuera del ICRISAT, de modo que la investigación básica importante de estos materiales continúe paralelamente con nuestra selección. - Entender mejor la base fisiológica de las prácticas de manejo actuales y mejorar, junto con los agrónomos, estos sistemas. - Capacitar a aquellas personas que están trabajando en los programas nacionales de los TSA en las técnicas de selección y en las prácticas de manejo. En el área de establecimiento del cultivo se ha desarrollado una serie de técnicas de selección, de las cuales presentamos dos ejemplos; ambos se refieren a la selección por emergencia de las plántulas en suelos cuya superficie tenga altas temperaturas. El primer método, que aplica diferentes tratamientos a la superficie del suelo para modificar su temperatura (Wilson el al., 1982) ba indicado que hay una variación genética en la babilidad del sorgo para emerger de suelos que tengan temperaturas altas, y que algunas lineas emergen aunque la temperatura del suelo llegue a 55 oc. Se ban becho estudios similares empleando una segunda técnica que consiste en colocar en un tanque de agua materas grandes de arcilla (de 300 mm) llenas de suelo. Las semillas se siembran en las materas y la temperatura se mantiene entre 35 y 50 oC variando la altura de unas lámparas infrarrojas. Las diferencias genotípicas en la emergencia fueron más evidentes a los 45 oc. La ventaja de esta técnica, que no es tan simple como la anterior, es que la selección se puede bacer sin que el agua sea una limitante o sin que se forme costra en el suelo. Con respecto a la sequía comentaré dos aspectos. El primero es el bien conocido sistema de irrigación de aspersorescon fuente y una línea (Hanks et al., 1976) que expone el cultivo a un gradiente de agua en el suelo durante diferentes etapas de su crecimiento. Esta técnica permite analizar un grupo de genotipos bajo un rango continuo de niveles de agua. La Figura 2 muestra las curvas de respuesta típicas de dos líneas contrastantes de sorgo y sirve para ilustrar la necesidad de ajustar variedades e híbridos a ambientes particulares. El tipo 1 (línea continua) claramente se comporta mejor en áreas de precipitación alta pero falla completamente en la zona seca, El tipo 2 (línea discontinua) tiene sin duda un potencial de rendimiento mucbo menor pero rendirá algo bajo condiciones de estrés. 27 Investigación delICRISAT... Bajo estrés ¡ Mediano estrés Alto estrés 200 ~ :;¡, " "O ~ .!! 8 '6 e '"" .............. 100 ............ ....... o~--------~--------~~~ 300 200 Agua aplicada, total (mm) Figura 2. Relaci6n entre el agua aplict.UÚl y el rendimientQ de grtJ1W de dos líneas de sorga contrastante5. Otra metodología consiste en coleccionar materiales que provengan de un amplio rango de grupos taxonómicos, de regiones geográficas y de climas, para seleccionarlos según sus características particulares fenológicas, morfológicas y fisiológicas bajo condiciones severas de estrés ambiental. Un ejemplo sería nues~ tra colección de precipitación pluvial la cual, además de la variabilidad indicada anteriormente, está estraficada en tres zonas pluviométricas, es decir, las que anualmente reciben de 250 a 600 mm, de 600 a 900 mm, y más de 900 mm de lluvia. Cada eolección comprende más o menos 200 líneas y se siembra en la época de verano en Patancheru, India. Se le impone un estrés muy severo 30 días después de la siembra. La temperatura máxima durante el período sin lluvia sobrepasa los 40 oC, y las tasas de evaporación alcanzan 16 mm/día. Un rasgo muy importante que estamos buscando es la habilidad de las hojas en crecimiento para evitar la desecación (Figura 3). En 28 Sorgo para Suelos Acidos Figura ,1 Efecto del calor ey .mo y de Ja escasez de agua en algunos cultivares tú! sorga sembTfl .JS en Patancheru, India, Las hojas de la [{neo pro~ ventente de eh .a han sufrido desecadón stn-'cra; en contraste. la lineo de BotsWiJfW conserva sus hojas verdes, 1983 se seleccionaron varias líneas resistentes y susceptibles y, de acuerdo con nuestro segundo objetivo principal, la semilla de estas líneas se envió a otros fisiólogos que trabajan fuera del ICRISAT, quienes están interesados en los mecanismos implicados en ese carácter. Un ejemplo de esta investigación colaborativa es el proyecto que se adelanta actuabnente en la Estación de Mejoramiento de Plantas de Welsh (WPBS), en el Reino Unido, donde los científicos han hallado que la emergencia a altas temperaturas Investigación del lCRISAT,., 29 está altamente correlacionada con la síntesis de proteína de su embrión (WPBS, 1983). La investigación no sólo condujo al desarrollo de una metodología de selección que seT\irá para evaluar un gran número de líneas, sino que ha intentado estable· eer cuáles son los procesos bioquímicos asociados con el establecimiento deficiente de un cultivo. Los proye<:tos existentes con organizaciones tales como el Consejo Hindú de Desarrollo Agrícola (ICAR) , el Centro Internacional para la Investigación y el Desarrollo (IDRC) , INTSORMIL y la Entidad Administrativa para el Desarrollo de Ultramar (ODA) han sido muy efectivos y debemos hacer todo lo posible para alentar nuevos proyectos con ellos y fortalecer los vínculos existentes. Yo (:reo que el problema de los suelos ácidos en América Latina se presta mucho para esta metodología, y espero que en el curso de esta semana los científicos y organizaciones interesados en el preparen una estrategia efectiva de investigación para atacar uno de los problemas más serios de la producción de sorgo en América Latina. Estrés Biótico Estrés por enfermedades y por Striga Las enfermedades prioritarias de importancia mundial sobre las cuales se ha hecho investigación en el instituto y en algunas localidades de India son: - Moho del grano (biodeterioración del grano antes de la cosecha) ocasionado por un complejo de hongos. - Pudriciones de la raíz y el tallo, que generalmente traen como resultado el acame de la planta, ocasionados por Macrophomina phaseatina y por Fusarium spp. (ICRISAT, 1984b). - Moho velloso causado por Peronosc/erospora sorghi. También se han adelantado investigaciones sobre enfermedades de importancia regional, si ellas también ocurren en la India. Estas son la antracnos;' y la roya. El establecimiento de grupos regionales multidisciplínarios facilitará la investigación de enfermedades de importancia local y regional -tales como los virus en América Central, el añublo foliar y la mancha foliar gris en 30 Sorgo para Suelos Acidos Atriea oriental. la franja de hollín y los carbones en Atrita Occidental- para las cuales no hay oportunidades de selección en la India, Striga es una maleza parasítica que crea un problema serio en la Inma y en Atriea occidental. El PS del instituto trabaja en S. asiatíca y los científicos del PS destacados en Burkina Faso con S. hermollthica. Afortunadamente, Striga no ha sido hallada en América Latina. Se pueden solicitar dos boletines informativos de ICRISAT sobre la identificación tanto de las enfermedades del sorgo y del millo como de la maleza Striga (Willíams el al., 1978; Ramaiah et al., 1983), Las áreas específicas de investigación son: - Biología de los patógenos y epidemiología de las enfermedades que ellos causan. Esta información es esencial para el desarrollo de técnicas válidas de selección por resistencia. - Desarrollo de técnicas de selección por resistencia. Identificación de resistencia tanto en el material original como en las progenies de mejoramiento. - Pruebas en varias localidades de materiales con resistencia identificada en sitios clave, para buscar estabilidad de la resistencia. - Estudio de la naturaleza de la resistencia y su utilización en proyectos de mejoramiento. Estrés causado por plagas Los insectos de importancia global cuyo estudio es prioritario son los barrenadores del tallo, la mosca del cogollo, la mosca del vástago, y las chinches de la panícula. Hay varios perforadores del tallo importantes, tales como Chilo, Sesamia, Eldano., Busseola y Diatrea. Este último es común en América. En India el 90% del daño que recibe el sorgo lo causa la chinche de la panícula (Calorcoris angustatus). ICRISAT publica un boletín de información sobre los insectos del sorgo (Teetes et al., 1983). Las áreas específicas de investigación son: - Desarrollar métodos confiables de selección, - Identificar fuentes de resistencia. Investigación del ICRlSAT". 31 - Incorporar esta resistencia en materiales de características agronómicas buenas. Mejoramiento por Rendimiento, Estabilidad, Calidad, y Resistencia El objetivo general del mejoramiento es desarrollar cultivares de altos rendimientos que aumenten y estabilicen la producción de sorgo en los TSA. Esto se alcanza seleccionando los materiales de mejores rendimientos y calidad agronómica, e incorporando las características de grano de buena calidad, y la resistencia al estrés tanto biótÍco como abiótico. Los métodos de mejoramiento convencionales y de poblaciones se usan en el desarrollo de variedades e híbridos. En ellCRISAT se desarrollaron poblaciones a partir de materiales originarios de las Universidades de Nebraska y Purdue, Estados Unidos; de Serere, Uganda; y de Samaru, Nigeria. En el futuro, esas poblaciones se reunirán en cinco, en las cuales se utilizará un amplio rango de gerrnoplasma y fuentes de resistencia (Cuadro 6). Algunas variedades de alto rendimiento se han desarrollado (Cuadro 7) y distribuido a los programas nacionales principalmente a través del Vivero de Observación de Progenies Promísorias de Sorgo, el Ensayo Internacional de Adaptación de Variedades de Sorgo, y el Vivero Internacional de Observación de Sorgo en Sequía. Además se han distribuido cientos de líneas del mejorador en diferentes etapas de desarrollo a los mejoradores de Jos programas nacionales para que prosigan su selección y las incorporen en sus programas. En el programa de hibridación se seleccionó el 'material de mejoramiento buscando restauradores potenciales con buena habilidad de combinación. Se usaron líneas seleccionadas para producir híbridos experimentales en progenitores hembras desarrollados por el Proyecto Coordinado en Toda la India para el Mejoramiento del Sorgo (AICSIP). Se han evaluado varios cientos de híbridos experimentales en diferentes localidades de la India, y se han identificado 60 híbridos de alto rendimiento que se distribuyeron al AICSIP y a otros programas nacionales en los TSA. Como se indicó en la introducción, es esencíal que los cultivares de sorgo recomendados a los agricultores sean aceptables como alimento. Las áreas prioritarias de investigación 1 son las siguientes: Cuadro 6. Poblaciones de sorlo planeadas para incorporar en eIbas resistm.cia a radores múltiples (RFM). Identificación de la población Origen lCSPI·R/RFM US/R Rs¡R ~ Rasgos.l para incorporar y seleccionar Rasgos sujetos a monitoriac Mejor rendimiento de grano. b Pudrición carbonosa, establecimiento del cultivo. Striga, calidad alimenticia. Resistencia al moho del grano, al barrenador del tallo, a la mosca. del cogono. y a la mosca del vástago (lIÚdge). ICSP2·B/RFM US/H Rs¡B Mejor rendimiento de grano.!) Resistencia al moho del grano. al barrenador del tallo, a la mosca de) cogollo, y a la mosca del vástago (mídge). Pudrición carbonosa, establecimiento del cultivo, Slrigu, calidad alimenticia. ICSP3·R/RFM US/R Mejor rendimiento de grano.b Resistencia al moho del grano y a Striga, y mejor establecimiento del cultivo. Pudrición carbonosa. barrenador del tallo, mosca del oogo110, y mosca del vástago (midge); calidad alimenticia. ICSP4-B/ RFM US/B Mejor rendimiento de grano. b Resistencia al moho del grano y a Striga, y mejor establecimiento del cultivo. Pudrición carbonosa, barrenador del tallo. mosca. del cogollo, y mosca del vástago (midge); calidad alimenticia. ICSP5-BR/RFM WAE Mejor rendimiento de grano. b Resistencia al barrenador del tallo, a la mosca del cogollo, y a Slriga; y alta calidad alimenticia. Pudrición carbonosa, moho del grano, mosca del vástago. y establecimiento del cultivo. a. Los rQgQS altamente hemlables. como la resistencia a las enftrmedades mildto, roya, antracnosis y Otras. se fijarán mediante selección masa! durante el OOarrollo población. b. La evaluación del rendimiento di:; arano di:; la comprenderla -pruebas bajo maneja óptimo, con baja fertilidad, yen eOnQWlones de esca.~a hutru.:dad. c. El rasgoestableci.miento del cultiv(I incluyevarioscumponentcs: emergencia a través de la costra del suel(l, emergencia en un suelo de $Uperficle calienta, vigor delaptántula, y ya sea n:sistenda de la plántula 111 estrés. por falta de humedad o ya recuperaci6n del estro!'. por falta de humedad. 33 Investigación del ¡CRISAT... Cuadro 7. Variedades o hibrtdos dellCRISAT liberados o en etapas avanzadas de preliberación, en varios países. País Liberados Preliberación Pruebas avanzadas India Camerun Burkina Faso Etiopía Sudán República Acabe del Yemen Zambia Zimbabwc 3 7 2 2 1 4 El Salvador Guatemala México Nicaragua 2 Venezuela 1 China 4 2 2 Identificar los principales productos alimenticios del sorgo y sus características deseables de calidad. - Identificar las características del grano que contribuyen a esta calidad alimenticia deseada. - Desarrollar pruebas fisicoquimicas simples y rápidas, útiles para los mejoradore. en sus programas de mejoramiento de calidad. - Evaluar la calidad alimenticia de los materiales promisorios mejorados (ver ICRISAT, 1982). Varios híbridos y variedades del PS del ICRISATestán ahora en etapas avanzadas de evaluación, en preliberación o en poslíberación, y se siembran ya en los campos de los agricultores en varios países (Cuadro 7). Producto de esta Investigación y su Impacto Se están utilizando varias técnicas de selección en los programas nacionales; de interés particular son las siguientes: El diseño de campo de tablero de ajedrez (checkerboard) y su análisis estadístico para evaluar la resistencia a Striga se usa en el programa nacional de sorgo de India. 34 Sorgo para Suelos ACldos - La técnica desarrollada para seleccionar líneas capaces de emerger en suelos cuya temperatura es alta ha sido utilizada exitosamente por científicos de los programas nacionales de Senegal, Mari y Niger. - La técnica de selección en gran escala en el campo para buscar resistencia al mildiu ha sido adoptada por el programa nacional de India. El progreso, aunque lento, ha sido muy alentador. En México yen América Central, a pesar del número reducido de científicos dedicados al sorgo, el impacto ha sido impresionante. Esperamos que los partidpanles de esta reunión trabajen juntos para contribuir a que el mejoramiento del sorgo se disperse más rápidamente hacia otras partes de América Latina. Resumen El Instituto Internacional de Investigación en Cultivos para los Trópicos Semiáridos (ICRISAT) tiene su sede principal cerca de Hyderabad, en India. El mandato que ha recibido implica mejorar la estabilidad del rendimiento y la calidad alimenticia de los cultivos sorgo, millo, guandul, garbanzo y maní, y desarrollar sistemas de cultivos que hagan un uso máximo de los recursos y de las limitadas precipitaciones pluviales de la región. La capacitación y la diseminación de información son tareas importantes del instituto. El rendimiento promedio del sorgo en el mundo en desarrollo es solamente de 1000 kglha y en algunas partes del Atriea ha descendido hasta 600 kglha. El fin último del programa de mejoramiento de sorgo del ICRlSAT es producir líneas con rendimientos más altos y estables. Se han designado cinco regiones como zonas prioritarias, a saher: el subcontinente de la India, Africa oriental, Africa occidental, sur de Afriea y América Central junto con México. Este trabajo delinea los problemas prioritarios en estas regiones, describe el objetivo específico de los programas de fisiología, patología, entomología y mejoramiento del sorgo, y hace una relación de las líneas y técnicas que se están utilizando ahora en diferentes países. lnvestigacíón del ICRISAT... 35 Referencias COlAR (Consultatíve Groupfor InternalÍnnal Agricultural Research). 1980. CGIAR, Secretariado. Washington OC, E.U. FAO (Food .nd Agriculture Organízatíon oí tbe Uníted Nations). 1982. Productíon yearbook 1981. Roma, Italia. p. 107-108. Fischer, K. S. y Wilson, G. L. 1975. Studies of grajn productioo jn Sorghum bicolor (L.) Moeoch. V. Effeet of planting density on growth ,nd yield. Aust. J. Agric. Res. 26:31-41. Hanks, R. J.; Keller, J.; Rassmussen, V. P. y Wilson, D. G. 1976. Line sourcc sprink1er for continuous variable irrigation-crop produetion 'tudíe,. Soil Se;' Soco Am. J. 40:426-429. IBPGR (International Board for Plant Genetic Resourees) IICRJSAT (Intem.tiona! Crops Research Iostitute for the Semi-Arid Trapios). 1980. Sorghum descriptors. AGP:IBPGRJ80/1. IBPGR. Secretariado, Roma, Italia. ICRISAT (Inlemational Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics). 1982. En: Proceediogs of the International Symposium on Sorghum Grain Quality, 1981, ICRISAT. Patancheru, A.P., India. ---o 1982. ICRISAT in lhe eighlies: A IO-year plan. Patancheru, A.P., India. p. 9-14. ---o 1984•. ICRISAT publícations catalag 1984. Patanchero, A. P., India. ---o 1984b. Sorghum root and stalk rots: A critica) review. En: Proceedings of the Consultative Group Discussion on research needs and strategies for control of sorghum root and staIk rot di,eases, Bellagio, Italia, 1983. Patancheru, A.P., India. Murdock, G. P. 1959. Staple subsistente crops of Africa. Gcogr. Rev. 50:521-540. Píckett, R. C. y Fredericks, E. E. 1959. The new look in sorghum. Purdue Unív. Agrie. Exp. Stn. 2:5-8. (Reimpresión.) Ramaiah, K. V,; Parker, C.; Vasudeva Rao, M, J. Y MusseJman, L. J. 1983. Striga identífication and control handbook. Boletín lnfonnalÍvo No. 15. ICRISAT, Patancheru, A.P" India, Sivakumar, M. V. K. y Virm.ní, S. M. 1982, Thephysical environmcnt. En: Sorghum in the eighties. Proceedings of the International Symposium on Sorghum, ICRISAT, 1981. ICRISAT, Palancheru, A.P., India. p. 83,100. 36 Sorgo para Suelos Acidos SMIC (SorghuOl and Millets Information Center). 1984. Sorghum and millets inforOlation center. ICRISAT, Patancheru, A.P .. India 28 p. Tee!es, G. L.; Seshu Reddy, K. V.; Leuscher, K. y House, L. R. 1983. Sorghum insect identification handbook. Boletín Informativo No. 12. ICR1SAT, Patancheru, A.P., India. WiIliams, R. J.; Frederiksen, R. A. Y Girard, J. C. 1978. Sorghum and pearl millel disease identífication handbook. Boletín Informativo No. 2. ICRISAT, Palancheru, A.P., India. Wílson, G. L.; Raju, P. S. y Peacock, J. M. 1982. Ellec! oI soil temperature on sorghum seedling emergence. Indian J. Agric. Res 52:848-851. WPBS (Welsh Plan! Breedíng S!ation). 1983. Study 01 tempera!ure effccts on gerrnination anó establishment in sorghum and pearl milJet; research scheme R3801. Overseas Deve}opment Administration (ODA). Londres, Reino Unido. El Cultivo del Sorgo en Colombia) y sus Posibilidades en los Suelos Acidos de los Llanos Orientales Manuel Torregroza e e' t Introducción Los siguientes son cinco de los principales factores que han justificado el aumento de la producción de scrgo en Colombia: - el auge de la industria avícola en el país, que utiliza el grano de scrgo como una de las materias primas básicas en la manufactura de concentrados; la excelente adaptación de este cereal a las regiones de clima cálido, comprendidas entre el nivel del mar y los 1200 metros de altitud, donde ni el arroz ni el maíz constituyen una adecuada alternativa agroeconómica; - el período vegetativo, relativamente corto, de esta especie vegetal, que permite recomendarla como cultivo de rotación; - el manejo agronómico fácil de este cultivo: - el menor valor comercial de la tonelada de grano de sorgo, comparado con la del maíz, fenómeno que ha contribuido a sustituir, en la preparación de los concentrados, el segundo cereal por el primero, El propósito de este artículo es destacar los aspectos fundamentales de la producción de sorgo en Colombia, y presentar un breve informe del comportamiento agronómico de los genotipos de sorgo para grano, tolerantes al exceso de aluminio, que se siembran en los suelos ácidos de los Llanos Orientales, ,. Director de la División de Agronomía, Programa de Maíz y Sorgo, ICA. Bogotá. n.E., C.olombia. 38 Sorgo para Suelos Acidos Evolución del Cultivo e Importaciones La producción de sorgo para grano comienza a fomentarse en 1957, cuando la empresa Purina Colombiana sembró tres híbridos en la región algodonera de la Costa Atlántica, En 1960 se cosechaban ya 6300 toneladas de grano en 2800 hectáreas, cifras que ascendían en 1970 a 118,000 y 54,000, respectivamente, y llegaron en 1980 a las 431,000 y 206,000, respectivamente. Durante 1983 se obtuvo una producción de 593,000 toneladas en 270,000 hectáreas. Como consecuencia de esta espectacular evolución del cultivo, de los cinco cereales (arroz, cebada, maíz, sorgo y trigo) de mayor consumo, el sorgo ocupa, en la actualidad, el tercer lugar en área sembrada, sólo superado por el arroz y el maíz. En 1983, se sembraron 1,317,000 hectáreas con estos cinco cultivos, que produjeron 3,339,000 toneladas de granos; a estas cifras el sorgo contribuyó con el 21 % Yel 18%, respectivamente. Sin embargo, a pesar del enorme desarrollo de este cultivo, la producción del sorgo granífero no ha satisfecho la demanda, en permanente crecimiento, de la industria de concentrados; por consiguiente, fue necesario suplir los déficit mediante las importaciones, iniciadas en 1972. Hasta la fecha, han entrado al país 500,000 toneladas de sorgo para grano, de las cuales 51,000 llegaron en 1983. Las Regiones Productoras de Sorgo El cultivo del sorgo para grano se halocalizado en cuatro grandes regiones agrícolas de Colombia: la costa atlántica, la zona central, el valle geográfico del río Cauea, y los Llanos Orientales, Al promediar el área sembrada durante el período 1980-1983, se encontró que en la primera región se sembró el 37% del sorgo, en la segunda el 30%, en la tercera el 22%, yel 11% restante en los Llanos Orientales. Por su corto período vegetativo y el régimen de lluvias existente en esas regiones, es posible sembrar dos cosechas de sorgo en un año agrícola. Sin embargo, por la distribución de las lluvias, que permite hacer la cosecha en el período seco cuando es menor el ataque de plagas y enfermedades, se recomienda sembrar este cultivo una vez al año en los Llanos Orientales, es decir, en el segundo semestre. Las 20,000 hectáreas de sorgo que, en promedio, se siembran anualmente en esa región del país son parte de las 160,000 hectáreas El Cultivo del Sorgo en Colombia ... 39 de suelos de clase 1 que hay en ella, caracterizados por su buena fertilidad, su textura variable, su buen drenaje, y el escaso riesgo de inundaciones. Además del sorgo, en estos suelos se siembra maíz, arroz de secano, algodón. maní, ajonjolí, yuca. plátano y palma africana, entre otros cultivos anuales y perennes. Las variedades y los híbridos de sorgo rinden allí entre 2 y 4.5 toneladas por hectárea. Según Sánchez y Owen (1983), estos suelos contienen, en promedio, alrededor de 0.72 meq Al/lOO g; por tanto, es posible sembrar en ellos cultivos susceptibles a la toxicidad de este elemento químico si se les aplican bajas cantidades de correctivos. Principales Características de los Suelos de Clase IV de los Llanos Orientales Los Llanos Orientales, por su enorme extensión, su ubicación geográfica, su fácil mecanización y sus condiciones climáticas relativamente bien definidas, constituyen una región privilegiada, de la cual se espera un intenso y próspero desarrollo agropecuario. La fertilidad de sus suelos, restringida especialmente por la excesiva cantidad de aluminio intercambiable, es el factor edáfico que ha impedido la incorporación de esta región a la economía del país. Del total de 17 a 19 miHones de hectáreas de sabana que cubren los Llanos Orientales, la FAO ha clasificado los suelos de 12,936,621 hectáreas en ocho clases, según su potencial para el uso y manejo agrícolas. De esa área, el 27% (las clases I a IV) está considerada como región de gran vocación agrícola. De este porcentaje, aproximadamente 2 millones de hectáreas han sido catalogados en la clase IV, y se distinguen por su baja fertilidad y abundante cantidad de aluminio intercambiable (Sánchez y Owen, 1983). Según los datos del Cuadro J, estos suelos se caracterizan por su extrema acidez: de 343 muestras estudiadas. el 86% presentó un pH que variaba entre menos de 4.5 y 5.5. con un promedio de 4.6. Es probable que los valores superiores a 5.5 fueran muestras provenientes de lotes previamente encalados. Esta clase de suelos contiene altos niveles de Al intercambiable. En el 81 % de las muestras analizadas se encontró que ese elemento fue superior a 1.00 meq/loo g de suelo, y que el promedio de las muestras llegó a 2.56 meq/lOO g. En general, los suelos de i!S Cuadro 1. Estado de siete componentes Mues1ras, por rangos pH 0;', quí~ y Al" ,. (meq/l00g) % Rango 1 <4.5 4.6-5.5 5.6-6.5 36 SO 12 >2.0 1.9-1.0 45 Rango 2 0.9-0.5 17 >6.5 2 4.0 % de Jos suelos de la clase IV en los Llanos Orientales. Colombia. ~ P,BrayU K' % (mcqllOO g) Ca" (mcql100g) 'l{¡ Mg" (mcq/lí1O g) 24 <4,9 ó3 <0,04 23 1.50 >0,30 4 >30.0 Promedio "/<:> (ppm) 8 ti >5.0 4.6 2.56 3.39 5.0 0.0" 0.80 0.37 343 :143 343 343 135 86 Rl Muestras analizadas, n a. Los porcentajes a la derecha de cada columna indican la proporción en que se hallan las muestras en cada rango e&lUdiadn. M.O. "" materia orgánica, FUENTE; Sánchez )' Owen, 1983. 'Yo 81 14 2 3 41 El Cultivo del Sorgo en Colombia", la clase IV contienen una adecuada cantidad de materia orgánica; su promedio es de 3.39%, y el 76% de las muestras tomadas en ellos contenían más de 1. 9% de materia orgánica. Respecto al fósforo, el 53% de las 343 muestras tomadas contenía menos de 5 ppm. Por tanto, la deficiencia de este nutrimento y la toxicidad del aluminio son las principales limitaciones del establecimiento de cultivos en los suelos de la clase IV. El potasio representa también otra limitación, puesto que el 59% de las muestras contenían menos de J.IO meq/loo g de suelo, para un promedio de 0.09. En estos suelos, además, los niveles de calcio y de magnesio son bastante bajos; el 83% de las 86 muestras estudiadas contenían menos de 2.00 meq de Cafloo g, y su promedio fue de 0.80. Finalmente, de las 81 muestras analizadas el 95% no contenía más de 1.00 meq de Mglloo g de suelo, para un promedio de 0.37. Sede de la Actividad Investigativa Las investigaciones dirigidas a seleccionar genotipos mejorados de sorgo para grano comenzaron en el programa de Maíz y Sorgo del Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) el segundo semestre de 1983, en el Centro Regional de Investigación (CRI) La Libertad, localizado en el municipio de Villavicencio, departamento de Meta, a 140 kilómetros, aproximadamente, al este de Bogotá. Los principales datos meteorológicos y la ubicación de este Centro aparecen en el Cuadro 2. En el área caen 2614 mm de precipitación anual, usualmente entre abril y noviembre. Cnatlro 2. Ubicación del Centro Regional de Investigación La Libertad y sus princlpoles dat", meteorológicos. Municipio Departamento Latitud Longitud Altitud Temperatura, promedio anual Precipitación anual Humedadrelativa Evaporación mensual Brillo solar diario VilJavicencio Meta 4" 03' N 7}029' O 336msnm 26 Q C 2614mm 77"/0 134 mm 5 horas 42 Sorgo para Suelos Acidos En el lote de La Libertad donde se hacen las siembras experimentales, se analizaron 60 muestras respecto a ocho características del suelo; el resultado es el siguiente: pH M.O. (%) Aluminio (meqlloo g) Potasio (meq/loo g) Calcio (meq/loo g) Magnesio (meqlloo g) Sodio (meqllOO g) Fósforo (ppm) 4,43 3.75 3.99 0.11 0.59 0.26 0.37 8.14 Puesto que el objetivo del proyecto es conocer la adaptación y la tolerancia a suelos ácidos de algunos genotipos, a este lote Se le aplicaron las siguientes enmiendas (en kglha): cal dolomítica, 500; N, 100; P,O" 75; Y K,O, 45. Resultados y Discusión Para incorporar los suelos de dase IV de los Llanos Orientales a la producción agrícola del país, se adoptó inicialmente la hipótesis de que era preciso cambiar las características químicas de esos suelos para que pudiesen satisfacerse las necesidades nutricionales indispensables de las plantas. El Programa de Suelos del ICA realizó este tipo de investigación en la década del 60, y evaluó diversos genotipos de arroz, ajonjolí, frijol, caupí, maní, maíz, sorgo, soya y yuca, entre otros cultivos. Los resultados no fueron halagadores, como se esperaba. Sin embargo, se encontró que había especies vegetales más tolerantes que otras a los suelos ácidos. tales como maní, caupí, tabaco, yuca y palma africana. Spain (1976) describió las investigaciones que el CIAT realiza en el CNI Carimagua dellCA para identificar genotipos tolerantes a suelos ácidos; observó que el arroz, la yuca y muchas especies forrajeras se consideraban cultivos de un amplio rango de tolerancia, muy tolerantes, y bien adaptados, respectivamcnte, a los suelos ácidos. En una de sus recomendaciones señala gue la efectiva explotación de la variación genética en tolerancia a esta clase de suelos requiere la formación de un equipo multidisciplinario integrado por especialistas en fítomejoramiento, en suelos y en fisiología vegetal. Sánchez y Owen (1983). basadós en experimentos hechos en los suelos de los Llanos Orientales 43 El Cultivo del Sorgo en Colombia ... -incluyendo los de clase IV- hacen una serie de recomendacio· nes sobre la factibilidad económica de los fertilizantes usados y del manejo dado a los principales cultivos anuales en esa región del país. La alternativa de resolver la desadaptación de los cultivos a los suelos ácidos mediante el mejoramiento del medio en el cual éstos crecen y se desarrollan no dio los resultados esperados; por consiguiente, se explora actualmente otra solución: el manipuleo genético y la selección de materiales resistentes o tolerantes a la toxicidad causada por algunos elementos del suelo. Se trabaja ahora en estrecha colaboración con INTSORMIL, entidad internacional que investiga esta clase de genotipos del sorgo. La primera siembra se hizo en el segundo semestre de 1983 (1983B) en el CRI La Libertad, y se ensayaron 1400 líneas. De este material. en que ~ hizo selección entre las líneas y dentro de ellas, se escogieron 150 líneas y 300panojas, respectivamente, Para acelerar el proceso de selección y adaptación. las 590 seJecciones hechas en 1983B se sembraron en 1984A (primer semestre) junto con 600 introducciones más procedentes dellNTSORMIL Se hicieron ensayos de rendimiento con las mejores líneas de la selección anterior. En el Cuadro 3 se indican los rangos y los promedios de tres características agronómicas de las 90 mejores líneas sembradas en 1983B. En el Cuadro 4 aparecen las doce líneas que tienen mayor peso del grano por planta. de entre las 90 mencionadas en el Cuadro 3. El rendimiento de los genotipos no. 1.2.3,4 Y 5 fue superior a 30 g/planta, y los dos primeros, con mas de 50 g/planta, fueron sobresalientes. Se espera que este material promisorío, así como otros genotipos de INTSORMIL, se conviertan en el punto de partida de futuras selecciones y evaluaciones, y de aumento de semillas, tanto en La Libertad como en las pruebas regionales hechas en fíncas de agricultores. En estos ensayos. hechos en sucios de clase IV, se hallará muy pronto en Colombia la primera variedad mejorada de sorgo que tolere los suelos ácidos. Cuadrf) 3. bogo y proflledio de tres caracteres agronómicos de 90 genotipos de sorgo~ seleccíonados en suelos de terraza del CRI La Libertad, en 19838. Caracter(st1ca Peso del grano por planta (g) Tiempo hasta la floración (días) Alturad.e la planta (cm) Rango Componentes detrango Promedio 7.3-56,3 53.0-70.0 83. Area ATea (millones ha) % (miHonesha) % 1332 1217 89 969 1002 93 799 54 53 799 77 672 64 Deficiencia de N Deficiencia de P Deficíencia de K Alta fijación de P Toxicidad de Al Deficiencia de Ca Deficiencia de Mg BajaCICE a. Area total: 1493 millones ha, 788 82 96 756 51 756 72 732 49 70 731 49 41 732 739 477 55 620 70 b. Arca tolaJ: 1(.M3 millones ha. FUENTE: Salinas, 198L La caracterización de los suelos ácidos es algo diferente a la caracterización de los suelos de las zonas templadas. En los suelos ácidos es muy importante detenninar el aluminio intercambiable (Al) el cual, en muchos casos, ocupa un alto porcentaje de la capacidad de cambio efectiva (CIC). Por otra parte, el hecho de que la mayoría de estos suelos presente una carga dependiente del pH hace que la CIC, determinada según el método del acetato de amonio, no refleje su verdadera capacidad para retener nutrimentos aprovechables para las plantas. Metodología para el Análisis Los iones Al son adsorbidos fuertemente por el complejo de cambio del suelo. Además, el aluminio desplazado sólo permanece en solución a un pH menor de 5.0. Por tanto, para la extracción del Al intercambiable es necesario que haya una alta concentración del ion que lo desplaza y que el pH de la solución sea suficientemente bajo para mantenerlo en forma soluble. Esto puede lograrse utilizando una solución IN de Ka, la cual no tiene capacidad 'bófer' (tampón) a diferencia del acetato de amonio tradicionalmente usado para la extracción de los cationes intercambiables. La concentración de aluminio en la solución del suelo está relacionada con el pH del mismo, con el porcentaje de saturación de aluminio, y con la concentración de sales del sistema. Cuando el pH del suelo baja hasta 5.5, la concentración de Al aumenta notablemente. Lo mismo acontece cuando la saturación de Al pasa del 60% (Figura 1), 81 MetodoJogja para el Análisis... 6 Eo. 5 3: 4 :g ~ 3 e 5 2 :( O 100 O Saturación de Al (%) Oxísol (4% M.O.) - - - - - Ultisol (7% M.O.) Figuro 1. Relación entre ÚJ saturación de Al y el Al presente en la solución del suelo. Se observa también la influencia de la M. O. FL'ENTE: Ayana y Salinas, 1982. En la actualidad se acepta que si el pH del suelo (en agua, relación 1:1) es menor que 5.5, el Al, el Ca y el Mg intercambiables deben extraerse con una solución IN de KCI, mientras que si el pH es mayor o igual a 5.5, los cationes intercambiables pueden extraerse con una solución IN de acetato de amonio. Determinadas las concentraciones de Al, Ca y Mg, pueden calcularse sus respectivos porcentajes de saturación. Para el caso del Al, este valor se obtiene según la fórmula: Sal. Al, % Al (meql_lOO-:-",g),x lOO Al + Ca + Mg Esta fórmula ha sido ampliamente usada tanto para caracterizar los suelos ácidos respecto a su posible toxicidad por Al como para evaluar la tolerancia de especies y cultivares a dicho efecto. En la Figura 2, por ejemplo, se presenta la relación entre el rendimiento de la yuca y el porcentaje de saturación de Al. Como puede apreciarse, la yuca es un cultivo bastante tolerante a la presencia de Al pues sólo cuando la saturación de éste pasa del 80% se presenta una reducción drástica en el rendimiento. Algo muy diferente ocurre con el frijol, un cultivo susceptible al alumini(); en él, una saluración mayor del 10% causa severas pérdidas en producción, Las variaciones en comportamiento y en respuesta de especies y cultivares a las condiciones de acidez han dado lugar al 82 Sorgo para Suelos Acidos ¡ 100 80 60 Nivel crítico 801>/0 o Nivel crítioo 0,25 meq I 20 40 60 8U Sal, Al % 100 O I 0,5 I I 0,1 l.5 Ca (meq/100 g) Figura 2, Relación en/re el rendimiento relativo de la yuro (promedio de 42 variedades) y el porcentaje de saturación de Al, de un lado, y el contenido de Ca, de olra. FUENTE: OAT, 1978. establecimiento de una estrategia para el manejo de la acidez del suelo que incluye los siguientes puntos: - Aplicación de cal para reducir la saturación de Al por debajo de niveles tóxicos para sistemas agrícolas específicos, - Aplicación de cal para suministrar Ca y Mg a las plantas y para estimular su movimiento hacia el subsuelo (donde pueden considerarse como reservas), - Uso de especies y cultivares tolerantes a las toxicidades de Aly Mn, Desde hace aproximadamente dos décadas, las recomendaciones para el encalamiento de los suelos minerales se han basado en la ecuación: meq Ca/lOO g de suelo = 1.5 meq AL/lOO g que se ha preferido a la recomendación de una cantidad específica de cal para obtener un valor dado del pH del suelo. Sin embargo, últimamente se ha encontrado que, para varios cultivos, dicha ecuación sobreestima los requerimientos de cal debido a! grado diferencial de tolerancia que presentan las diversas especies y cultivares. Para evitar este problema, Cochrane et al, (1980) desarrollaron la siguiente ecuación: Ca!, t/ha = 1.5 [Al - SRA(AI + Ca + Mg)] D. donde Al, Ca Y Mg están dados en meq/IOO g por el análisis del suelo, D. es la densidad aparente del suelo, y se introduce el 83 Metodología para el Análisis,., concepto de Saturación Requerida de Aluminio (SRA) que es caracterlstica para cada especie o cultivar considerado. Con este método se ahorra una buena cantidad de cal, reduciendo así los costos de producción y evitando los problemas del sobreencalamiento, especialmente las deficiencias inducidas de los mícronutrimentos. El efecto de la aplicación de cal en el aluminio de la solución del suelo y en el rendimiento de varias especies puede apreciarse en las Figuras 3 y 4. Se observa que, aplicando cal a niveles entre 1.5 y 2 tlha, la concentración de Al en la solución baja a menos de I ppm (disminuyendo así el riesgo de toxicidad), y que los rendimientos, especialmente de yuca y sorgo, superan el 80% del rendimiento máximo. Por otra parte, en el Cuadro 3 se observa el efecto del encalamiento en algunas propiedades químicas de un Ultisol de Quílichao, Colombia. A medida que el pH y el Ca aumentan, el Al y su saluración disminuyen considerablemente. La deficiencia de fósforo es una de las limitante. edáficas más difundidas en América tropical. Aproximadamente un 96% del área cubierta por Oxisoles y U1tisoles presenta deficiencia de este nutrimento. El problema se agrava, además, por la alta capacidad de fijación de fósforo ampliamente extendida en la región. El alto 6 5 E c. -'e" '".¡¡.a 4 3 ~ e ~ ;;: O CaCO) (kgf ha) • Quilichao • Carimagua Figuro 3. Efecto de los niveles de cal en la concentroción de Al, en la so/ucié'1, de 10$ suelos de Carimagua y Quilichao. FUE:r-..'TE: Ayana y Salinas, 19f!2. 84 Sorgo para Suelos Acidos 0.5 6 2 Cal aplicada (uña) o Yuca (42) • Maíz (20) • Sorgo (24) Figura 4, Rendimiento refatü'o de tres especies erJ relación con cuatro niveles de cal en un oxisol de Carimagua, Colombia. lAs cifras entre paréntesis indican el número de variedades ensayadas. ruENTE: CIAT, 1m, costo de los fertilizantes fosfatados exige que, para estos suelos, se desarrollen tecnologías que permitan una mayor eficiencia en la utilización del P aplicado. Con tal fin, se ha desarrollado una estrategia para el manejo apropiado del fósforo en cultivos y pasturas establecidos en suelos ácidos, que consiste principalmente en los dos puntos siguientes: Determinación de la combinación más apropiada de métodos y dosis de aplicación de P para estimular los efectos íniciales y residuales. Mejoramiento de los procedimientos de evaluación de la fertilidad del suelo para recomendar aplicaciones de P. Cuadro 3. Electo del encalamieoto en las características qubnicas de un suelo d. CIAT -QuJlIchao_ Elementos del suelo (meq/lOO g) Cal (tlba) pH Al Ca Mg K O 0.5 2 6 4.05 4.17 4.55 S.30 3.90 3.57 2.07 0.20 0.69 023 0.25 0.28 0.28 0.15 0.15 0.15 0.16 1.13 3.0\ 7.09 FUENTE: CIAT, 1977; 1978; 1979; 198iJ Sat.deAI Elementos del sueJo (ppm) (%) Mn P 77 69 49 5\ 37 2 35 19 21.8 20.9 17.1 17.1 85 Metodologia para el Análisis ... En la Figura 5 se presentan los resultados de un estudio llevado a cabo con el fin de mejorar la sensibilidad de la detenninación de P en fluoruro y ácido clorhídrico diluidos. Puede observarse que, al aumentar la concentración de NH.F en la solución extractora, aumentan los valores del P disponible los cuales, a su vez, se reflejan en la respuesta de Brachiaria decumbens a la aplicación de fósforo. Como el NH,F es capaz de extraer parte del fósforo ligado al aluminio y al hierro, estas fracciones pueden estar desempeñando una función importante en la liberación del P para las plantas. El tercer componente en la estrategia para el manejo eficiente del P consiste en el uso de fuentes de fósforo menos costosas que las solubles, por ejemplo, rocas fosfóricas ya solas o ya en combinación con superfosfatos. El cuarto componente consiste en el uso de cantidades moderadas de cal para aumentar la disponibilidad de fuentes solubles de P. Anteriormente se mencionó la influencia del encalamiento 100 ~ e 75 "~ ~ 1: .9e 50 ~ t" 25 O 2 4 6 8 10 12 P disponible en el suelo (ppm) • o NH,F 0.03 N 0.05 a 0.10 • 0.20 Hel 0.1 N 0.1 0.1 0.1 Figura 5. DIferentes ni ..'elc5 de P disponible, obtenidos mediante cuatro soluciones extractoras, y su retacwn con la producción de materia seca de Brachiaria decumbens en un Oxisol de Carimagua. FUENTE: Salinas, 1981. Sorgo para Suelos Acidos sobre la saturación y concentración de Al en el suelo y sobre los valores de pH del mismo. En la Figura 6 se observa la influencia que estos factores, combinados con el nivel de P, tienen sobre la producción de materia seca de plantas de yuca mantenidas en solución nutritiva. Concentraciones superiores a 3 ppm de Al en la solución ocasionan una reducción drástica en la producción a pesar de la presencia. en la solución, de 4 ppm de P; en cambio, en ausencia de Al, las plantas respondieron muy bien a los niveles de P. Como quinto componente puede mencionarse la selección de especies y variedades que crezcan bien en condiciones de bajo fósforo aprovechable en el suelo. Finalmente, y dentro de la estrategia global, se debe hacer énfasis en la exploración de las posibilidades prácticas de las asociaciones de micomzas para aumentar la absorción de P por las plantas. En la Figura 7 puede observarse la importancia que tiene la infección con hongos de micorrizas para la producción de yuca y para la determinación del nivel crítico externo de P de esta especie. Las plantas inoculadas alcanzan el 95% del rendimiento máximo cuando el P extralble es de 15 ppm, mientras que las plantas no inoculadas requieren un nivel de 190 ppm de P disponible para alcanzar el mismo rendimiento. ~ !O É 8 ~ 6 ~ "Ji oi :¡¡j 4 2 O J 5 4 6 pH • 16 ppm P. O Al 16 O P (ppm) o pH S, O Al OlIO lO Al (ppm) .. pH 4, 4 ppm P Figura 6. EfedQ de Úl ('oncentración de P y de Al y del pH de la solución nutritiva en la producción de materia seca de planms de yuca de 35 dlM de edad. FUENTE: elATo 1978. 87 Metodología para el Análisis... 20 10 o 50 100 200 • I I I 250 300 350 400 450 P en el suelo, Bray II (ppm) • Inoculado o Sin inocular Figura 7. Relación entre la producción de materia seca del cultivar de yuca M MéX 59, inoculada y sin inocular con micorrizas, y el contenido de P del suelo despuis dé la cosecha. La flecha indica los niveles criticas de P para UfUl produt::ción de 95% del máximo. FUENTE, CIAT, 1980, Resumen En la interpretación de los resultados del análisis de suelos y en la recomendación de fertilizantes o enmiendas, debe tenerse en cuenta que el nivel crítico de un nutrimento separa los suelos con alta probabilidad de respuesta a su aplicación de los suelos en que esa probabilidad de respuesta es baja, pero no da información sobre la cantidad de fertilizante que debe aplicarse, La exactitud con que los datos del análisis de suelos puedan ser interpretados dependerá de la clase y calidad de los trabajos de investigación hechos en el campo, en los cuales se hayan basado las correlaciones de datos, Hechas estas precisiones, en los Cuadros 4, 5 Y 6 se presentan los niveles críticos para los macro y micronutrientes del suelo, y los niveles críticos externos para el cultivo de la yuca y para el establecimiento de especies forrajeras en los suelos ácidos, 88 Sorgo para Suelos Acidos C _ 4 , Métodos de análisis. factores del suero que innuyen en su interpretación, y rangos en el nivel crítico de .los micron.utnmentos. Elemento B Método~ Factores Básico Probable Textura pH Cal Rango del nivel crítico 0,1.0,7 Agua caliente M.D.,Fe - Nl-LC,H,O, (pH4,8) Cu 0.2 0.8 - 05MEDTA - Nl-LC,H,O, (pH 4,8) - DTPA + CaCI,(pH7.3) Fe pH Cal Mn pH M.O. Zn pH,CaJ P - O,05N HCI - H,O 2.0 2.5-4.5 + 0.025N H,SO, 5.9 2.0 - Q,INHCI - EDT A + (Nl-L),CO, DTPA + CaCh(pH7,3) ;L EDTA = ácido etiléndiamino tetraaeético. DTP A ':< 1.0-7.5 1.4-3,0 05-1.0 ácido dieti{éntriamino pentacétioo, Cuadro S. Aproxi.mac:ióD _los niveles ttmcos de nutrimentos en el suelo para el cultivo de la yuca. Nutrimento Método Nivel p BrayI Brayll 7pprn IOpprn Olsen-EDTA Carolina del Norte K Al 8pprn 8ppm NH.t-Acetato IN 0.15meq/l00g Carolina del Norte 60ppm KCllN 2.5 meq/l00 g Sal. Al 75% Ca NlirAcetato IN 0.25 meqll00 g Zn Carolina del Norte LOppm Mn Carolina del Norte 5.i)'7,Oppm B Agua caliente 0.4-0.6 pprn pIl Suelo:Agua 0= 1: 1 4.6-7.0 89 Metodología para el Análisis ... Cuadro 6. Niveles aproximados de nutrimentos y pH en los suelos ácidos para el establedmiento de espedes forrajeras. Nutrimento Contenido Método Bajo P(ppm) K (mcq!l00 g) Al (meqllOOg) Sal. Al(%) C.(meq/l00g) Mg(meq1l00g) S (ppm) Zn(ppm) Cu(ppm) B(ppm) Mn(ppm) BraylI Bray JI KCI1N (Calculada) KCIIN KCIlN <2 <0.15 <05 ha, FUENTE: Sánchez y Salinas, 1983. 96 Sorgo para Suelos Acidos del suelo más importantes de las regiones de suelos con altos niveles de bases en América tropical son el estrés por sequía, las deficiencias de nitrógeno, y los riesgos de erosión (Sánchez y Cochrane, 1980), A pesar de la creencia, ampliamente difundida, de que los Oxisoles y Ultisoles no pueden sostener una agricultura intensiva y estable en los trópicos (Mec"leíl, 1964; Goodland e Irwin, 1975), existe una amplia evidencia de que estos suelos pueden ser cultivados continuamente y trabajados intensivamente para desarrollar cultivos anuales (Sánchez, 1977; Marchetti y Machado, 1980) , pastos, y cultivos perennes (Alvim, 1976), Este es también el caso de los Oxisoles y Ultisoles de Hawai y de los Ultisoles del suroriente de China. los cuales sostienen densas poblaciones. Cuando las limitaotes químicas del suelo se eliminan encalando y aplicando fertilizantes, las productividades de estos Oxisoles y Ultisoles se ubican entre las mayores del mundo. Por ejemplo, la Figura 1 muestra la producción anual de materia ~'--.-,----,---------. , 50 2~ ~ ~ .~ G ~ ~ E G ." "@ q ~ • ~ e ~ o. 10 o 224 448 896 1792 Fertilización con N (kgiha por año) Figura 1. Producdón anual de l1Ulteria seca de Pennisetum purpureum cv. Napier de corte bajo) sometido a manejo intensivo en un Ultisol de las montañas húmedas de Puerto Rico. FUENTE: Vicentc·Chandler et aL. 1974. Estrategias para el Uso y Manejo.. seca del pasto elefante (Pennísetum purpureum) con fertilización nitrogenada intensiva en Ultisoles de Puerto Rico y donde todas las Iimitantes de la fertilidad han sido eliminadas. Esta producción se aproxima al potencial máximo calculado por Dewitt (1967) para las latitudes tropicales de 60 l/ha al año de materia seca. En la Figura 2 se muestra otro ejemplo en que se obtuvieron excelentes producciones de maíz, del orden de 6.3 t/ha por cosecha, en un Oxisol arcilloso de Brasilia, Brasil, cuando su alto requerimiento de fósforo se suplió con una aplicación a voleo de 563 kglha de P y se corrigieron las otras ¡¡mitames qufmicas del suelo mediante encalamiento y fertilización. Estas estrategias de manejo pueden ser muy beneficiosas cuando el mercado provee una relación favorable entre el precio de la cosecha y el costo del fertilizante. Siempre que las consideraciones de la infraestructura económica bagan rentable la estrategia de altos insumos, esta deberfa aplicarse vigorosamente. Sin embargo, en la mayoría de las regiones tropicales de suelos ácidos (Oxisoles y Ultisoles) no existen condiciones favorables de mercado. .2. ,~ "E '"" 50 I )v Vi 40 ! § ~ 30 o .g" -5E •~ o ¡¡ '§ 'il o "" ! i 20 I i 1/ : ! 10 1/ o I 70 140 1 LSDoos "_o 46 1 I 563 8g0 ! I ! I 282 Aplicación basal de P a voleo (kgfha) Figura 2. Respuesta del cultivo de maíz a las aplicaciones de fósforo en un Oxisol (Haplllstox Típico j del Cerrado de Brasil: rendimiento acumulado en grano de seis cultivos consecutivos. FUEJI.¡'TE: North Carolina State lJrriyersity, 1978. 98 Sorgo para Sm:los Acidos Producción de Alimentos en los Suelos Acidos del Trópico De manera definitiva, parece que la competencia entre el crecimiento poblacional y la producción de alimentos llegará a definirse en los trópicos, Este hecho se ha relacionado principalmente con dos factores que insistentemente suponen la necesidad de producir más comida: el primero, la creciente población mundial, y el segundo, la mejora en el nivel de vida de las personas, Se estima que, para el año 2000, la población del mundo pueda alcanzar 6 mil millones de personas y, en consecuencia, la demanda de alimentos será tan elevada que se requiere cuanto antes una consideración seria sobre su producción. A un nivel más amplio de generalización, existen tres vías esenciales para incrementar la producción de alimentos en el trópico: incrementando la producción por unidad de área en regiones actualmente cultivadas, expandiendo las tierras bajo riego, y abriendo nuevas tierras para cultivarlas, La primera y la última requíeren de la disminución o eliminación de las limitantes del suelo, mientras que la segunda requiere disponibilidad de agua para resolver la limitante más importante. Bentley et aL (1980) examinaron estas tres alternativas y concluyeron que las tres eran necesarias, aunque la alternativa del riego estará limitada a áreas relativamente pequeñas y es la más costosa de las tres, Es poco discutible el hecho de que aumentar la productividad en tierras que están cultivadas es la vía principal para elevar la producción de alimentos, Sin embargo, los aumentos en rendimiento por unidad de área se lograrán únicamente en aquellas regiones que cuenten con infraestructura favorable para la intensificación de la agricultura y se introduzcan prácticas de manejo que interactúen para obtener un mayor rendimiento, eliminando en lo posible los riesgos de la producción, Estimativos recientes de la FAO (Dudal, 1980) muestran que para mantener la producción de alimentos durante las próximas décadas, esta producción deberá incrementarse en un 60%, Y deberán incorporarse alrededor de 200 millones de hectáreas a la agricultura actuaL Este aumento de la extensión cultivada será posible, en gran parte, por el uso que se haga de los suelos ácidos del trópico, es decir, los Oxisoles y Ultisoles de las sabanas y selvas, Estas extensas regiones poseen, en gran proporción, una topografía favorable para la agricultura, temperaturas adecuadas Estrategias para el Uso y Manejo.,. 99 para el erecimiento de las plantas durante todo el año, humedad suficiente durante el año en un 70% de la región y durante 6 a 9 meses en el 30% restante (Sánchez, 1977). Sin embargo, los principales factores limitativos que obstaculizan el desarrollo agrícola en estas áreas, aparte la baja fertilidad natural del suelo, son de tipo socioecon6mico, a saber: el trasporte limitado, la carencia de una infraestructura de mercado, y la baja densidad de población. Típicamente, en la mayoría de las áreas tropicales se observa que las regiones que reciben la influencia de los mercados presentan precios de la tierra bastante elevados, que justifican en gran parte la intensificación de los sistemas agrícolas y pecuarios; esto se refleja a su vez en el uso de altos niveles de insumas. A medida que los centros de mercado quedan distantes de los centros de producci6n, se observa una gradiente en el uso de la tierra y en la intensificación de los sistemas de producci6n, los cuales llegan a ser de tipo extensivo más allá de la llamada 'frontera agrícola', y se caracterizan por una tecnología de bajo uso de insumos. Consecuentemente, el grado de intensidad del sistema agrícola o pecuario que se establecerá en una región tropical se decidirá en función de la localización de la región respecto al mercado, de la infraestructura de trasporte existente, y de la disponibilidad de los insumas. En otras palabras, decidir sobre la aplicación de una tecnología de altos o bajos insumas debe fundarse en la viabilidad del sistema de producci6n. Evaluación Comparativa de Tecnologías para el Uso y Manejo de los Suelos Tecnología de aJtos insumos La razón principal de la producción de alimentos a una tasa superior al crecimiento poblacional en los países en desarrollo, durante la década de 1965-1975, fue el mejoramiento genético y el uso de variedades de cultivos altamente rendidores en condiciones en que los factores agua y suelo no eran limitantes. Grandes avances se han logrado al aplicar esta tecnología a los sistemas agrícolas del trópico, que son un sinónimo de la 'revolución verde'. Sin embargo, ese impacto se recibió solamente en las áreas de suelos fértiles y con infraestructura existente que representan un 30% de América tropical. 100 Sorgo para Suelos Acidos Para los suelos ácidos, la aplicación de la tecnología de altos insumas o, en otras palabras, la 'producción de máximos rendimientos' según la concepción de Cooke (1982), implica eliminar los factores edáficos, climáticos y socioeconómicos que limitan la obtención del máximo rendimiento. Su concepto básico es el de cambiar el suelo para que se ajuste a las demandas nutricionales de la planta. Consecuentemente, la investigación sobre los rendimientos máximos se concentra en el estudio de una o más variables edafoclímáticas y en sus interacciones en un sis~ tema multidisciplinario que estriba en la obtención del más alto rendimiento posible bajo una situación dada (Wagner et al., 1982). Por tanto, el objetivo de la tecnología de altos insumas es encontrar la mejor combinación de los niveles más altos de los insumas esenciales requeridos para maximizar la producción. Este concepto es dinámico, debido a que los avances tecnológicos permiten que los altos rendimientos actuales continúen subiendo. De ahí que es necesario introducir el análisis económico para determinar el rendimiento máximo económico, el cual está generalmente por debajo del llamado rendimiento máximo (Potash and Phosphate Institute, 1983). Esta situación no debe desalentar al investigador en la búsqueda del rendimiento máximo, puesto que las condiciones económicas adversas del momento pueden ser superadas en el futuro mediante el avance tecnológico. En conclusión, la tecnología de máximos rendimientos basada en el suministro elevado de insumas es ampliamente responsable de los niveles actuales de producción de alimentos en el mundo,.e indudablemente debe continuar donde las condiciones económicas lo permitan. En el caso específico de los suelos ácidos del trópico americano, la tecnología tradicional de altos insumas, desde el punto de vista agronómíco, es también válída. Si fuéramos agrícultores en una región de Oxisoles o Ultisoles y se nos diera a escoger entre superar los principales factores edáficos limitativos mediante la financiación de aplicaciones masivas de fósforo, de suficiente cal y de sistemas suplementarios de riego, y la alternativa de no poner en práctica los componentes descritos, inmediatamente tomaríamos la alternativa de producir lo máximo y presenciaríamos la valorización de nuestra tierra al trasformarse ésta de tierra marginal en tierra excelente por la aplicación de insumos. Sin embargo, dichas oportunidades son la excepción en vez de la regla en las regiones marginales de suelos ácidos de Améríca Estrategias para el Uso y Manejo ... 101 tropical. La magnitud del capital que es necesario invertir para aplicar la tecnología de altos insumos a estos suelos va más allá de los recursos de la mayoría de los gobiernos y de las organizaciones privadas. Tecnología de bajos ¡nsumos El término 'tecnología de bajos insumos' presenta ciertas ambigüedades cuando define qué tan bajo es bajo y en comparación con qué. Los términos 'cero insumas' e 'insumas mínimos' también se han utilizado. El primero no es apropiado puesto que, en la mayoría de los sistemas, cero insumos resulta en cero producción. Bajos insumos, en contraposición a insumos intermedios o altos, merecen alguna cuantificación. Sánchez y Salinas (1983) sugieren que la tecnología de bajos insumos para los suelos ácidos del trópico es la necesaria para obtener aproximadamente un 80% de los rendimientos máximos del germoplasma vegetal tolerante a la acidez. Los mismos autores muestran que es biológicamente factible alcanzar niveles adecuados de rendimiento con la tecnología y el germoplasma disponibles, a un nivel de insumos considerablemente menor que el usado por la tecnología y el germoplasma tradicionales. Los costos crecientes de los insumos relacionados con el petróleo y el énfasis mundial de conservar los recursos naturales de la tierra anteponen restricciones adicionales al enfoque de 'máximos insumos'. Las metas de desarrollo de muchos países tropicales requieren que tanto los productores como los consumidores de recursos limitados sean los principales beneficiarios de la tecnología agrícola mejorada. Nickel (1979) indicó que si los consumidores de bajos ingresos han de beneficiarse, los aumentos en la producción de alimentos se deben lograr a costos unitarios más bajos. Estos costos unitarios bajos se pueden alcanzar mediante tecnología que tenga una base biológica la cual, con frecuencia, es neutra respecto a la producción de escala. Para asegurar que los productores de bajos recursos tengan acceso a esta tecnología, ella no debe depender de grandes cantidades de insumos comprados. En el pasado, los agricultores se ajustaron a su falta de poder adquisitivo aplicando cantidades bajas de insumos a un sistema agrícola diseñado para operar mejor a niveles altos de insumos. Ejemplos de éstos abundan en América Latina, en donde las deficiencias de nutrimentos son evidentes en muchos campos. Muchos agricultores saben que sus cultivos podrían dar mayores 102 Sorgo para Suelos Acidos rendimientos si se aplicaran fertilizantes a las variedades COn alto potencial de rendimiento, pero no pueden comprar más o no se atreven a hacerlo debido al alto riesgo involucrado. Otro ejemplo es el intento de establecer, en gran escala, la producción de ganado de carne en Oxiso\es y Ultisoles del Amazonas de Brasil mediante la siembra de Panicum maximum sin fertilización fasforada. Este es un claro ejemplo de la ignorancia de factores limitativos edáficos muy obvios. Como lo ha mencionado repetidamente Paulo Alvim en reuniones acerca del Amazonas. "la agricultura es diferente de la minería". Los agricultores deben adicionar fertilizantes con el fin de sostener la producción, inclusive en los mejores suelos de las regiones templadas. La tecnología de manejo de suelos COn bajos insumas para estos suelos ácidos es diferente de la adopción pareial de la tecnología de altos insumos. La tecnolog[Q de bajos insumos no es asunto de aplicar menos o lo mismo sino una manera diferente de manejar el suelo. El adelanto fundamental ha sido la identificaciÓn de especies y variedades importantes que pueden tolerar grados notables de factores limitativos impuestos por la acidez del suelo. Es pues cuestión de determinar la cantidad de fertilizante y de cal que estas especies tolerantes requieren para producir un 80% de su rendimiento máximo en forma sostenida. En consecuencia, la principal justificación de la tecnolog(Q de manejo de suelos con bajos insumos, en regiones de Oxisoles y Ullisoles de América tropical, es de naturaleza socioeconómica y no agronómica, Productividad de los sistemas de altos y bajos insumos Los sistemas de manejo de suelos de altos insumos agronómicamente viables produccn casi invariablemente rendimientos más altos que los sistemas de bajos insumos definidos aquí. Hay varias razones que responden a esta observación. Cuando se eliminan los factores edáficos limitativos mediante fertilización, encalamiento y riego, se deben utilizar especies y variedades que presenten un rendimiento potencial absoluto mayor que el de las variedades tolerantes a la acidez. debido a que los atributos genéticos de estas especies o variedades, en rendimiento y calidad, fueron obtenidos originalmente en condiciones edafoclimáticas sin limitantes. Por otra parte, la fertilidad de los suelos ácidos es relativa, puesto que la denominación que se le da de baja, media o alta Estrategias para el Uso y Manejo... 103 dependerá de la especie o variedad que se cultive. Por ello, un suelo marginal para la producción de maíz, sorgo O soya puede ser excelente para especies forrajeras perennes de gran potencial. Se ha manifestado que las especies de plantas tolerantes a las limitaciones de los suelos ácidos, particularmente las tolerantes a niveles 'l1ás bajos de fósforo aprovechable, pueden agotar completamente la baja reserva de nutrimentos que tienen estos suelos y dejarlos totalmente inútiles. La tecnología de bajos insumos se considera, a veces, como el esfuerzo final para extraer el último resto de fertilidad de estos suelos. Sin embargo, este argumento se debe analizar en términos de las reservas totales del suelo, de las cantidades de fertilizantes que se deben agregar, y de la extracción total de nutrimentos. A causa del crecimiento continuo de las plantas, la disponibilidad de ciertos nutrimentos en el suelo disminuye eventualmente por debajo del nivel crítico. En Oxisoles y Ultisoles, esto ocurre relativamente rápido con el nitrógeno y el potasio, elementos que son muy móviles en su forma aprovechable. El' agotamiento del nitrógeno es muy poco posible debido a la gran reserva en la fracción orgánica y a su reposición mediante descomposición radical, fijación de nitrógeno y otros factores agronómicos. Los contenidos de materia orgánica no son generalmente diferentes de los principales suelos de la zona templada (Sánchez, 1976). La situación con el azufre es similar. La tasa de agotamiento del potasio depende de la reserva que hay en el suelo de la forma no intercambiable del elemento, principalmente en los minerales de las arcillas. Las reservas de potasio de estos suelos comúnmente proporcionan menos que el nivel critico generalmente aceptado de 0.15 meqllOO g; por consiguiente, se establece un equilibrio entre el potasio aprovechable (intercambiable) y el no intercambiable. Este nivel no logrará sostener un crecimiento rápido de las plantas pero no reducirá a cero las reservas de potasio en el suelo. Como los residuos de las cosechas o de las pasturas maduras presentan, en general. altos niveles de este elemento, usualmente ocurre el reciclaje de este nutrimento. El potencial de extracción del calcio, magnesio, zinc, hierro, cobre, boro, manganeso y molibdeno parece menos factible, puesto que las cantidades removidas por las cosechas de los cultivos son muy pequeñas en comparación con las reservas totales de los suelos de Oxisoles y Ultisoles. Igualmente, las formas aprovechables de estos elementos son menos móviles en los suelos y, por consiguiente, están menos sujetas a pérdidas. 104 Sorgo para Suelos Acidos Finalmente, el contenido total de fósforo --elemento alrededor del cual se presenta la mayoría de las discusiones sobre el 'agotamiento del suelo'- en la capa superficial de Oxisoles y Ultisoles oscila entre 100 y 200 ppm de P, en comparación con el nivel de aproximadamente 300 ppm de P en suelos de arcillas de gran actividad con un alto nivel de bases propios de las regiones templadas (Sánchez, 1976). Sin embargo, algunos Oxisoles presentan contenidos muy altos de fósforo, tales como el Eutrustox del Cerrado de Brasil (Maura et al., 1971). A pesar de que la poca información disponible indica que la mayoría de los Oxisoles y Ultisol.s presentan bajos niveles de fósforo, la extraeeión de este nutrimento por plantas adaptadas a suelos ácidos (enraizamiento profundo y uso eficiente del fósforo) resulta ser mínima, y con el reciclaje se produce una restauración lenta del fósforo. En consecuencia, el argumento del agotamiento del suelo parece tener poca validez. Se han descrito en forma resumida diversos aspectos de las tecnologías de manejo de suelos que se pueden aplicar en los suelos ácidos de América tropical. Obviamente, cada componente no se puede aplicar a todas las situaciones o sistemas agrícolas en esta extensa área, puesto que algunos componentes son mutuamente excluyentes. Igualmente, hay varios componentes que se encuentran razonablemente bien desarrollados y listos para la validación local, en tanto que otros son apenas observaciones preliminares. Sin embargo, globalmente representan la filosofía del manejo de suelos en el trópico. Debe enfatizarse que, prescindiendo de la tecnología empIcada, el manejo de la fertilidad del suelo ácido debe contemplar necesariamente tres componentes: el requerimiento nutricional de la planta, las propiedades físico-químicas del suelo, y los procesos biológicos del suelo. Necesidades de Investigación En los puntos anteriores se ha mostrado la factibilidad del enfoque de tecnologías de altos y bajos insumos presentando varios componentes de las dos tecnologías de manejo de los suelos ácidos de América tropical. Las instituciones de investigación responsables del desarrollo de sistemas agrícolas y pecuarios para suelos representativos deben ser las que integren los componentes adeeuados para una situación dada en diferentes sistemas agrícolas. Por consiguiente~ la primera prioridad de inves- tigación, en la mayoría de las situaciones, será la de desarrollar Estrategias para el Uso y Manejo ... lOS totalmente los componentes de esas tecnologías para un sistema agrícola o pecuario en particular. Este trabajo ha identificado varias brechas importantes en la investigación, de ¡as cuales una lista parcial se resume a continuación: 1. Caracterizar especies y variedades promisorias de cultivos anuales, de pastos y de cultivos perennes por su tolerancia a las distintas limitaciones del suelo en términos de niveles críticos cuantitativos. 2. Caracterizar niveles críticos mediante pruebas analíticas de suelos para las deficiencias de nutrimentos (o las toxicidades) en los principales tipos de suelos empleando especies y variedades adaptadas a los sistemas agrícolas y pecuarios. 3. Desarrollar medios para interpretar los sistemas de evaluación de tierras en términos de los requerimientos de la tecnología de altos o bajos insumas. 4. Estudiar los cambios que se producen, con el tiempo, en las propiedades del suelo tanto químicas como físicas, y en las principales situaciones de los sistemas edáfkos y agrícolas. Estos estudios permitirán predecir cambios en la dinámica de los nutrimentos o en el deterioro físico del suelo y corregirlos antes de que ocurran. La información sobre la dinámica del suelo es escasa y generalmente refleja un período de tiempo muy corto. También se requieren estudios a largo plazo para observar los cambios en las propiedades del suelo, a fin de comprender mejor lo que ocurre en suelos manejados mediante sistemas de bajos insumos. Los interrogantes acerca del grado de reciclaje de nutrimentos, la cantidad de nitrógeno residual de sistemas de cultivo (incluyendo los de leguminosas), y la eficiencia del uso de fertilizantes podrían se!" respondidos mediante estos estudios a largo plazo sobre las propiedades del suelo y sus relaciones con la producción de plantas. 5. Cuantificar los sistemas de agrosilvicultura. Es necesario establecer una base de datos sobre sistemas agrícolas que incluyan especies forestales solas O en combinación con cultivos anuales y pasturas. 6. Investigar la manera de aumentar la fertilidad del subsuelo. Se requiere una mayor comprensión básica de la química del movimiento del calcio y del magnesio, como también lOó Sorgo para Suelos Acidos de otros factores que alivian la toxicidad del aluminio en el subsuelo por medio de la lixiviación. 7. Comprender mejor la tolerancia a los bajos niveles de fósforo aprovechable. Las teorías y los estudios de invernadero sobre la capacidad diferencial de las plantas para acidificar su rizosfera se deben probar y validar en las condiciones de los Oxisoles y Ultisoles. 8. Reunir en un solo paquete de investigación y validación los distintos componentes de la tecnología de manejo del fósforo. Es posible combinar. para sistemas específicos de suelos y agricultura, las mejores fuentes, dosis y métodos de aplicación y su interacción con variedades tolerantes a bajos niveles de fósforo aprovechable, la inoculación con Rhiwbium, y la inoculación potencial con cepas mejoradas para establecer micorrizas. Es necesario desarrollar fuentes de fertilización de fósforo mejoradas o menos costosas, en función de la intensidad del sistema de producción. 9. Adaptar especies o variedades de leguminosas tolerantes a la acidez del suelo a ciertas cepas de Rhizobium, con el fin de hacer que ambas sean compatibles, en un mismo grado, con las limitaciones impuestas por la acidez del suelo y para favorecer la persistencia del Rhizobium en el suelo, 10. Desarrollar nuevos métodos para mejorar la eficiencia de la fertilización nitrogenada en cultivos que no sean leguminosas, y de la fertilización potásica en lodos los cultivos. La baja recuperación de los fertilizantes nitrogenados y potásicos es un obstáculo considerable que no penníte disminuir los costos unitarios. Es necesario desarrollar fuentes alternas de fertilización potásica con productos de menor solubilidad, Referencias Alvim, P. T. 1976. El equilibrio enlre la conservación y la utilización de los trópicos húmedos. Desarrollo Rural 8:187-194, Benlley, C. F,; Holowaychuck, H,; Leskiw, L. y Toogood, J. A, 1980, En: Bonn Conference 00 Agricultural Production Report. Rockefeller Foundation, Nueva York, E,U, Estrategias pa.ra el Uso y Manéjo... 107 Cochrane> T. T. 1979. An ongoing appraisal of the savanna ecosystems of Tropical Amerio. for beet cattle production En: Sánchez, P. A. Y Torgas, L. E. (ed•. ). Producdón de pastos en los suelos ácidos de los trópicos. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia. p. 1-14. Cooke, G. W. 1982. Fertilizing for maximum yield. McMillan, Nueva York, E.U. 465 p. De Wítt, C. T. 1967. Photosynthesis: it. relationshipto overpopulation. En: San Pierro, A; Greer, F. A. Y Arrny, T. J. (eds.). Harvesting the sun. Academic Press, Nueva York, E.U. p. 315·320. Dudal. R. 1980. Soil-related constraints to agricultural development in the tropics. En: Priorities for alleviating soU related constraínts to food production in the tropics. Intemational Rice Research Institute (IRRI), Los Baños. Filipinas. p. 23-37. Goodland, R. L A. Y Irwin, H. S. 1975. Amazon jungle: grecn hell to red desert? Elsevier, Amsterdam, The Netherlands. 155 p. Matchetti, D. y Machado, A. D. (od•. ). 1980. Cerrado: uso e manejo. Editerra, Brasilia, Brasil. 7fIJ p. MeNeil, M. 1964. Lateritic soils. Sci. Am. 211:96-102. Moura, W.; Buol, S. W. y Kamprath, E. J. 1972. Experíentia. (Brazil) 13:235-247. NCSU (North Carolina State University). 1978. Agronomíc·economíc research on tropical soils: Annual report for 1976-77, North Ca~ rolina State Univ., Raleigh, NC. E.U. Níckel, J. L. 1979. Foreword. En: CIAT highlights for 1978. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali. Colombia. p. vHi. Potash and Phospbate Institute, 1983, Maximum economic y,eld manual: A guide to profitable crop production. Atlanta. GA, E. U. Salinas, J. G. Y Valencia, C. A. 1984. Oxisoles y Ultisoles en América tropical. Guía de estudIo. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia. p. 53 Y p. 68. Sánchez, P. A. 1976. Properties and managemenl of soils in the tropics. Wiley, Nueva York, E.U. - - . 1977. Advances in tbe management of Oxisols and Ulüsols in tropical South America, En: Proceedings of the international seminar on soil environment and fertility management Ín intensive agrieulture. Soco Sel. Soil and Manure. Tokio. Japón. p. 535·566. 108 Sorgo para Suelos Acidos - - y Cochrane, T. T. 1980. Soil constraints in relatlOn tomajorfarming systems of tropical America. En: Properties fOf aIleviating soilrclated constraints tú food productjon in the tropies. IntemationaJ Rice Researchlnstitute (IRRI), Los Baños, Filipinas, p. 107-140. _ ..- YSalinas, J. G. 1983. Sucios ácidos: Estrategias para su manejo con bajos insumos en América tropical, Montoya y Araújo, Bogotá, Colombia. 93 p. Vicente-Chandler. J.; Abruna, F.; Caro-Costas, R.; Figarella, J.; Silva, S. y Person, R. W. 1974. Jntensive grasslands management in the humidtropics ofPuertoRico. Univ. P.R. Agrie. Exp. Sta. Bull. 223. Wagner. R. E.; Dibb, D. W.; Usherwood, N. R. Y Yamada, T. 1982. Building maximum economic yield systems for Brazil. En: Sixth Symposium on Cerrados. Brasil. Una Nueva Metodología para Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio y con Alto Potencial de Rendimiento J, J, Nicholaides, III y M, ¡, Piha' Introducción Los años recientes han visto un interés creciente en la evaluación de varios cultivos por su tolerancia al aluminio de los suelos. Este interés es más grande en los países desarrollados donde las presiones de población han forzado a la agricultura a ocupar los suelos ácidos o marginales, Muchas veces las tecnologías mejoradas, como las variedades de la 'revolución verde', no sirven paf'd la producción agrícola en estos suelos si no se hacen aplicaciones de cal, la cual, muchas veces, no está disponible para los agricultores por razones de ubicación, trasporte o economía, Entonces, lo que necesitan los agricultores en estos suelos ácidos es una 'revolución adaptable' en que variedades o líneas mejoradas puedan ser identificadas como adaptadas a suelos ácidos para su uso inmediato o para emplearlas en programas de mejoramiento. Hay algunos trabajos en la literatura sobre evaluación de variedades de varios cultivos por su tolerancia a la acidez o a la toxicidad causadas por el Al en el laboratorio, en el invernadero o en el campo, y a veces combinando algunos de estos aspectos, En algunos de estos trabajos, los autores querían evaluar varios cultivares por su tolerancia a la toxicidad del Al. Sin embargo, no había un método bueno para evaluar cultivares .. El autot' principal fue profesor asociado y coordinador del Programa de Investigación de Suelos Trop¡t;al~.. del Departamento de Ciencias del Suelo, en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y ahora es decano asociado de Agricultura, director de Agricultura Internacional, y vicecanciller asistente para investigación en la C'niversidad de IllinoÍS, en Urbana, fL, E.U.; el segundo autor fue asistente de investigación ubkado en Yurima· guas, Perú, con el Programa meru:ionado y ahora es candidatQ doctoral en la Universidad de C'41lifornia. Da"is, CA, E"U. 110 Sorgo para Suelos Acidos con tolerancia a un alto porcentaje de saturación de Al y, a la vez, con alto potencial de rendimiento bajo estas condiciones de Al tóxico en el suelo. Se ha desarrollado ya un método que sirve para realizar este objetivo. Métodos y Materiales El trabajo resumido en este capítulo fue realizado por los autores (Piha y Nicholaides, 1983) en un suelo Paleudult típico, franco de textura fina, silíceo e isohipertérmico, cerca de Yurimaguas, Perú, en la Estación Experimental Agrícola peruana en que funcionaba el Programa de Investigación de Suelos Tropicales, entre 1979 y 1982. Más detalles de varios experimentos hechos con arroz, batata, soya, maní y caup! pueden encontrarse en el Informe Técnico de 1980-1981 del Programa de Investigación de Suelos Tropicales (Piha y Nicholaides, 1983). Modelo Para evaluar los datos de muchos cultivares de una especie vegetal por su tolerancia a la toxicidad de Al y por su potencial de alto rendimiento bajo estas condiciones tóxicas de Al en el suelo, hay que construir primero una gráfica (Figura 1), en la cual el rendimiento absoluto en condiciones de Al tóxico es la abscisa (eje de X) y el rendimiento con toxicidad de Al-relativo al obtenido sin toxicidad de AI- es la ordenada (eíe Y). Segundo, bay que dividir la figura en dos áreas construyendo una linea horizontal en el 85% del rendimiento relativo para separar los cultivares tolerantes (arriba de la línea) de los sensitivos (debajo de la línea). Varias veces en la literatura se usa el 80% del rendimiento relativo para evaluar la tolerancia al Al; en este caso, decidimos usar un criterio más estricto y por eso elegimos el 85%. Ahora, para separar los cultivares cuyo potencial de rendimiento es alto de aquéllos en que éste es bajo, se ha construido una línea abscisa usando el rendimiento promedio del mejor tercio de los cultivares del ensayo en que se aplicó cal -o sea, sin toxicidad de Al-- para estar ciertos de que se obtuvo un buen rendimiento. También se pueden utilizar otros criterios para determinar la ubicación de la línea vertical, aunque este método siempre da una indicación exacta del buen rendimiento de un cultivo bajo las condiciones actuales del ensayo. tU .. ,Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio.... - Tolerante. bajo potencial de rendimiento MTR c Tolerante, alto potencial de rendimiento 1I IV Sensible, bajo potencial de rendimiento Sensible, alto potencial de rendimiento 85r--------------t--------------- III Rendimiento en suelo ácido (tlba) Figura 1, Modelo para diferenciar cultivares según su tolerancia a la toxicidad por Al y su potencial de alto rendimiento bojo estas condiciones de estres. RendimientQ relativo (Rendimiento sin encalar)/(Rend¡. miento apUcando cal); MTR.: es el promedio del rendimiento del mejor tercio de los cultivares en el ensayo que recibió caL Hay pues cuatro áreas o cuadrantes en la gráfica. Las variedades que caen en el cuadrante IV son las tolerantes a la toxicidad del Al y las que tienen también un alto potencial de rendimiento bajo estas condiciones tóxicas. Los cultivares que caen en el cuadrante 1 no tienen tolerancia al Al ni alto potencial de rendimiento. Los cultivares del cuadrante II poseen tolerancia al Al y los del cuadrante III tienen alto potencial de rendimiento bajo toxicidad de Al (pero casi nunca cae un cultivar en el cuadrante III). Entre 1979 Y 1982, en un campo cerca de Yurimaguas, Perú, se evaluaron cultivares y líneas mejoradas escogidas, aplicando el modelo descrito, por su tolerancia al Al y por su alto potencial de rendimiento bajo estas condiciones tóxicas; esas variedades y líneas fueron 52 de arroz, 20 de batata, 22 de soya, 11 de maní, y 27 (ensayo 1) más 10 (ensayo 2) de caupL Algunas propiedades de los suelos de los ensayos se presentan en el Cuadro 1. Cada ensayo tenfa una condición tóxica de Al comparada con una condición sin toxicidad de Al (por encalado). Ni P ni cualquier otro elemento esencial era deficiente en el suelo porque se aplicaron suficientes cantidades de todos los elementos que el análisis de suelos consideró deficientes. 112 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 1. A1gun.. propledades del sue'" en los ....y.. de evalwiclt\n de la lOImmda al alumlolJ¡ de .ariedad.. Y U.... de mejoramiellto de arroz, batata, SQy8~ manl y caupí, cerca de Yurimaguas, Perú. Cultivo Condición del suelo pH Al ele __._- . (meqflOO ce) Sato de Al P. (%) (ppm) Arroz Acido 4.2 4.0 5.1 78 17 Encalado 4,9 L7 5.4 31 19 Acido Encalado 4,3 2,0 1.1 3,0 3,2 67 12 4,9 34 13 4.3 5,3 1.8 0.2 2,7 67 11 Encalado 2,9 7 25 Acido Encalado 4.2 4,9 4,7 1.9 5,7 5.4 82 35 10 10 Addo 4.2 1.2 1.9 63 13 Encalado 5,1 LO 3,6 28 25 Acido 4,2 5,0 3,6 1.2 5.1 71 24 12 Batata Soya Addo Maní Caupí (ensayo 1) Caupi(ensayo2) Encalado 4,9 11 a. Olsen modificado. Resultados y Discusión Arroz De las 52 variedades evaluadas, 20 no rindieron nada por un ataque de piricularia; las otras mostraron diversos grados de resistencia. Usando el método nuevo para evaluar las 32 líneas restantes, encontramos que tres (Colombia 1, IR 9671-01141-5 Y Suakoko 8) cayeron en el cuadrante IV, que indica tolerancia a la toxicidad de Al y un alto potencial de rendimiento bajo esas condiciones tóxicas (Figura 2). El cultivar CICA 8 casi entró en el cuadrante IV, pero su rendimiento relativo de 77% lo situó en el cuadrante III; no obstante, su producción de 3.25 tlha en un suelo con 78% de saturación de Al se estimó muy buena. Los datos del rendimiento de algunas variedades y líneas seleccionadas están en el Cuadro 2. Hay, por lo menos, dos variedades, Colombia 1 y Suakoko 8, que tienen las dos características deseadas de tolerancia al Al y de alto potencial de rendimiento. 113 .. ,Seleccionar Cultivares Tolerantes al Alumínio.... • 100 85 SO ~ o 'S 60 .!S e ~ <~ ~e v '" ~t • • • •• • •• • • •• • • • • • • • •• •• • • Arroz en suelo con 78% de sato Al y pH 4.2 O~ _ _ ·L-.··· 1 0.5 1.0 1.5 20 I 2.0 2<5 3<0 Rendimiento en suelo ácido (t/ha) Figura 2. El modelo uwdo para indicar cultivares de arroz tolerantes al Al y con alto potencial de rendimiento b(ljo estrés por toxicidad de Al. Cuadro 2. AIgu... medid.. de l. prodU 40 21--tsO • Maní en suelo oon82'%, desat. Al ypH4.2 I I 1.0 1.5 I 2.0 2.5 3.0 3.5 Rendimiento en suelo ácido (tiha) Figura 5. El modelo usado para indicar cuJtiváI'es de man.{ tolerantes al Al y con airo potencial de rendimiento bajo es/res por toxicidad de Al. Cuadro S. Algunas medidas de la producclón de variedades y UDeaS de man( escogidas, en suelos oon82% y 35% de saturadón de alumJnio, cerca d. Yutirnoguas, Pml. Variedad o linea UF 78305 UF 78307 Rorigiant Tifrnn BlanroTarapotoa NC6 a, Variedad local. Rendimiento de grano en cáscara (tlha) Rendinriento relativo degraDo Suelo ácido Suelo encalado 1.75 2.08 1.27 2AS 3.37 2.34 62 54 l.02 2.38 2.69 20 2.30 13 0.55 0.31 Porcentaje Peso relativo relativo de cáscaras de materia verde (%) (%) (%) 71 95 'J7 62 90 90 54 57 63 43 63 55 126 108 117 ... Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio.", Caupí El primer ensayo con caupí no tenía aparentemente suficiente porcentaje de saturación de Al (63 %) para crear un estrés adecuado; por ello, la mayoría de las variedades y líneas eayó en el cuadrante IV (Figura 6). De las 27 variedades y líneas evaluadas, 8 (todas del lITA) rindieron más de 2 tlha en suelos con 63% de saturación de Al. Algunos ejemplos aparecen en el Cuadro 6. 300 • • 250 ~ ~ o 200 o 150 .~ ] " "§ '6 ~ "= ••• • -.. ..' , •• •• 100 85 50 o Caupí en suelo 00063% desato Al ypH4.2 1.0 2.0 30 Rendimiento en suelo ácido (tIha) Figura 6. El mt:Jde1o usado p(lJ'a indicar cultivares de caupi (ensayo 1) toleran/es al Al y con alto potencial de rendimiento bajo estrés por toxicidad de Al. Por falta de un rango bueno para el caup!, otro ensayo fue iniciado en un suelo con mayor porcentaje de saturación de Al (71 %), y se obtuvo un rango mejor. Aunque ninguna variedad o línea entró en el cuadrante IV, TVX 1836-013J del lITA casi entrÓ en éL Los resultados de los ensayos 1 y 2 con caupí (Cuadros 6 y 7; Figuras 6 y 7) dan énfasis al hecho de que el término 'tolerante al Al' es solamente relativo, y que su definición depende muchísimo de las condiciones en que se hace la evaluación. La línea tolerante a 63% de saturación de Al no es necesariamente tolerante a 710/0 de esa saturación. 118 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 6. Algunas medidas de la producción de variedad.. y lin... d. eaupl escogid&.$, en suelos con 43% y 23% de saturadóD de aluminio (en~ sayo 1), cerca de Yurim~ Pero. Rend¡m¡ento~ Variedad (tlha) Rendimiento o línea TVX2394-0IF 3 Mesillob TVX66-2H TVX 1999'¡¡IF Blackeye5 Vita5 Suelo Suelo ácido encalado 1.68 1.79 2A7 0.58 0.72 1.09 2.38 1.43 226 166 1.90 92 2.04 84 X en suelos ácidos • 85 = 66; Número relativo de vainas (% ) (%) 79 95 318 101 99 97 91 261 162 88 91 X en suelos encalados 250 "" 68. • • •• •• 80 ,g 290 1.75 100 Altura relativa 250 172 3, Días a la primera cosecha: b. Variedad local. ~ e .a relativo degral10 (%) • 60 ~ @ ~ E ~v '" 40 20 Caupi en suelo con 71 % de sal. Al ypH4.2 I O 1.0 2.0 3.0 Rendimiento en suelo ácido (tlha) Figura 1 El modelo usado para indicar cultivares de coupi (ensayo 2) tolerantes al Al Y con airo potencial de rendimiento bajo estrés por toxicidnd de Al. Sin embargo, parece que el caupí, como especie, tiene una tolerancia general a la toxicidad por At En ambos ensayos, el Vita 4 (del liTA) rindió más de 2 tlha y dío 99% de rendimiento relativo. Los cultivares Vita 8, 6 Y 7 rindieron más de 1.7 tlha y dieron 85% de rendimiento relativo. Parece que ya existen variedades de caupí adaptadas a suelos con alto porcentaje de saluración de Al y que pueden rendir bien bajo esas condiciones. 119 ... Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio .... al. CulUlro 1. Algunas medid.. de la producdt\n de . _ y 11..... de -.gldas, en _ con 11 % Y 24% de _1tIn d. a1nndede ¡... sayo Z)t cerca de Yurimaguas, Peri. Variedad o línea Rendimiento (tIha) Suelo ácido TVX 183t).()13J Vita4 TVXll93-70 TVX66-2H 2 Mesino3 Vita5 Suelo encalado Rendimiento relativo de grano (%) 1.30 2.05 1.91 1.80 1.68 1.16 1.32 99 2.12 2.01 96 95 2.03 90 87 60 1.94 1.94 AJtura Número relativa relativo devaínas (%) ('Yo) 74 76 75 81 79 56 100 94 86 89 89 59 a. Variedad local Resumen y Conclusiones El método propuesto sirve bien para evaluar varios cultivares por su tolerancia al alto porcentaje de Al y, a la vez, por su alto potencial de rendimiento bajo estas condiciones tóxicas de Al. Se puede adapiar este método para evaluar cierto número de cultivares por su tolerancia a cualquier condición de estrés. La frase 'tolerante al Al' es relativa y su definición depende de las condiciones de la evaluación. Se propone un nuevo método para evaluar un gran númerO de cultivares de cualquier especie vegetal por su tolerancia a cualquier estrés de suelo, incluyendo la toxicidad por aluminio. El método se usó para diferenciar la tolerancia a la toxicidad del aluminio en 52 cultivares de arroz, 20 de batata, 22 de soya, 11 de maní y 27 de caupí en experimentos de campo hechos en Yurimaguas, Perú, entre 1979 y 1982. Algunas variedades de arroz y caupí fueron identificadas, mediante el nuevo método, no sólo como tolerantes al Al, sino con un alto potencial de rendimiento bajo condiciones de toxicidad de Al en el suelo. Referencias Armiger, W. H.; Foy, C. D.; F1eming, A. L Y C.ldwell, B. E. 1968. Differentíal tolerance of soybean varicties to an acid soil high in exch.ngeable aluminum. Agron. J. 60;67·70. Brinkman, G, S. y Judy, W. H. 1979. Thc offccts of soíl .Iuminum on soybean productivity, nutrient composition, and nodu)arlon usíng two soybean varieties under a fíeld setting. Agron. Abs. 1979:42. IZO Sorgo para Suelos Acidos Clark, R. B. 1977. Effect of aluminum on growth and mineral elemenls af AI·tolerant and AHntolerant corno Plant Soil 47:653-662. Fleming, A, L. Y Foy, C. D. 1968. Root 'tructure reflects differential aluminum tolerance in wheat varieties, Agrou. J, 60:172-176, Foy, C. D.: Armiger, W. R: Briggle, L. W, y Reid, D. A. 1965. Differential aluminum tolerance of wheat and barley varíeHes in acid soíls. Agron. J. 57:413-417, _._-; Bums, G. R.; Brown, J. C. y Fleming, A, L. 1965. Differential aluminum to)erance of two wheat varieties associated with plant~índuced pH changes around their root5. Soil Sci. Soco Am. Pro•. 29:64-67. - - ; Fleming, A. L. Y Anniger, W, H. 1969. Aluminum tolerance of soybean varieties in relation to caldum nutritíon. Agran. J.61:505-511. - - ; _._; Bums, G, R. YArmiger, W. H. 1967. Characterizatíon of differential aluminurn tolerance among varietÍes of wheat and barley. Soil Sei. Soco Am. Prac, 31:513-521. - - - ; - - - y Gerloff, G. C. 1972. Differentialaluminum toleranee in two snapbean varieties. Agron. J. 64:815-818. Garcia, O. lr.; da Silva, W, J, y Massei, M. A. S. 1979. An efficient method fnf screeníng maíze inbreds for aluminum tolerance. Maydica 24:75-82. Gil!, D. 1983. Differential oluminum toleronee of selected soybean varieties under fletd conditions. Tesis (M.S.). North Carolina State University, Raleigb, NC, E.U. Hanson, H. D. Y Kampratb, E. J. 1979. Selectíon for Al tolerance in soybeans bascd on seedling root growth. Agron. J. 71:581-586. Horst, W. J,; Wagner, A. y Marschner, H. 1982. Mucilage protects root meristerns from a)uminum injur)'. Z. Pflanzenphysiol. Bd. 105. S:435-444, ---; - - y ---o 1983. Effect of aluminum on root growth. cell~division rate and mIneral element contents in roots of Vigna unguicutata genotypes. Z. Pflanzenphysiol. Bd. 109. S:95-103. Howelcr, R. H. Y Cadavid, L. F, 1976. Serecniog rice cultivars for tolcrance to Al toxicity in nutrient solutions as compared with a ficld screening method. Agron. J. 68:551·555. Kau, L. B. 1983. Effects of Al on peanut growth in solution, potted son, and fieJd studies: and an estimadon of combining ability for Al toleranec. Tesis (M.S.). North Carolina State Universily, Ra· leigh, Ne, E.U. 121 ... Seleccionar Cultivares Tolerantes al Aluminio.. " Meredith, e P. 1978. Selection and characterization of aluminumresistant varíants from tomatoeeU culture. Plant Sei. Len. 12;25-34. Moore, D. P.; Kronstad, W. E. y Metzger, R. J. 1977. Screeningwheat for .luminum tolcrance. En; Madisoo J. Wright (ed.). Planl adaplion to mineral stress in problem soils. Cornell University Agricultural Experiment Station, I!haca, NY, E.U. p. 287-295. Munn, D. A. Y McCoIlum, R. E. 1976. Solutíon culture cvalualion 01 sweet potatoeultivar tolerance lo a1uminum. Agron. J. 68;989-991. - - - ; Hohenberg, J. S.; Righettí, T. L. Y Laulcr, D. J. 1981. Soil acidity tolerance of symbiotic and nitrogen-fertHized soybeans. Agron. J. 73;407-410. - - ; Keyser, H. H.; Fogle, Y. W.; Hohenberg, J. S.; Righerti, T. L.; Lauter, D. L.; Zaraug, M. G.; Clarkin, K. L. Y Whitaere, K. W. 1979. Toleranee 01 sojl acídity in symbiosis of mung bean with rhízobia. Agron. J. 71:256-260. Muzilli, O.~ Santos, D.; Palhanc, J. B.; Manetti, J.; Lantmann. A. F.; Garcia, A. y Cateneo. A. 1978. Tolerancia de cultivares de soja e de trigo a acidez do solo. R. Bras. CL Solo 2;34-40. Piha, M. y Nicholaides, J. J; 1983. Selection of acid-toleranl cultívars. En; Nícholaides, J. J.; Couto, W. yWade, M. K. (eds.). Agronorníceconomíc research on soils of the tropics: 1980~ 1981 technical reporto Soil Sei. Dept., North Carolina State Univ., Raleigh, NC, E.U. p. 49-69. Polle, E.; Konzak, C. F. y Kittrick, J. A. 19780. A rapid screening of wheat for tolerance to aluminum in breeding varietles better adapted to acid soils. A10 Tech. Series Bull. 21. - - - ; - - - y ---o 1979b. Screening for AJ toleranee ín maize. AID Tech. Series Bull. 22. Reíd, D. A.; F1emíng, A. L. Y Foy, C. C. 1971. A method01 determíning aluminum response of badey in nutrient oolution in comparison to response ín AI-toxi. soil. Agron. J. 63;600-603. Rhue, R. E. 1979. Differential aluminurn toleranee in crop planls. En; Mussell, H. y Staples, R. C. (.ds.). Stress physiology in erop plant,. Wíley-Interscience Publ., Nueva York, E.U. p, 62-80. - - - Y Grogan, C. o. 1977. Screening coro for Al tolerance using different Ca and Mg coneentrations. Agron. J. 69:755-760. Salinas, J. B. 1978. Differential response of soroe cereal and beau cultivars tú Al and P stress on an OxísoJ of Central BrazÍI. Tesis (Ph.D.). Soil Seicnce Depl., North Carolina Slate Universily, Raleigh, NC, E.U. 122 Sorgo para S""los Acidos Sánchez, P. A. YSalinas, J. G. 1981. Low-input technology for maoaging Oxisols .ud Ultisols in Tropical America. Adv. Agron. 34:279-406. Sartain, J. B. 1974. Different;al effeels of aluminum on top and root growth, nutrient accumulation and nodulation of several soybean varieties. Tesis (Ph.D.). So;1 Seieoce Dept., North Carolina State University, Raleiglt, Ne, E. U. ~ ..- YKamprath, E. J. 1978. Aluminum tolerance of soybenn varielÍes based on root elongation compared with growtlt in acid soí!. Agron. J. 70:17-20. Toma, N. S. 1978. Differential Al IOleraneo of sweet potato (lpomoea batatas) cultivars. Tesis (M.S.). North Carolina State University, Raleigh, NC, E. U. El Calcio y la Penetración de las Raíces en Suelos Altamente Intemperizados K. D. Rirchey~, D, Al, G. SouzaH- y J. E. Silva"''' Introducción Los efectos dañinos de la sequía se pueden reducir mediante un sistema radical profundo que extraiga el agua y los nutrimentos del subsuelo. La saturación alta de aluminio (Al) se ha considerado tradicionalmente como la única limitación química para el crecimiento radical profundo en suelos bien drenados. Sin embargo, la deficiencia de calcio (Ca) es otro factor limitativo del crecimiento de las raíces que debe considerarse en los suelos altamente intemperizados. Calcio Bajo y Crecimiento de las Raíces en el Subsuelo La extensión de las deficiencias de Ca en el subsuelo es probablemente más grande que 10 que se sabe actualmente. La espectrofotometría de absorción atómica permite medir pequeñas cantidades de calcio y ha mostrado que muchos subsuelos tienen menos de 0.02 meq/100 g (4 ppm) de este elemento esencial (Cuadro 1). Cuadro 1. Valores del Ca intercambiable en el subsueJode perfUes seleccionados altamente tntemp«izados. Localización Carimagua. Colombia El PiñaL Colombia Planaltina, Brasil Bahía, Brasil Virginia. E. U. Profundidad (cm) ]]4-137 18-30 15·30 20·40 68·84 Calcio Referencia intercambiable (meq/l00 g) 0.019 0.011 OJJ09 0.0125 0.020 Rodríguez. 1975 Rodríguez. 1975 EMBRAPA·CPAC EMBRAPA·CPAC DanielsetaL,I983. * Investigador, InSlituto Interameric-ano de C-ooperación para la Agricultura (Contrato IICA~EMBRAP A·Banco Mundial), Centro de Invesrigadón Agropecuaria de los Cerra~ dos (<.-"YAC), Planahina. D.F .. Brasil. ... Investigadores, Er..ffiRAPAlCPAC, Planaltma, D.F., BrasiL 124 Sorgo para Suelos Acidos Pruebas Biológicas para Suelos Deficientes en Calcio Debido a que el Ca no se mueve hacia abajo en la planta, hacia la punta de la raíz, el suministro que la raiz necesita para su elongación y crecimiento debe provenir del medio que rodea la raíz. Las semillas relativamente grandes de los cultivos graníferos son capaces de suministrar los otros nutrimentos necesarios para el crecimiento de la raíz durante varios días. Este hecho fue utilizado por investigadores del Centro de Investigación Agrícola del Cerrado (CPAC-EMBRAPA) en Planaltina, D.F., en el Brasil central, cuando desarrollaban una prueba biológica simple para la detección de suelos con deficiencias de Ca (Ritchey et al., 1982; 19830). En una muestra cuidadosamente escogida del subsuelo a capacidad de campo se sembraron de 3 a 7 semillas pregerrninadas, que se escogieron de la variedad comúnmente sembrada en el suelo estudiado. Para el análisis rutinario de un gran número de subsuelos, se han utilizado cinco plántulas de trigo en vasos de plástico desechables. Las plántulas se sembraron en una caja cubierta con una lámina delgada de polietileno para reducir la evaporación y eliminar la necesidad de aplicar agua. La luz ambiental del laboratorio fue suficiente para los cuatro días del ensayo. Después de cuatro días se retiran las plantas y se mide la raíz más larga de cada planta con una regla. La adición de cantidades mínimas de calcio (0.002 meq/loo g) trajo consigo un aumento en el crecimiento de las plántulas sembradas en una muestra de la capa de 90 a 105 cm de un latosol rojo-amarillo arcilloso (Acrustox típico) libre de aluminio intercambiable (Figura 1). La adición de cloruro de calcio, fosfato de calcio o carbonato de calcio fue igualmente efectiva para aumentar el crecimiento de las raíces de trigo, maíz, y soya (Cuadro 2), mientras que la adición de carbonato de magnesio, MgC0 3 , no fue efectíva para aumentar el crecimiento vegetativo aunque aumentó el pH del suelo. Las pruebas hechas en numerosas muestras de perfiles altamente intemperizados de Brasil central han mostrado que a niveles intercambiables dé Ca menores de 0.()2 a 0.05 meq! 100 g hay una reducción notoria del crecimiento radicular que ocurre en cuatro días (Figura 2). En pruebas realizadas en una colección de muestras de siete perfiles de latosoles rojo oscuro y rojo-amarillo utilizando un 20 7 días !. .~ - ¿¡ 10 4 días ] '51, o ,S Límite de confiabiUdad, c'L, (0.95). o O I I I ! 0.05 0.10 0.1 S 0.20 Calcio aplicado (meqtlOO g suelo) Figura 1. Crecimiento de lus ra(ees de pUfntulas de ,rigo como función del Ca añadido en un subsuelo deficiente Acrustox típico. 1 «I 0.25 0.50 I LOO - '"'" t26 Sorgo para Suelos Aádos Cuad.... 2. Crecimiento radicular y pH del suela que resultan de la apJicaclón de Ca a un suelo proveniente de una profulídidad de 90 a lOS cm en un perfil AcnJStox típico. Caafladidú Fuente pH (meqlHlOg) O 0.21 0.21 0.42 0.42 Crecimiento radicular (cm) en 4 días Trigo Maíz (Moneoo BSIl) (Cargilllll) CaCh Ca(H:PO,),.H,O CaCb CaCo, 5.7 5.0 5.9 4.9 6.0 2.7 8.5 8.3 9.5 8.7 Soya (IAC-2) 3.0 15.1 16.3 17.5 14.5 1.8 6.8 8.9 8.5 8.1 FUEJ'>.'TE: Ritchey et al., 1982" 14 • 12 Ó • ~ 10 ? ~ ] C!. e 6 • '0 , u C!. ~ Ól:/:, C!. C!. 4; C. • c. C!. C!. C!. ... ~ .9 e ~ • •• • 8 ! C. c.c. •.' • , • oL---~~~~--~~~~~~~~~7-0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 0.25 0.5 Ca intercambiable (meq/lOO g) • Natural • Segundo afio A Quinto año Figura 2. Crecimiento radical de plántulo.s de trigo como ftmción del contenido de Ca intercambiable presente en muestras de suelo tomadas a varias profundidades, en tres campos cultivados durante diferentes periodos de tiempo. FUENTE: Ritebey et al.. 1983. Ei Calcio y la Penetración de las Ratces,,, 127 cultivar aparentemente tolerante a! Al (Mancho BSB) hubo una reducción pequeña en el crecimiento radicular de cuatro días, que estuvo asociada con los niveles de Al intercambiable de 1 a 3 meq/lOO g y con saturaciones muy altas de Al (Figura 3). Los efectos del aluminio medible por este método serían aquellos que causen, directa o indirectamente, problemas inmediatos en la división y elongación de las células de la raíz. puesto que una prueba de raíces en plántulas de cuatro días no podría medir todos los aspectos de la toxicidad del Al. particularmente aquellos relacionados con los impedimentos de la absorción del P y de otros nutrimentos; éstos, a excepción del Ca, sou suministrados por la semílla. Efectos de Campo en los Subsuelos Deficientes en Calcio Se llevaron a cabo calibraciones de campo de la prueba biológica de deficiencia de Ca en suelos arcillosos donde los bajos contenidos de Ca fueron el problema principal. Estas son las situaciones en que la detección de deficiencias de Ca sena más útil, debido a que la corrección de esa deficiencia es mucho más fácil que la correa.:ión de la toxicidad de Al. Después de 17 días de sequía, un cultivo de soya de la variedad 'Cristalina', sembrado en un suelo virgen recientemente abierto, se marchitó seriamente mientras que otro, sembrado en un suelo cultivado durante cinco años, nO lo fue (Ritchey et al., 1983a). Las plantas de soya sembradas en el suelo recientemente abierto absorbieron agua en los 60 cm superficiales del perfil, pero sus raíces no penetraron mucho por debajo de ese nivel (Figura 4). En el terreno más antiguo, la absorción de agua fue más uniforme a través del perfil. Los resultados de las pruebas biológicas ron plántulas de trigo mostraron que las condiciones para el crecimiento por debajo de los 60 cm, en el sitio nuevo, fueron inadecuadas para el desarrollo radica!, y que el contenido de Ca a esa profundidad era menor de 5 ppm (0.025 meq/l00 g). A D. • 12 D.. D. D. M=O D. ~ D. D. Al ~ ! \.s ,'\ .¡;:,¡::. A "D. ,," !O e D. "" 'El""" D.D. 'i,; ~ ~ • '§ 5 4 • A , 2 • O • CrecimientO' = 17.6 + 1.9810 Ca -0.54 AF • 0.02 0.04 0.06 0.08 Ca (meq/IOO g) 6 Al <: l.0 meq¡ 100 g Figura 3. • Al> LO meq/100 g Crecimiento radical de plántulas de trigo como función del contenido de Ca intercambiable presente en muestras de suelo tomada! a varias pr()fundidade.~. en ocho perfiles de /!.'llosoles rojo oscuro y rojo·amari//oen ePA c. Se mues./ra el crecimiento predicho como funci6n del Ca f)afQ valQt!!s de Al inf;>rrdmhi"h/p ti",! ~",/n do () .t> 1 ~ _h""l/fl(} - 1"-'atO$ sin publicar). 0.2 ~ Humedad (glg) 0,16 0.20 0,24 Crecimiento radical (cm) 0.28 .,4 8 10 Calcio (pprn) o 10 20 30 40 JOO lO ! ~ .a W[i l: 90 120L o Primer año Figura 4. • Cuarto añO' Cont~nido de humedad. crecimiento radical de pMntulas de Irigo de 10 prueba bioJógiro. y C01tteniCÚl de Ca intercambiable como función de la profundidad. en campos de soya, en el primero y cuarto afios de cultivo. FUENTE: Rllcheyet al., 1983. - ~ 130 Sorgo para Suelos Acidos Mejoramiento de la Deficiencia de Calcio en el Subsuelo En suelos altamente intemperizados recubiertos con óxidos de hierro y de aluminio, el uso que hacen los agricultores del sulfato de calcio y de la cal promueve un aumento duradero en el calcio del subsuelo. Se hizo una comparación entre tres sitios en un latosol rojoamarillo arcilloso (Silva y Ritchey, 1982). El Cerrado virgen tenía niveles extremadamente bajos de Ca intercambiable a través del perfil (Figura 5) y los resultados de las pruebas biológicas de crecimiento radicular fueron igualmente bajos (Figura 2). Un agricultor situado a un lado de la carretera fertilizó con superfosfato triple, que contiene muy poco o ningún sulfato de calcio, mientras que el campo al otro lado de la vía recibió 583 kglha de sulfato provenientes de superfosfato común (SFC) durante un período de cinco años. En el campo tratado con sulfato Ca intercambiable (meq¡ 100 g) or-----~O~.O~5------~O~I~----~OT·I~5------~OT·2~----~O.~25 6() E ..:o j ~ 120 .z ~ 180 uo~----------------------------------~ • Natura} • Segundo año tJ. Quinto año Figura 5. Contenido de Ca intercambiable COI7UJ función de la profundidad en tres perfiles de un latosol rojo~amarilJ(J. locatiZildo$ en áreas cultivadas durante diversos periodos de tiempo. FUENTE: Silva y Rilchey, 1982. 131 El Calcio y la Penetración de las RaiCCL" mejoraron la lixiviación del calcio, la prueba biológica del crecimiento de las raíces del trigo y el crecimiento radical de la soya observado en las depresiones del terreno, Después de 30 días de sequía, la soya del terreno que recibió yeso en forma de SFC fue mucho menos afectada que la del otro campo, y su rendimiento fue más alto (Cuadro 3), Cuadro J. Fertilizantes apJkados, rendimientos obtenidos y tondición de las plantas ~ soya durante el utrés en campos de agricultores en el segundo y quinto año después de la limpieza del terNno. Fertilización y respuestas Cantidad (kglha) en: 2 años 5 años Total de nutrimentos aplicados S(SO,-) p 8 583 118 334 1020 Marchita 2760 Normal R~spuestas "Rendimiento de soya Apariencia durante sequía de 30 días FUENTE: Silva y Ritchey, 1982, Cuando se usen grandes cantidades de yeso, es necesario aplicar cantidades adecuadas de cal dolomítica (Figura 6), El uso de estos dos correctivos promueve una mejor distribución del calcio a través del perfil (Ritchey et al., 1980); también reduce las pérdidas por lixiviación de K y Mg, las cuales pueden ser serias si se aplican grandes cantidades (3 a 6 tlha de sulfato de calcio) sin cal (Ritchey et al., 1983b), Respuestas por Especie y Genotipo al Aluminio y al Calcio Para examinar rutinariamente la respuesta de las especies y cultivares a los diferentes niveles de Ca, se trataron con diferentes cantidades de sulfato de calcio el subsuelo de un latosol rojo-amarillo libre de Al intercambiable y el de un latosol rojo oscuro que tenía cerca de 1.5 meql100 g de Al intercambiable, 1 Los híbridos comerciales y las líneas de sorgo fueron suministradas por Renato Borgonovi, Gilson Pitia y RobeTt Schaffert del Centro Nacíonal de Investigación en Maíz y Sorgo de L Ritchie, K.D., Sousa, D.M.G. y Sansouow1Ck, C. Información sin puhJiear. ...~ Ca + Mg (meqllOO g) 2 0.15 ~ 15-30 30-45 ] iI ~ ,¡; ~ 45-60 6O-7S 3.0 tlhade cal L 4.5 tlhade cal ~ 75-90 90-105 105-120 Figura 6. P (kgfha) 602 SFC II 602 Roca Gafsa • 602 Roca Arad ... O Bases inlercambl4bks como función de la profundidad en un latosol rojo oscuro que recibió aproximadamente 2100 kgl ha de 80,,= como super/os/ato ordinario (SFC). comparando éste con fu.entes que :nn suministraban oZlifre. eh lres lasas de aplicación de cal. FUENTE: RitcheYel aL, 191«>' Fuente O El Calcio y la Penetración de las Raíces._. EMBRAPA (CNPMS) en Sete Lagoas, Minas Gerais, Brasil, y mostraron diferentes respuestas a los niveles de Al en el suelo. Se graficaron las longitudes radicales relativas a la longitud de las raíces en la mejor repetición de cada prueba versus la cantidad de cal añadida. El híbrido AG 1002, que tuvo buenos. rendimientos en el CPAC en suelos cultivados durante varios años, mostró un crecimiento radicular seriamente afectado bajo condiciones de alta saturación de aluminio o de baja concentración de calcio en el suelo -() en ambas (Figura 7). Se observaron resultados similares con TX 399B Y BR oo7B (Figuras 8 y 9). SC 283, por otro lado, mostró una reducción mucho más pequeña en presencia del aluminio (Figura 10) al igual que SC 112-14 (Figura 11). Graficando las 'longitudes relativas con aluminio' obtenidas al dividir la longitud radical obtenida en el suelo con alta concentración de aluminio por la longitud radical obtenida en el suelo libre de aluminio intercambiable se observa una separación clara entre las líneas y los híbridos probados (Figura 12). Borgonovi, Schaffert y Pitta encontraron (ver: Mejoramiento de SorgoL.) que las ¡¡neas SC 283 y SC 112-14, que parecían menos afectadas por el aluminio en la prueba de cuatro días, eran tolerantes a este elemento. Aunque esta coincidencia es alentadora, se debe recordar sin embargo que la tolerancia a altas concentraciones de ~ 00 .~ 60 ~ u § '0 ~ U • •• • • OAl 1! B e • • AG 1002 100 40 20 • • ............ Saturación de Al .. 71% .. .. 55% 83% 91% ... ... • 1.6 meq AVlOO g 0 ; , - - - - - -;;'elC-----;!-I;;--- _---;:I';-_....,;,I,-¡-_;-,!;;; O 0.1 0.2 0.3'0.64 1.28 Ca (meqilOO g) Figura 7. LongiJud radical relativa del híbrido de sorgo AG }(}()2. cuatro días después de la siembra en el subsuelo de un latosoJ rojo-amarillo libre de aluminio intercambiable y en el de un ttlIOSO! rojo oscuro con una saturación alta de aluminio, como una !uncíón de los niveles aplicados de sulfato de calcio. 134 Sorgo para Suelos Acidos lOO TX 199B OAI ~ o "~ ; 11 80 •• 60 " 40 J 20 ~ • • • • •• e "B E 'ü • • • ..•,," • O: • L6 meq AlIICIO g I OJ I I 0"2 0"3 ,. I ! OM I U8 Ca (meq/loo g) Figura 8. Longitud radical relativa del híbrido de sorgo TX 399 B, cuatro dias después de la siembra en el subsuelo de un larosol r()jo~amarillo libre de aluminiQ intercambiable y en un latosol rojo oscwo con alta saturación de alumínio. como [unción de los niveles aplicados de sulfato de calcio. 100 ~ C BRoo7B • 80 i ~ ~ ¡: 60 ~ 20 O O O O ~OO O O • O • 4Q "¡¡ • • •• o .~ • • O Al 1.6 meq AVIOO g 0.1 0.2 0"3 0.64 1.28 Ca (meqilOO g) Figura 9. Longitud radiCill relalú.'Q del htbrido de sorgo SR 007 B, cuatro d(os despuls de la siembra en el subsuelo de un latQsol rojo~amaril1o libre de aluminio intercambillble y en un latosol rojo oscuro con olta $alU~ ración de aluminio, como ¡unci6n de los niveles aplicadas de sulfato de calcio. El Calcio y la Penetración de las Raíces.," se 283 100 - OAI ~ ¡fi ,~ ~'" ~ • .. • • ..• .... 80 60 1 40 20 135 .. ..•• • ..• • a 1.6 rncq AVloo g I 0.1 o I 0.2 I tl 0.3 0.64 1.28 C. (meq/loo g) Figura 10. se 112-14 100 ~ .~ il'" 'E" e .!! '0 e 60 • o o o 11>0 o o 1.6 meq AVloo g i :t • • OAI ••• 80 4O~ L()n.gitl~d radirul relativa del hibridn de sorgo se 283, CualFo dios despu6 de la siembra en el subsuelo de un: latosal rojo-amarillo libre de aluminio intercambwble y en un latorol roje oscuro con alla saturación de alummio. como función. de los ntveles aplicados de sulfato de calcio. I 0.1 0.2 0.3 " I 0.64 1.28 Ca (meq/loo g) Figura 11. [.A>ngitud radical relativa del híbrido de sorgo se 112·14, cuatro dfaJ desplds de la siembra en el subsuelo de un ltJtosol rojo~amariJlo libre de aluminio intercambiable y en un la/mol rojo oscuro con (lita saturación de aluminio. como función, de los niveles aplicados de sulfato de calcio. 136 ';j Sorgo para Suelos Acidos 80 :;;; ~ -o 60r é • ~ Oi-'_ _ _ _~I.,----_::'!;;_----_;! ~".J';c;-----;,",,!, 0,1 0,2 0" 0.64 1.28 Ca (rneqf100 g) • SC283 • TI{ 399B • AG 1002 Figura /2 Crecimiento radical de pfántu/as de sorgo de cuatro dlil$ de ~'embradas e11 un subsuelo con afta satf,lración de aluminio, en relación COII su crecimiento en un subsuelo libre de aluminio intercambiable, como función de los niVi'les aplicados de sulfaro de caldo, aluminio en el campo incluye muchos aspectos adicionales no comprobados en un ensayo de plántulas de cuatro días. Para las lineas sensitivas cultivadas en subsuelos con altos contenidos de aluminio, la toxicidad por Al restringió seriamente el crecimiento de las raíces aun con niveles decaleio en el suelo muy superiores a los del rango crítico. La longitud de las raíces de cuatro días comenzó a aumentar solamente cuando la cantidad añadida de sulfato de calcio era suficiente para reducir notoriamente la saturación estimada de aluminio (Figura 7). Para las líneas tolerantes a Al, y en el subsuelo libre de aluminio. se muestra claramente la severidad de la deficiencia de calcio (Figuras 7 a 11). En el suelo sin tratar, la longitud radical fue solamente un cuarto de la obtenida cuando se aplicó 0.08 meq/lOO g de Ca (Figura 13). En el suelo libre de Al intercambiable, los cinco genotipos de sorgo probados no mostraron ninguna diferencia entre sí respecto al crecimiento considerado como una función del Ca añadido (Figura 13). Nótese que los valores de Ca están presentados en una escala logarítmica. El cambio en la pendiente de 137 El Calcio y la Penetración de las Raíces ... 100 • e o :;-----,-,¿' --c~---- c-1L.._ _ _----c ..';' 0.08 Q.32 1.28 Ca (meq/l 00 g) • SC 112-14 ... SC 283 O BR007B o AG 1002 1', TX 3'l9B Figura 13. Crecimiento radical relativo de cinco genofl.pos de sorgo como función de los niveles aplicados de sulfato de calcio en el subsuelo de un latosol rojo-amarillo libre de aluminio intefcambiabll!. Nótese que el eje horizontal (Caj tiene una escala logarftmica, La longitud radical relatil'o se basó en la nuixima longitud radical alcanzada por cada genotipo. la escala logarítmica cerca de 0_08 meq/lOO g podría reflejar la satisfacción de las necesidades nutricionales de Ca de la planta, Las comparaciones preliminares hechas entre seis especies, en un grupo de muestras de suelo de Goillnia con contenidos variables de Ca y Al (Figura 14), mostraron que el arroz IRAT-4 y el sorgo Brasisul NK 233 eran, aparentemente, más capaces de mantener un crecimiento radicular cercano al máximo en concentraciones ligeramente menores de Ca que las requeridas por Leucaena leucocephala cv, Cunningham, por Mucuna aterrimum (mucuna preta, un cultívo rústico de abono verde), por la variedad de trigo Moncho BSB, y por un cultivar de caupL' Hubo una diferencia menor entre esas especies para el nivel del Ca en el cual el crecimiento radicular fue la mitad del máximo, En esta prneba, solamente el sorgo mostró un efecto dañino causado por el Al intercambiable, 2. Rilchey, San:>onúWtcz y SOUS;L Información sin publicar Sorgo para Suelos Acidos 138 100 ~ ?::, ,~ ;; ~ B .~ // 50 ----,,--- I '5o Ci OL----------i~--------_f._--------_f,----~.----~~!,0.1 ~2 03 15 Ca (meq/lOO g) sorgo Brasis-ul • arroz IRAT-4 NK~233 Leuc(l{!1UI cv. Cumungham trigo Moncho BSB mucuna preta caupí Figurl1 14, Crecimiento radical relativo de seis especies como función del Ca intercambiable, en muestras de suelo recogidos a van'as profundidades en un sitio experimental de Goidnia. El crecimiento radical rela~ tivo se basó en la máximlllongitud radical alcanzada por cada especie. Resumen Las deficiencias de calcio en el subsuelo de los perfiles altamente intemperizados son probablemente más comunes de lo que se piensa actualmente. En Colombia, Brasil y los Estados Unidos se han registrado subsuelos con menos de 0.02 a 0.05 meql100 g de calcio intercambiable. Una prueba biológica simple, basada en el crecimiento de raicillas de plántulas de 4 días de edad, desarrollada para identificar las deficiencias de Ca en muestras de suelo, muestra que el crecimiento radical de los cultivos anuales de granos grandes se ha reducido seriamente con esos niveles del Ca. Esta identificación es importante porque la corrección de la deficiencia de Ca es más fácil que la corrección de la toxicidad de aluminio. En los terrenos en que aumentaron los niveles de Ca en el subsuelo mediante la aplicación de cal o de sulfato de calcio (contenido en el superfosfato ordinario), las raíces de soya fueron capaces de crecer más profundamente y de utilizar mejor El Caldo y la Penetración de las Raíces ... 139 la humedad del subsuelo para resistir la sequía. La prueba biológica llevada a cabo en suelos con aluminio intercambiable y sin el separó claramente las líneas de sorgo tolerantes y susceptibles al aluminio previamente identificadas como tales. No fue evidente ninguna diferencia entre las líneas de sorgo en relación con los requisitos de calcio. aunque parece que hubo algunas diferencias entre las especies ensayadas. Referencias Daniels, W. L.; Amo" D. F. Y Eaker. J. C. 1983. The influence of forest and pasture on the genesis of a humid temperate-region Ultisol. Soil Sei. Soco Am. J. 47:560-566. EMBRAPA-CPAC (Empresa Brasileir. de Pesquisa Agropecuária· Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados). Relatório técnico anual do Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerra· dos 1982-1983. Ritchey, K. D.; Silva, J. E. Y Costa, U. F. 1982. Calcium deficiency in c1ayey B honzons of savanna Oxisols. Soil Sci. 133:378-382. - _..~; - - - y - - - . 1983b, Lixivia~áo de cálcio e magnésio em solos. En: van Raij, B.; Bataglia, O. C. y da Sílva, N. M. Ceds,). Acidez e calagem no Brasil. Sociedade Brasileira de Ciéncia do Solo. Campinas. Sao Paulo. p. 109-125. - - ; Sousa.D. M. G.~ L-Obato. E. y Correa, 0.1980. Calcium ieaching to increase rooting depth in a Brazihan savanna Oxisol. Agron. J. 72:40-44, Rodríguez, P. M, S. 1975. Calcíum. rnagnesium, and potassium status in sorne soils of !he Eastem Plains of Colombia. Tesis (M.S,). Agronomy Dept., Comell University, lthaca, NY. E.U. 177 p. Silva, J. E, Y Ritchey, K. D. 1982, Lixivia~ao de cákio e crescimento de raízes cm Oxisolos de Cerrado. En: Sexto Simpósio sobre o Cerrado, 1982, Brasilia, D.E, Brasil. Evaluación del Sorgo en los Llanos Venezolanos 2 r, ¡; ¡Uclar Mena T, • Introducción Venezuela ha incrementado el consumo y, por lo tanto, la superficie de siembra del sorgo granífero en relativamente corto tiempo, ~'Onvirtiendo este cultivo en el más importante después del maíz. Así, para el año de 1970 se sembraron sólo 2954 ha, mientras que en 1980 se llegó a 264,929 ha. En Venezuela, el cultivo tiene básicamente un doble propósito, y el grano se usa fundamentalmente para preparar raciones de alimentos concentrados. Actualmente se satisface solamente un 40% de la demanda total de grano con aproximadamente 350,000 t de producción nacional. Como consecuencia de las grandes superficies sembradas con sorgo, se hace necesario el uso de apreciables cantidades de semilla, la cual viene, principalmente, de la importación, debido a graves problemas no solucionados aún, en la producción de híbridos y de semilla nacional. En vista de esto, desde el año 1977 se implementó un programa nacional de evaluación de los sorgos que entraban por importación para medir su valor de adaptación a nuestras variadas áreas agroecológicas (Cuadro Al, Apéndice). Desde esa fecba, han sido evaluados más de 350 híbridos de sorgo; la mayoría de ellos han sido descartados por razones fitosanitarias del cultivo, y otros fallaron por mostrar bajos niveles de adaptación. SóLo se mantienen cerca de 23 como híbridos comercializables en este país. Venezuela presenta una gran variabilidad edáfica, razón por la cual se debe tener un rango amplio de material genético que responda a cada una de estas variantes de suelos. En general, los suelos donde se siembra sorgo son de muy baja fertilidad • DircclQt y coordinador de las EvaluacIOnes de Sorgo, ('..-entro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (C"'ENIA"), Maraca)'. Aragua. Venezuela. 142 Sorgo para Suelos Acidos natural, por lo que requieren de encalado y de altas fertilizaciones para producir buenos rendimientos. Limitaciones de los Suelos de Venezuela De acuerdo con Comerma (1976), Venezuela dispone de muy pocos suelos (2%) que no presenten limitaciones agrofísicas. Las principales limitaciones de estos suelos se pueden describir así: Un 44% con excesivo relieve; son regiones montañosas y de colinas asociadas a las mismas. Un 32% de baja fertilidad natural; comprende los llanos centrales, los occidentales, y los del sur del país. De estos suelos, más del 87% presentan problemas de muy baja fertilidad (Ultisoles y OxisoJes), lo que acarrea el uso de enmiendas y fertilizaeiones frecuentes. El 13% restante presenta limitaciones, pero menores que las mencionadas anteriormente, La acidez y el aluminio intercambiable de estos suelos resultan negativos para el sorgo. Un 18% con problemas de drenaje, conformados por las planicies aluviales al sur del Lago de Maracaibo, los Llanos Centrales, los Llanos Occidentales, y el Delta del Orinoco, Son zonas planas difíciles de drenar y complicadas para mecanizar. Un 4% con problemas de acidez, al norte del país. En forma general, se estima que un 30% de los suelos Ultisoles y Oxisoles de Venezuela presentan problemas de acidez y de aluminio intercambiable que pueden afectar los rendimientos del sorgo, En el Cuadro 1 se presentan los suelos típicos de la altiplanicie de la Mesa de Guanipa, región de los Llanos Orientales, donde el mayor porcentaje corresponde a los Oxisoles; el área cubre más de medio millón de hectáreas y tiene los mayores problemas de aluminio intercambiable. Esta vasta extensión está caracterizada por un relieve plano con vegetación graminosa, interrumpida por bosques de galería. Los suelos son meteorizados (lixiviales), de textura arenosa, pobres en nutrimentos, de reacción ácida en más de un 50%, y con poca retención de humedad. Bajo estas condiciones, es necesario encalar con 1 a 1.5 tlha para obtener rendimientos aceptables de sorgo, 143 ,.. Sorgo en los Llanos Venezolanos Cuadro l. UllisoIes y Oxisoles de la altipbutíde de la Mesa y su distribución en grandes subgrupos. Suelos Area (ha) Ultisoies PalclL"ituh:s, textura media, bien drenados Plinthustults, textura media Plinthustults, p~ú profundos Pl1nthaquults, pesados 162,000 124,000 56,000 32,000 374,000 Total Ultiso\es Oxisoles Haplustox, Haplustox, Haplustox, Baplustox, textura media, bien drenados textura liviana severamente erosionados pedregosos y con montículos 429,000 68,000 16,000 2,000 T Oíal Oxisoles Superficie total 515,000 2,797,015 Ensayos Regionales en los Llanos de Venezuela Según los resultados obtenidos en varios años de ensayos, se han logrado consolidar, en total, 28 cultivares de buen comportamiento en Venezuela, Dentro de este grupo hay algunos materiales nacionales que superan sustancialmente los rendimientos de los hibridos importados (Cuadro 2 y Cuadro A2, Apéndice), como los híbridos Chaguaramas-3 y Prosevenca-5, La mayor parte de estas evaluaciones son realizadas en los Llanos Centrales, en los Llanos Centroccidentales y en los Llanos Orientales de Venezuela, donde la mayor parte de los suelos son Ultisoles u Oxisoles, Cabe mencionar que los cultivares nacionales son, en general, tardíos. de mayor altura, de más follaje, y resísten mejor las condiciones de estrés que los híbridos importados, Igualmente, son más resistentes a las condiciones de acidez típicas de casi todos los llanos de Venezuela, lo que hace suponer que muestran buenos niveles de tolerancia al aluminio intercambiable existente en estos suelos. Esta superiori~ dad puede observarse también en el Cuadro 3, donde aparecen los rendimientos a nivel nacional. Entre los híbridos importados que muestran mejor comportamiento están NK Savanna-5, Pioneer 815-B, Píoneer 816-B, DeKalb D-59 +, y DeKalb DK-64, Los híbridos nacionales, en general, son del tipo de cruce 'templado x tropical', donde la Cuadro 2. Rendimiento promedio (12% de humedad) de los cut.lv.res de sorgo granffero en ensayos regionales, en Venezuela (1980-1981). 1980 (16 ensayos) Cultivar CHAGUARAMAS-3 NKSAVANNA5 OEKALB O-59 + PIONEER816-B PI0NEER8225 PIONEER 815-B PIONEER8199 ORODRIl ACCODR!095 WARNER8320R WACS018 WAC5005 WARNER641 TE HONDO PW860 DEKALBD-55 NK SAV ANNA-3 TE 7842 PIONEER 8501 WAC5008 MASTERDMT FUNK'Sú-577 NK266 NKl80DMR PIONEER 8311 1981 (14 ensayos) Rendimiento (kglha) 4179 3977 3698 3633 341SO 341SO 3375 3338 3301 3291 3275 3238 3224 3190 3104 3096 2912 2888 2821 2773 2767 2662 2581 2286 2546 Cultivar CHAGUARAMAS-3 FUNK'S GHW 1758 PROSEVENCA-5 PIONEER816-B PI0NEER 815-B WACSOO5 DK-64 NK·SAVANNA-5 ACCODR1095 PIONEER 8225 DEKALB 1).59 + PW861DR PIONEER8199 DEKALBD-55 H-791A Wx 832 DR PW860 DK063 DK045 ACCO DR 1075 TEXASTHRlUMP68-D TE HONDO MONAGAS-l FUNK'SG-589 GUARICO-2 1982 (12 ensayos) Rendimiento (kglha) 4529 4297 4289 4103 3880 3859 3819 3716 3708 3565 3511 3488 3418 3393 3354 3338 3311 3310 3300 3276 3183 3H2 3051 2819 2678 Cultívar PROSEVENCA·5 PIONEER816,B ASGROW8JOl PIONEER 815-B DEKALB D-59 + PW861 DR PW 860 OR OK-64 WAC5005 PENTA5580 WX832DR GHW2554 ACCO DR 1095 LLANERO·! PAG6658 TE HONOO BRAVO E PIONEER YB 817 J404 Ú 499 BR Rendimiento (kglha) 4290 3952 3882 3828 3750 3691 3506 3473 3408 3373 3343 3327 3320 3262 3233 3114 3052 2883 2869 2428 .... t 145 ... Sorgo en los Llanos Venezolanos Cuadro 3. Comparación de rendimientos (lZ% de humedad) entre hfbridos importad"" y oac_. Híbrido Rendimíento (kglha) en Samán Mocho, Carabobo Coro Chaguaramas, Guárico -_._1972 1973 Hfbrido importado más rendídor 5624 5%8 3354 3377 Mejor híbrido nacional experimen1al 9230 8581 6413 &449 Hoea tropical suministra, en forma dominante, una serie de genes de adaptación a condiciones tropicales como los suelos pobres y ácidos, la tolerancia al aluminio, los cambios fuertes de 'temperatura, y la humedad. En este sentido, estos híbridos son tolerantes a la fitotoxicidad causada por insecticidas y herbicidas. Conviene anotar el hecho de que los mejores híbridos en Venezuela, tanto nacionales como importados, presentan grano de colores oscuros con alto contenido de taninos, lo que sugiere una relación entre alto contenido de taninos y buena adaptación tropical (Chaguaramas-3, NK Savanna 5, Pioncer 815-B, Pioneer 816-B, Prosevenca-5). Esta situación podría explicarse por el origen tropical de los sorgos y como efecto de la selección natural. Sin embargo, últimamente han sido evaluadas algunas variedades de grano blanco de muy buen comportamiento. Algunas Experiencias con el Sorgo Tolerante al Aluminio Solórzano (1971) YSánchez (1978) realizaron pruebas en Venezuela para medir la tolerancia de algunos híbridos nacionales al aluminio intercambiable, tanto en el campo como en el invernadero, y para comparar la tolerancía de los híbridos de la serie Chaguaramas con otros híbridos nacionales (Cuadro 4). Los Chaguaramas dieron, en el lote testigo (sin cal), rendimientos superiores a los 3000 kglha, en promedio, mientras G"C los otros híbridos dieron rendimientos bajos, Por otro lado, al hacer incrementos sucesivos de cal, los rendimientos tendían a aumentar en aquellos materiales susceptibles, mientras que los híbridos Chaguaramas se mantenían relativamente estables y con niveles altos de rendimiento. El suelo sin cal presentaba un pH de 4.4 y 0,80 meq AUIOO g en el estrato de 0-10 cm, y en el subsuelo un pH de 4.1 y 146 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro .t. Remlimienlo promedio en ........ (11% de _ d I pan,,", ...... _ .. y Chquara_ aplkando d1f_ nIv.... de _ . Sene Reodimiento (kglha) apficando caliza' (kglha) de: del sucio 0(0) Barinas 732 1447 2128 1585 2123 1892 1651 lOSO 3611 4747 S053 3957 4747 4195 Chagua- ramas 650(0.5) 1300(1.0) 2600(2.0) 3250(2.5) 3900(3.0) Promedio a. Entre paréntesis, la cantidad de Al intercambiable que es neutra.lizada en el suelQ. 1.30 meq A1/1oo g (Cuadro 5). Al aplicar caliza para neutralizar la mitad del Al intercambiable, bajó el valor de los meq Al/lOO g en un 25% en el estrato superior y ligeramente en el inferior, en tanto que el pH se mantuvo igual al del testigo. Al aplicar caliza para neutralizar todo el Al, el valor de los meq A1/1oo g bajó en un 45% en el estrato superior y 30% .en el inferior; sin embargo, el pH se mantuvo casi igual que el del testigo. Más allá de este nivel, al aplicar mayores niveles de caliza, existe una tendencia a la estabilización de los rendimientos y luego éstos caen progresivamente. Esto puede deberse a que ya en este punto se logró bajar el nivel de Al intercambiable a niveles no tóxicos. Con niveles aún mayores, el pH sube alrededor de 6 y prácticamente desaparece el Al intercambiable. Clemente y Sánchez (1970) en los Llanos Orientales, donde los suelos tienen pH 4.2 Y bajos nutrimentos, incrementaron el rendimiento y la proteína del sorgo en 42% y 32%, respectivamente, al aplicar 1 tlba de caliza. Un experimento parecido se describe en el Cuadro A3 del Apéndice. Cuadro S. Valores de pH y de Al intercambiable del suelo con diferentes dosis de caliza, a los 80 días de aplicarla. Dosis de caliza (kg/h.) O 650 1300 2600 3250 3900 FUENTE; Solórzano, 1971. Profundidad (cm) pH meqAlJlOOg IJ.1O llJ.25 IJ.!O !IJ.25 IJ.IO IIJ.25 IJ.1O 10-25 IJ.1O IIJ.25 IJ.1O 10-25 4.4 4.1 4.4 4.2 4.5 0.80 1.30 4.0 5.7 5.1 6.1 5.1 6.0 5.1 0.61 1.15 0.46 0.94 0.04 0.06 0.04 0.12 0.03 0.04 ".Sorgo en los Llanos Venezolanos 147 Conclusiones Se puede concluir mencionando los siguientes aspectos: Existe un grupo de híbridos seleccionados de sorgo, tanto importados como nacionales, que permiten buenos niveles de rendimiento y tienen una buena adaptación, Los híbridos nacionales están mejor adaptados que los importados por su tolerancia a los suelos ácidos y al Al intercambiable. En Venezuela se evalúan los factores de adaptación, y de tolerancia a los suelos ácidos y al Al, porque los cultivares de sorgo se siembran en suelos Oxisolcs y Ultisoles. Los híbridos tropicales resultan básicamente del cruce de líneas templadas x líneas tropicales. Resumen Venezuela experimentó alta demanda de semilla de sorgo híbrido en años recientes, y la ha satisfecho en un 90% a través de la importación. Por tal razón, el programa regional de sorgo había logrado un nivel de adaptación muy bajo a los llanos de Venezuela. Los suelos de esas regiones son muy escasos en nutrimentos y tienen, generalmente, Al y bajo pH (Ultisoles y Oxisoles). Actualmente hay 23 híbridos aprobados para importación y algunos híbridos nacionales; éstos superan a los anteriores en cuanto a su capacidad de adaptación. De los importados sobresalen NK Savanna 5, Pioneer 815-B, Pioneer 816-8, DeKalb DK-64 y DeKalb n-59 + . De los nacionales, Chaguaramas3 y Prosevenca-5 dan rendimientos mejores y son tolerantes a suelos ácidos y a aluminio intercambiable; además tienen buen comportamiento en condiciones extremas del clima. Los híbridos adaptados a regiones tropicales resultan del cruce de líneas templadas con tropicales, los cuales han dado muy buen resultado tanto en Venezuela como en algunas zonas de Colombia. De la experiencia con suelos ácidos y aluminio intercambiable, estos híbridos resultan sobresalientes por su tolerancia a los factores ambientales de esas regiones. 148 Sorgo para Suelos Acidos Apéndice Cuadro Al. lAcaJidedes, situación. suelos. precipitación y terIlperaturas en los ensayos regionales de sorgo en Venezuela. L Gonzalito-Turmero. Aragua: Suelos de textura media, clase 1I, moderadamente pobres en fósforo y potasio. Temperatura media 252 oc. Precip¡ta~ ción de 1400 mm/año. 2. Villa de Cura, Aragua: Sueios semi-pesados. clase IU y n, Temperatura media de 24.5 oc. Precipitación de 1200 mmJaño. 3. El Sombrero, Guárico: Suelos pobres de sabana.latcríticos, ácidos bajos en P y N. Clase III. Temperatura media de 26.5 oC. Precipitación de 850 mm/año. 4. Chaguaramas, Guárico: Suelos de rolina, arenosos, pobres, clase TI con problemas de erosión y acidez. Temperatura de 26.8 oC y precipitación de 700 mm/año, 5. Las Mercedes, Guárico: Suelos de sabana intennedia, de textura mediana y pesada, poca fertilidad natural. Temperatura media 26.7 (le y precipitación de 800 mm/año. 6. Valle de la Pascua, Guánco: Suelos de colina, clase 11, pobres en N y P. Acidos" Temperatura media de 26.5 "C Y precipitación de 900 mm/año. 7. Calabozo, Guárico: Suelos pesados de sabana, de baja fertilidad, clases III y IV. Temperatura media de 27.:3 OC Y precipitación de 190 mmiano. 8. Amare, Portuguesa: Textura media en los suelos. pobres en P y K. Temperatura media de 26.5 oC y precipitación de 1680 mm/año. 9. Barinas, Estado Barinas: Suelos de textura media y pesada. Relativa buena fertilidad. Precipitación de 1780 mm/ano y temperatura media de 26.5 oc. 10. Monagas, Maturín: Suelos pobres, de textura arenosa media, ácidos, bajos en P y K Temperatura media de 27.5 OC Y precipitación media de 1000 mm/año. Cuadro Al. Resumen de un ensayo regional de sorgo becho en El Sombrero, Guárico, Venezuela, en 198]. Cultivar CHAGUARAMAS-3 PROSEVENCA-5 NKSAVANNA-5 GUA1UCO-2 P1ONEER816-B MONAGAS-I DEKALB DK--55 H-791 A Longitud del pedúnculo Alturade plama Longitud de panoja Acame (crn) (cm) (cm) (%) 26 23 160 162 22 21 1 13l! 22 5 123 110 146 126 103 95 85 115 108 112 102 104 100 21 16 1 34 6 19 14 26 12 15 12 10 23 19 18 15 20 19 20 23 19 16 17 18 22 17 17 17 16 18 112 110 19 17 10 16 124 105 24 21 a ~aliricación segun escala vIsual (l .,., mínimo,6 ..,. máximo). b. X 1244.l kll!'!ha; CV .=o 22.7%: DMS (0.05) "" 481.3 kglha: DMS (0.01) Deterioro del grano 6 1 1 2 1 1 2 1 1 9 5 5 2 3 3 5 1 5 8 654.3 kglha. Relación oonmedia Rendimiento 12% de delcnSI" del maíz empleado en concentrados. Cuadro 6. Maíz: p~iosal productor". a tos fabricantes dernn«ntrados, y predosde importación, en 1978~ l!)SO. Precio Precius (US$/t) en 1979: Precios (USSlt)en J978: Al productor" A fabricantes Dc de importación( Al productor" A fabricantes de concentrados\> De importación> 12U 211 268 J26 152 211 145 268 186 concentradosb Brasil Colombia Venezue1a 128 174 214 108 128 18U 214 '!9 176 Precios (US$/t) en 1980: Al A fabricantes De productor~ de ímportación~ concentrados" 315 326 209 309 326 106 16U 218 a. Tasa de clImbio del Fondo Monetario Illtemacionlll (FMI) 1m 1918, 1979 Y N~t b. Precios del maíz en octubre de 1978, 1979 Y 1980 tomados di;:! USDA (tJmted States Dcpartment of Agricultute), c. Predos tQmadm: de la FAO para 1978,1979 Y 1980. .... !!I 158 Sorgo para S1,lelos Acidos: Sistemas de Producción en Regiones de Suelos Acidos La Figura 1 presenta las principales regiones de América del Sur tropical con sus características agroecoJógicas. Los países con área potencial para la producción de las nuevas variedades de sorgo tienen 655 millones de hectáreas de Oxisoles y Ultisoles, de las cuales sólo el 16% son utilizables para cultivos de sorgo; éstas corresponden a las sabanas bien drenadas con estaciones de verano bien definidas (Cuadro 7). Desde 1978 hasta 1982, el Programa de Pastos Tropicales del CIAT llevó a cabo un estudio de caracterización de los principales sistemas de producción existentes en estas sabanas bien drenadas de Colombia, Brasil y Venezuela (Vera y Seré, 1985). En estas regiones se seleccionaron 41 fincas para ser supervisadas durante un período de dos años. Un equipo multidisciplinario caracterizó las fincas principalmente ganaderas respecto a: Recursos naturales: características fisiológicas, suelos y sus usos, especies de pastos nativos. Nivel teenológico: uso de sales minerales, división del hato por categorías, destete, etc. Producción: reproducción y aumentos de peso. Economía: flujo de ingresos y egresos, rentabilidad, etc. Las regiones estudiadas poseían dos estaciones bien definidas, una lluviosa y otra seca, pero diferían en el nivel de precipitación y en la longitud de la época seca. Las sabanas venezolanas son más secas (1000 mm/año) comparadas con las de Brasil Cuadro 7. Formaciones a.groecológkas en los prindpaJes paises oon suelos tw:i~ dos de América Latina. Formación (millones ha) País Brasil Bolivia Colombia Venezuela Total Oxisolesy Ultisoles Bosques tropicales 502 328 19 23 73 57 655 Sabanas mal drenadas Sabanas bien drenadasJl. 10 3 80 58 38 84 1 4 1 443 90 Otras formaciones Q 3 8 4 14 20 102 a. Atea potencial para los sorgos adaptados a suelos ácidos. FUENTE: Estimaciones del OAT basadas en Cochrane, 1985 y FAO-UNESCO. J975. 750 800 700 650 6()0 550 500 \' 450 ,.~ _~I Jl~ ~\J%ii:ti~=~_71 ooh I 0 r 4()0 América del Sur tropical V.g.t.dón ~50 IIT;;;l 11 1:::::::"1 11' I ,: : : : n\\\Ijr(,1f[~ (1\I11'[Ii1()IK I I11 \\I'W\~ II"\~====::::==::::=~=-=-:U':'-::-=-=~'~l 1I11\\IIí,\II~\'lJi!II~.t((\\I~:1I'I,(I\(:III~\I,~\IIX11\~r,\\=============================~====::::j~ 1 I ',) 5 r-\ "'~\ltllil\Ir\lrr.\\ml\[I'I\.®!l'\HW""![![!["';""-------_=-=-----------=-'IT;,( j,,\~,;;/, .i'h7')H5 I "Ud/t) ~\ ,lk\~:-l.l\1 \ - - ::J!,:::",". .,.. ,. '-. .-...... '. .. ',. -.'X:/'"-' I 0 Bosque deciduo Sabana bien drenada ~ Sabana mal drenada = , Bosque tropical F:=::j estacional semi-siempreverde IOO~ \ ~===j:t~~~~=~=====::=:::::::::::::::::=::=:::::::::::E;1imi~~H:\;Pi \;;;C 100 \711 I ~ Bosque lluvioso tropical ;.o::;ooo~ Bosque subtropical ,00°0° o~o~o semi-siempreverdc ~ Bosque subtropical ~ siempreverde SOO 750 700 650 6()0 550 SOO 450 4()0 35° ü: '"' 160 Sorgo para Suelos Acidos (1800 mm1año) y Colombia (2000 mm1año). La estación seca es más corta en Colombia y Venezuela (4 meses) que en la región del Cerrado Brasileño (5 meses) donde adicionalmente las precipitaciones discontinuas de la época lluviosa ('veranicos') requieren que el material introducido esté bien adaptado a las condiciones del suelo para poder sobrevivir extrayendo agua a mayores profundidades. Las características fisiográficas de las fineas mostraban que la sabana bien drenada es el principal componente del área, seguida por tas partes 'bajas' y los montes de galería. En tas sabanas bien drenadas, a pesar de lo uniforme del ecosistema, existían grandes variaciones en términos de suelos entre países y aún entre los terrenos de una misma finca. En el Cuadro 8 se presentan las principales características químicas del suelo (pH, P, K, saturación de aluminio). Colombia presenta los suelos más ácidos con un mayor porcentaje de saturación de aluminio que requiere de 1. 7 tlha de cal para establecer las varíedades de sorgo adaptadas a suelos ácidos. En el Brasil no hay limitación del suelo seria para sembrar las nuevas variedades y, en general, el nivel bajo de fertilidad era más importante que la acidez o la saturación de aluminio. Venezuela presenta suelos con saturación de aluminio donde se podría cultivar sorgo en forma permanente; en promedio, el nivel de fertilidad es un poco superior a los de Brasil y Colombia, pero en todo el ecosistema de sabana bien drenada se requieren aplicaciones de nitrógeno, fósforo y potasio para cada cosecha (Cuadro 8). En el Cuadro 9 se presenta una comparación entre los sistemas de producción de las diferentes regiones estudiadas. En general, son sistemas extensivos con más de 1500 ha de área total, localizados en zonas de frontera agrícola y orientados hacia la cría y el levante de animales. El tamaño promedio del hato es de 550 animales que disponen de 0.59 ha de pasto sembrado por animal y con producciones de carne que varían entre 12 y 36 kglaño y 54 a 65 kglUA por año. La vegetación nativa es el recurso forrajero más importante para la alimentación del hato pero su importancia varía entre las regiones y según el tamaño de la finca. La rápida expansión del cultivo del arroz en Brasil impulsó la siembra de gramíneas a un ritmo superior al del crecimiento del hato. La orientación más comercial de la ganadería de Venezuela (venta de leche) y de Brasil (venta de terneros machos destetos) está asociada con un mayor desarrollo de la infraestructura que Cuadro 8. Princlpares raraderistkas de los suelos de las fincas estudiadas,· Caracterís.tica pI! P(ppm) K(meql100g) Saturat:i6n de aluminio (%) Venezuela Colombia Brasil Promedio 1'1 F2 Promedio F1 F2 Promedio F1 F2 5.43 3.31 (J,14 13,96 ;,84 4,99 0,38 4,70 1.30 0,03 72,00 00 2,70 0,04 90,00 4,90 6,34 5,35 1.53 4,82 5,87 0,14 0,30 4.50 2,10 0,05 88,00 9,61 3(),00 O,(X) 86,00 (J,í19 46,70 a. Fl -,- la finca con menor saturación de aluminio: F2 - la finca con mayor saturación de aluminio .......... .62 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 9. Principales características fisicas de los sistemas de producción estudiados en varias regiones. Característica Numero de fincas Distancia al mercado" (km) Tamaño promedio de la finca (ha) Mano de obra (EH) Tamañodcl hato (U A) Proporción de vacas (%) Pasto sembrado (ha) Brasil Colombia Venezuela (1980) (1978) (1980) 12 147 2578 7,0 16 300 2901 3,2 526 41 181 538 40 714 13 50 1533 4,1 685 39 195 Cultivos o Sorgo: área (ha) fracci6n de ¡afinca (%) Arroz: área (ha) fracción deJa finca ("lo) 18' 2 o 126 5 Producci6n ganadera: kglha por año kg¡UA por año 15 65 12 36 54 55 Producción de cultivos: kglha cultivada 2138 a. Distancia de la finca más cercana a un centro poblado EH equiva!enlc-nombre. b. RastrojOS de cultivos sembrados en 1979. COII mas de 200,000 habitantes, FUENTE: Vera y Seré, 1985. repercute positivamente en la adopción de nuevos sistemas integrados con cultivos, En las fincas de Colombia estudiadas no se encontraron siembras comerciales de ningún cultivo y la introducción de pastos se realizó sin cultivo intercalado, En Brasil, la finca promedio tenía, en el año del estudio, 126 ha de arroz que representaban el 5% del área total de la finca; en estas fincas los cultivos eran utilizados para establecer los pastos y en ninguna de ellas había cultivos en forma permanente en el mismo lote por más de dos años. En Venezuela, en el año del estudio, se retiraron los subsidios a los fertilizantes y los agricultores dejaron de sembrar el cultivo tradicional de la zona, que era el sorgo, En el año inicial del estudio había 18 ha, en promedio, de rastrojo de sorgo, Siembra de cultivos en forma definitiva, o para introducir pasturas, requiere una modificación sustancial en la estructura 163 .. .sorgo Granifero en los Sistemas Agropecuarios ... administrativa y afecta en forma importante los parámetros económicos y, en especial, el flujo de ingresos y egresos de la finca. Esto es evidente en la diferencia entre los parámetros de Brasil, con abundantes cultivos, y los de Colombia y Venezuela, donde no hay cultivos (Cuadro 10). La importancia relativa de la zona de estudio, dentro del país, lo determina la disponibilidad de carreteras y la distancia al centro poblado más cercano. En los Llanos Colombianos vive menos del 1% de la población total del país, comparado con el 18% que habita en los Cerrados de Brasil y en los Llanos de Venezuela. La disponibilidad de tierra fértil en otras regiones del país determina en gran parte los esfuerzos para desarrollar esa zona; esta política es muy clara en Venezuela y Brasil, pero muy limitada en el caso colombiano. Cuadro lO. Prindpales características e(:onómicas de los sistemas estudia* _ (US$Ih¡o). Característica Brasil Colombia Venezuela Inversión Total Maquinaria 391.00 24.00 72.00 3.00 602.00 66.00 lngreso bruto Ganado Cultivos 20.00 45.00 7.00 40.00 0.87 0.02 0.00 0.11 1.18 Otros 0.97 8.58 3.38 9.32 0.75 Total 22.25 1,00 2.95 Mano de obra 6.95 1.25 9.65 Depreciaciones 5.56 0.97 14.21 34.76 3.22 26.81 Insumas Sales '1 salud animal Abonos Combustibles Costos totales 1.02 0.00 FUENTE: Vera y Seré, 1985, Potencial del Sorgo en estos Sistemas de Producción Para determinar el potencial del sorgo, se estima la producción comercial en 2 t/ha, productividad normalmente alcanzada con las nuevas variedades en las pruebas de comportamiento en el 164 Sorgo para Suelos Acidos campo. La eficiencia económica se determina según los precios de insumas y productos existentes en los Uanos Orientales de Colombia en 1984, suponiendo que si esta alternativa es atractiva en Colombia, será más ventajosa en Brasil y en Venezuela, países con una ventaja comparativa para producir sorgo en terrenos ácidos. Esta ventaja comparativa se debe al mayor desarrollo de la infraestructura en las regiones de suelos ácidos, menores precipitaciones, poca disponibilidad de zonas fértiles, y una gran demanda por granos para alimentar una industria avícola en expansión. El maní, la yuca y el arroz son cultivos bien adaptados a condiciones de acidez del suelo, pero los dos primeros son poco comerciales en zonas de frontera agrícola y el arroz está más adaptado a zonas denominadas 'secano favorecido', donde ocurren precipitaciones superiores a 2000 mm anuales. La productividad obtenida con el arroz permitiría a este cultivo competir con el sorgo en ecosistemas de sabana bien drenada, pero la presencia de enfermedades en las hojas del arroz durante el período vegetativo restringen estas posibilidades. Se analizará la factibilidad económica de la producción de sorgo bajo dos condiciones: como un cultivo semestral, y como un complemento de la introducción de pastos y de la alimentación del ganado con el rastrojo en épocas críticas. Dada la disponibilidad de cal en vari.as regiones, parece pertinente preguntarse qué tan conveniente es, económicamente, utilizar germoplasma más adaptado, aunque de menor producción, cuando se puede obtener una producción razonable con niveles más altos de cal y variedades ya existentes sembradas en terrenos fértiles. Ensayos realizados (Salinas, 1975) en el Centro de Investigaciones de Maíz y Sorgo en Sete Lagoas (Brasil) demostraron que el germoplasma adaptado producía lo mismo cuando se utili7-3ban niveles de cal superiores a las 4 t/ha. y que su sistema radicular tenía sólo 40 cm/lOO cm' de suelo. A medida que disminuía el nivel de cal aplicada y se la localizaba más superficialmente, las variedades adaptadas eran capaces de desarrollar un sistema radicular hasta los dos metros de profundidad, lo que hacía más eficiente la extracción de agua y nutrimentos en un perfil mayor del subsuelo. La característica principal del germoplasma adaptado es la eficiencia que tiene para extraer agua del subsuelo en épocas de 'veranicos' y no tanto la tolerancia a la saturación en la época 165 ... Sorgo Granifero en Jos Sistemas Agropecuarios... lluviosa uniforme. Esta característica es muy importante por las siguientes razones: permite utilizar niveles bajos de cal; permite sembrar con una preparación del suelo sencilla, incorporando la cal hasta los 15 cm de profundidad en el suelo. Esta preparación es suficiente para el establecimiento de pastos en sabana; se obtiene una cosecha de menor rendimiento pero con menor riesgo; podría ser más eficiente para extraer nutrimentos como P, K Y Mg, que son importantes en la producción y son los más costosos; y en regiones como los Llanos Orientales de Colombia la cal es costosa. El Sorgo como Cultivo Semestral Para evaluar la competividad del sorgo como cultivo semestral en los Llanos Orientales, se prepararon los presupuestos comparativos para la producción de sorgo en terreno fértil y en terreno ácido (Cuadro 11). El presupuesto del terreno fértil corresponde a los insumas y precios utilizados en el Valle del Cauea, y el del terreno ácido a los requerimientos de insumos y a los precios de una finca localizada 40 km al este de Puerto López, en los Llanos Orientales. Las principales diferencias entre los dos presupuestos están dadas por los siguientes factores: Fertilizantes Las variedades de sorgo adaptadas a suelos ácidos se comportan bien hasta una saturación de aluminio de 60%. En las fincas de los Llanos Orientales de Colombia se encontraron saturaciones, en promedio, de 88% y fue necesario aplicar 1740 kglha de cal para reducir la saturación de aluminio al porcentaje requerido. Para determinar la cantidad de cal se utilizó la fórmula: CR = 1.8 fAI SAR (Al + Ca + Mg)Il00] 166 Sorgo para Suelos Acidos donde: CR SAR Al,Ca,Mg cal requerida (tlha) saturación de aluminio requerida (%) miliequivalente (meq) de cada elemento por 100 g de suelo Dicha fórmula fue utilizada por Cochrane (1980) en los Llanos colombianos. Se supuso que con una aplicación se podrían obtener tres cosechas de sorgo en forma continua sin necesidad de realizar enmiendas. El nivel de nitrógeno aplicado en el Valle del Cauca se consideró adecuado para los Llanos; en éstos, la fertilidad natural Cuadro n. Presupuesto comparativo para la producción de sorgo en terrenos fértiles y en suelos ácidos. Rubros de costos Valor (USS/ha) en suelo: Fértila (Rend .• 2 tiha) Acido (Rend .• 3 tiha) Mano de obra - Con maquinaria (8.5 h x US$IO/hora) (8.5 h x US$l1/hora) -Manual (20 jornal x US$5/jornal) Insumas -Semilla - Fertilizantes Cal N P20s K,O (16kg x US$0.40/kg) ( 8 kg x US$0.80/kg) (580 kgx US$0.03/kg) ( 46 kg x US$0.65/kg) ( 13 kg x US$0.38/kg) ( 40kgxUS$0.4O/kg) -Control de malezas (3.51t x US$3.5/1t) -Control de insectos (I.Oh x US$4.7/lt) Cosecha (1 hora x US$40lhora) Servicios (administración, asistencia técnica) Arriendo 85.0 100.0 93.5 100.0 6.4 6.4 29.9 17.4 29.9 4.9 16.0 12.2 4.7 12.2 4.7 40.0 40.0 23.0 23.0 120.0 12.0 Empaques (US$0.5/unidad de 60 kg) 25.0 17.0 Trasporte (US$5/t por lOO km)' 15.0 30.0 27.7 24.4 488.9 431.2 Intereses (3 meses sobre el gasto total) Total (US$/ha) a. Rend. = rendimiento. Los datos para suelo fértil son de CVC (1982) y de estimaciones de los autores. b. La región de suelos ácidos está a 300 km del mercado. ... Sorgo Graníferó en los Sislerrut$ Agropecuarios... 167 se asemejó a la del Valle aplicando 13 kglha de fósforo y 40 kglha de potasio, además del nitrógeno. Arriendo El valor del arriendo es un estimado de la disponibilidad de tierra buena; en el presupuesto inicial se consideraron US$120 para la tierra fértil y US$12 para tierras ácidas, por semestre. El primer valor es el precio normal cobrado en el Valle del Cauea y el segundo corresponde al costo de oportunidad de una tierra explotada en forma extensiva en los Llanos colombianos con una carga de 0.2 UAlba. A pesar de la gran diferencia existente entre los dos arriendos, ésta disminuía a más de la mitad cuando se consideraban las enmiendas a la fertilidad natural y el trasporte de la producción a los centros de consumo localizados en las tierras fértiles. La mayor proximidad a los centros de consumo en Venezuela y Brasil, así como la ausencia de tierras de alta fertilidad subutilízadas, incrementan el atractivo de producir sorgo en suelos ácidos en estos dos países. Costo del trasporte En los terrenos fértiles los centros de consumo están, en promedio, a 100 km de las zonas cultivadoras de sorgo. Esta distancia aumenta a 300 km en el caso del llano colombiano, diferencia que representa US$10/t los cuales, junto con el trasporte de combustible e insumos, aumenta los costos de producción en las zonas de frontera. Los costos de maquinaria. mano de obra, semilla, control de malezas y de insectos, así como el costo de la cosecha, no varían sustancialmente de una región a otra porque consideramos que estos valores dependen más del lote en sí (tipo de suelo, población de malezas, etc.) después de varios ciclos de cultivo, y no de la zona en general o de la adopción de una variedad determinada. Partiendo de presupuestos comparativos, se estimó el 'rendimiento equivalente', y se definió como la producción de sorgo por hectárea en terreno ácido que tendría el mismo costo de una tonelada del grano producida en terreno fértil. En la Figura 2 se presentan los resultados obtenidos al realizar el análisis de sensibilidad respecto a la disponibilidad de tierra fértil (valor del alquiler) y a su productividad. 168 o '. Sorgo para Suelos Acidos 5000 " '0 o '1l 4000 """"'-'." 0- 5~ 3000 =~ 0" " E 2000 "" 1000 "6 o ---..-...- .... 12 oo....................... _...._- ......... ................ ... ........... ... _-._--- -- .... 120 150 180 Alquiler en suelo fértil {USS/semestre} , - - - 4000 - .. - 3000 ------ 2000 Rendimiento en suelo férti1 Figura 2. Rendimientos equivalentes de ,torgo en suelos fértiles y suelos ácidos. Estos rendimientos hacen competitiva Ja producción de sorgo en lI:rrenos aCldos, según el costo de oportunidad de la tierra cultivada actualmente y el rendimiento logrado en ésta. Costo de oportunidad de la tierra ácida: USS12lsemeslre, Si en el suelo ácido se obtienen rendimientos de sólo 2 tlha, esta actividad sería competitiva solamente si la disponibilidad de tierra fértil fuera baja (más de US$l00/semestre) y su productividad muy pobre (menos de 2.5 tlha), Con Jos costos de alquiler normalmente cobrados en el Valle del Cauca (USSI20/semestre) y con producciones normales de 3 tlha, sería imposible compelir a menos que se produjeran 3000 kg en terrenos ácidos de fronlera. Con esta producción se pagan los costos de trasporte 'i de fertilizantes en terrenos ácidos y se eliminan las diferencias de arriendo. Bajo estas condiciones, los Llanos Orientales sólo podrían competir unos pocos años después de arar la sabana sí los costos de preparación del terreno y de control de malezas e insectos permanecieran bajos. Si observamos los presupuestos comparativos, vemos que en terreno fértil más del 85% de los costos totales son independientes del nivel de rendimiento (preparación del terreno, mano de obra, semilla, fertilízantes, control de malezas e insectos, servicios y arriendo), lo cual estimula a los productores a aumentar el rendimiento como único mecanismo de reducir los costos por tonelada (Figura 3) aumentando así la demanda causada por la escasez de tierra fértil y por la disponibilidad de variedades de alto rendimiento. 169 ... Sorgo GranífefO en los Sistemas Agropecuarios... 500 400 \ \ \ \ \ \ \ \ " "" 200 ..... ..... ......... ......... -........ 100 :.r 1.0 2,0 4,0 3,0 Rendimiento (tiha) Suelo fértil Suelo ácido Figura 3. Costos de producción según niveles de rendimiento obtenidos, tanto en suelos ácidos como en fértiles. A nivel internacional, los precios de los granos han bajado en términos reales desde U8$240 en 1950 a G8$126 en 1980 (IBRD, 1982) Y los países latinoamericanos que han podido competir son aquéllos que aumentaron el rendimiento del sorgo por encima de 3 t, promedio nacional. El aumento real de los precios del combustible reduce el incentivo de producir en las zonas de frontera agrícola y de intensificar el uso de la tierra fértil ya cultivada cerca de los sitios de mercado, La nueva tecnología tendría aplicación en terrenos ácidos cercanos a los centros poblados, como es el caso de Venezuela y Brasil y de algunas pequeñas áreas en Colombia, 170 Sorgo para Suelos Acidos El Cultivo del Sorgo como Complemento del Establecimiento de Pasturas Con la producción promedio obtenida hasta el momento (2 tJha) no parece factible la introducción en gran escala del cultivo del sorgo a las sabanas bien drenadas de Colombia (la Altillanura), a menos que aquél complemente o utilice insumas existentes en los sistemas actuales de producción, elevando así la rentabilidad del sistema en general. En esta sección se estudiará la factibilidad económica de introducir el sorgo utilizando la fertilización dada a los pastos, sin aplicar control de malezas, y complementando la producción forrajera de la finca mediante el uso estratégico de los rastrojos de sorgo. Para tal fin, se utilizan los resultados experimentales obtenidos en el seguimiento, por seis años, de una finca en los Llanos Orientales en la cual se introdujeron pastos mejorados en 5% del área para ser usados estratégicamente por el hato de cría. Mediante suplementación de las vacas de cría en el período crítico posterior al parto se buscaba adelantar la reconcepción de esas vacas. Estas pasaban luego a consumir sabana. De esta manera, con un 5% del área sembrada con pastos mejorados, en cuatro años se logró pasar la tasa de natalidad de 50% a 57%, el peso de los terneros destetos de 109 a 162 kg, Y la carga animal total de la finca de 0.13 UA/ha a 0.24 UAlha. En términos económicos, la inversión en pasturas y ganado adicional generó un retorno anual de 35% si se supone que la persistencia de la pastura es de 12 años con refertilizaciones cada tres años. Para evaluar la posible contribución de un cultivo de sorgo asociado, se presupuestó el costo adicional que esto implicaría por hectárea (Cuadro 12) y se incluyó. en el flujo de caja de la inversión, suponiendo que el rendimiento del sorgo era de 2 tJha y su precio de US$160 por tonelada, en la finca. El impacto de esto, en términos de flujo de caja, se presenta en la Figura 4. Las principales ventajas de utilizar sorgo como cultivo pionero son: - La producción de sorgo utiliza el 86% de los insumos empleados en la siembra de pastos; los costos adicionales (US$205/ha) corresponden a la cal, los costos de cosecha, el empaque, el trasporte, y la administración (Cuadro 12); estos costos se recuperan, en su gran mayoría, cuando se obtiene una buena cosecha. Hay un bajo riesgo en la operación dado que los principales costos ocurren en la cosecha. Si el rendimiento es 171 · .. Sorgo Granifen.) en los Sistemas Agropecuarios ... Cuadro 12. Presupuesto comparativo de la siembra ck sorgo solo y de sorgo nuIs past•• Rubros de costos Valor (US$lha) eno Pasto Manodeobra ~Conmaquinaria (8,5 h x US$lIlhora) -Manual (10 jornal x US$5Jjornal) Iusum05; Inversión Sorgo más pasto extra 93.5 93.5 0.0 50.0 50,0 0,0 6,4 6,4 30,0 30,0 0,0 14,0 14,0 0,0 42,0 29,9 42,0 29,9 0,0 -Semilla • Sorgo (8kgx US$O,8OIkg) ·A.gayanus (5kgxUS$6,OO/kg) • S. capitata (2kgxUS$7,OO/kg) - Fertilizantes Cal (l400kgx USSO,03Ikg) (46 kg x US$O,65/kg) N P,O, (SO kg x US$O,38/kg) K,O (22kgxUSSO,4O!kg) 19,0 8,8 19,0 8,8 - Control plagas j' enfennedades (LO It x US$4,7011t) 4,7 4,7 Cosecha (1 h maquinaria x USS4Ofh) 40,0 40,0 Servicios (administración y asistencia técnica) 23,0 23,0 Empaques (US$O,S/unidad de 6Okg) 17.0 17,0 Trasporte (USS5.O/t x 100 km) 30,0 30,0 Intereses (% sobre capital promedio) Total 13,0 25,0 12,0 228,3 433,3 205,0 muy bajo, se evitan estos costos pastoreando el sorgo en vez de cosecharlo. - La producción del sorgo mejora sustancialmente el flujo de caja de la inversión hecha en pasturas, durante los primeros años. - La rentabilidad marginal de los pastos asociados con el sorgo se incrementa de 34% a 52% anualmente, para producciones que fluctúan entre 1.3 y 2,5 tlha de grano (Figura 5), - Al preparar por primera vez el suelo, se produce una mineralización de los nutrimentos y se aportan nitrógeno y potasio, 172 Sorgo para Suelos Acidos 60 50 40 lO "'""E ~ v; ::> 20 10 O -10 -20 -30 -40 ! I I 23456 7 I I I I ! g 9 10 11 12 Perslstenda de la pradera (años) - - - - Con sorgo - - - Sin sorgo Figura 4. Flujo marginal de efectivo en el establecimiento de una pastura mejorada. Finca de un estudio de casos con 154 ha de pasto sembrado,' 114 ha se sembraron en el primer año y 4f) ha en el segundo año. Si este aporte es suficiente para producir el sorgo, la rentabilidad pasarla de 34% a 60% con producciones de l.0 a2.5 ljha (Figura 5), - Dependiendo de la variedad, el rastrojo de sorgo puede aportar unas 5 tlha de MS con un contenido de energía superior al de la sabana nativa. Las vacas que tengan bajo peso inicial pastorean el rastrojo corno un banco de energía para la sabana, lo que les permitiría lograr aumentos superiores a los 250 g/día; esto reduciría el tiempo requerido para lograr pesos adecuados utilizando el pasto en forma estratégica y no continua. - El establecimiento del pasto se financia con préstamos de corto plazo comO los que se obtienen para cultivos comerciales con duración inferior al año. Esta posibilidad impulsaría el establecimiento de pastos mejorados, no sólo por disponer de una financiación más ágil, sino por la mejora sustancial en el flujo de efectivo que se produce con el cultivo del sorgo. - Las simulaciones indicaron que si la persistencia de las pasturas de gramíneas y leguminosas es inferior a seis años, no era factíble tencr rentabilidades adecuadas, especialmente por el 173 ".Sorgo Granifero en los Sistemas Agropecuarios ... 70 ~ S oc: ¡:: 60 ¿ ¡ SQ .g •E .!l .S 40 ~ R ~ 30 O 1.0 2.0 2.5 3.0 Rendimiento (tlha) Rentabilidad de la siembra de pastó y sorgo oonslde-rando que la mineralización aporta la totalidad de N Y K. II Rentabdidad de !a siembra de pasto y sorgo sin considerar mineralización. Figura 5, Rentabilidad matginal de Jos pastos sembrados, excluyendo el sorgo como cultivo pionero. R -". Renlabilidad del proyecto sin siembra de sorgo. flujo negativo de los primeros años. La introducción de pastos junto con cultivos permitiría obtener un retorno rentable si la pastura mejorada sólo persistiera cuatro años y la producción de sorgo fuera de 2 tlha. Con esta alternativa se ampliarían las posibilidades de introducir mezclas de gramíneas y leguminosas, más productivas aunque de menor persistencia, o de sustituir praderas tan pronto como decrece su potencial al desaparecer la leguminosa. Una vez logrados los materiales de sorgo adaptados a suelos ácidos, las principales limitaciones para establecer esta asociación serían: - Infraestructura regional para el manejo del sorgo (maquinaria para la cosecha, trasporte, almacenamiento). 174 Sorgo para Suelos Acídos - Daños causados por pájaros debido a la limitada área de estos lotes en relación con la región. - Falta de investigación agronómica en relación con densidades y fechas de siembra, y con niveles de fertilización; investigando se manejaría en forma eficiente la competencia entre el sorgo, las gramíneas y las leguminosas forrajeras. Conclusiones Se pueden extraer las siguientes conclusiones del estudio anterior: 1. Con rendimientos de 2 tlha no parece factible sembrar el sorgo como cultivo permanente en los terrenos ácidos de la Altillanura de los Llanos Orientales de Colombia. 2. El uso del sorgo como cultivo pionero, complementario en la siembra de pastos mejorados, es muy atractivo. Soluciona problemas biológicos y reduce las desventajas económicas (flujo de efectivo negativo durante varios años y rentabilidad media) del sistema de introducción de pasturas hasta ahora utilizado. 3. En este sistema combinado agrícola-pastoril, producciones de sorgo superiores a 1.5 tlha hacen atractiva la inversión en pastos mejorados de los cuales permiten utilizar germoplasma menos adaptado a suelos ácidos. 4. La posibilidad económica de sembrar sorgo cada cuatro afias permite utilizar asociaciones de gramíneas y leguminosas menos persistentes pero más productivas. 5. Brasil y Venezuela tienen ventaja comparativa con respecto a Colombia para producir sorgo en suelos ácidos. Esta ventaja la deleTnÚnan: la localización de la región con suelos ácidos respecto a los centros poblados, la menor saturación de aluminio, la menor disponibilidad de terreno fértil, y los mayores precios internos. 6. Estos resultados son consistentes con el proceso de introducción de pasturas sembradas observado en países tanto tropicales como templados. La siembra masiva de pasturas está siempre asociada con la existencia de un cultivo rentable, p.e, arroz en el Cerrado brasil ero o trigo en la pampa argentina. ... Sorgo Granifero en los Sistemas Agropecuarios... 175 7. Este análisis ex ante indica un considerable potencial para el sorgo adaptado a suelos ácidos que hará más dinámicos los sistemas extensivos actualmente predominantes. Hace falta un esfuerzo de investigación básica y aplicada para hacer efectivo este potenciaL 8. Dada la relación de precios entre los costos fijos por hectárea de preparación de la tierra, de siembra, y particularmente de cosecha del sorgo, y dado el precio de la cal así como el precio del sorgo en la región, parece más importante aumentar el rendimiento del cultivo que lograr su adaptación a niveles más altos de saturación de aluminio. La evidencia preliminar parece indicar que convendría enfocar la investigación al aumento del rendimiento con niveles del 50% de saturación de aluminio. En Brasil y Venezuela hay grandes áreas con estas características para la producción potencial de sorgo, En los Llanos Orientales de Colombia, reducir la saturación de aluminio a este nivel requiere cantidades limitadas de cal, dado el bajo poder amortiguador ('bófer') de los Oxisoles predominantes. Dada la gran extensión de tierras dis· ponibles en relación con las áreas necesarias de sorgo para abastecer el mercado interno, parece racional esperar que se asignen a este cultivo tierras de menor saturación de aluminio. 9. Variedades de sorgo de alta tolerancia a la toxicidad por aluminio pueden tener un papel importante en el establecimiento de pasturas, asociadas a éstas. Dada la existencia de pasturas adaptadas a altos niveles de saturación de aluminio, es más importante la reducción de la inversión inicial en encalado. Es necesaria la investigación agronómica aplicada para evaluar, a nivel de campo, la viabílídad de esta promisori3 estrategia. Referencias CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical). 1983. Trends in CIAT commodities: Internal document, economics 1.8. Cali, Colombia. Cochrane. T. T.1980. ThemethodologyofCIATslandresourcestudy oftropical Ameríc•. En: Buroff, P. G. YMorríson, D. B. (od•. ). Proceedings of the Fourth lntemational Symposium on Machíne Processing of Remotely Sensed Data and Soil [nfonoation Systems and Remote Sensing and Soil Survey. IEEE Catalog No. 80. Purdue University, We.t Lafayette, Indiana, E.U. p.227-233. 176 Sorgo para Suelos Acidos - - ; Salinas, J. G. Y Sánchez, P. A. 1980. An equation for liming acid mineral soils to compensate erop aluminum tolerance, Trop. Agric. 57:(2)133:140. - - ; Sánchez, LG.; de Azevedo, L. G.; Porras, J. A. Y Garver, e. L 1985. Land in tropical America. La tierra en América tropical. A terra na América tropícal. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia, y Empresa Brasi· letra de Pesquisa Agropecuária - Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados (EMBRAPA·CPAC), Planaltina, D.F., Brasil. Cali, Colombia. 146 p. CYC (Corporación Autónoma Regional del Yalle del e.u.a). 1982. Manual de costos de producción agropecuaria. Informe CYC·83·1. Oficina de Planeación, Cali, Colombia. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). [1981]. Monthly bulletio 01 statistics, 1978, 1979, 1980. Roma, Italia. - - y UNESCO (United Natíons Educatíon, Science, and Culture Organization). 1975. Soil map ofthe World. Volume IY-l, París, Francia. FMI (Fondo Monetario Internacional). [1981J. Estadísticas financieras internacionales. Octubre 1978, 1979, 1980. Washington, D.C .. E.U. IBRD (International Bank for Recen'truetion and Development). 1982. Commodity trade and priee trends. Washington. D.C., E. U. Salinas, J. G. 1975. Residual eff""ts of lime rates and depth of incer· poration. En: Agronomic-economic research on tropical soil; annual report of 1975. Soil Science Department, North Carolina State University, Raleigh, NC, E. U. USDA (United States Department of Agriculture). 1981. Foreign agriculturalsernce. BoleHn, 26m.yo 1981. Washington. D.C., E.U. Yera, R. R. Y Seré, C. 1985. Los sistemas de producción pecuaria extensiva del trópico sudamericano; análisi~ comparativo. En: CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical). Sistemas de producción pecuaria extensiva: Brasil, Colombia, Venezuela. CIAT, Cali, Colombia. p. 431·450. MEJORAMIENTO Y SELECCION Técnicas Efectivas de Selección para Buscar Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio R. H. Howeler* Introducción Se ha estimado (Sánchez, 1981) que el 42% del área terrestre en los trópicos, aproximadamente 2050 millones de hectáreas, está ocupada por Oxisoles, Ultisoles o Inceptisoles. En la América tropical, estos órdenes edáficos ocupan 1019 millones de hectáreas (72.6% del área). Estos suelos están caracterizados generalmente por una acidez extrema y por bajos niveles de nutrimentos disponibles. Por esta razón están subutilizados y forman uno de los últimos recursos de tierra hacia los cuales se puede expandir la producción agrícola. Sin embargo, la mayoría de las especies cultivadas es susceptible a alIas concentraciones de aluminio (Al), una de las mayores limitantes de estos suelos. Este problema se puede superar, ya sea por el encalamiento del suelo para neutralizar el aluminio ~ intercambiable, o mediante una selección de especies y variedades tolerantes a los altos niveles de Al. La segunda alternativa es más práctica. ya que la aplicación de grandes cantidades de cal es muy costosa y puede alterar solamente el contenido de Al de las capas superiores del suelo, ocasionando la formación de sistemas radicales poco profundos en los cultivos sensibles al aluminio. La selección de cultivos y variedades tolerantes al alumInio penníte obtener a menudo buenos rendimientos con una mínima aplicación de cal; ésta sirve principalmente como una fuente de calcio (Ca) y magnesio (Mg). La Figura 1 muestra la respuesta de varios cultivos a la aplicación de cal, en Carimagua. Aunque el caupí y la yuca fueron muy tolerantes a la acidez del suelo y alcanzaron el 40% de sus rendimientos máximos sin aplicaciones de cal, el caupí produjo • Cientifioo de Suelos, Programa de Yuca, Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia. 186 Sorgo para Suelos Acidos ~ ~ ~o ~ o 20 O "~ '6 o ~ " 6 Cal (tlha) .. ~ YUC'-1976A(42) • ~ Maíz ~~1971B (20) o ~ Anoz -1972A (96) '" = Caupí -19728(20) • = Frijol-1972B (49) <:> = Smgo -1972A (240) Figura l. Respuesta de seis cultivos a la aplicación de cal en Carimaguo. En las convenciones, A y B indican primero}' segundo semestre del año de la prueba, y ¡{JS cifras entre paréntesis indican. el número de variedades o líneas mejoradas de la prueba. casi el rendimiento máximo con una aplicación de 0.5 tJha de cal; la yuca requirió 2 tJha. El sorgo y el arroz (variedades enanas) fueron altamente susceptibles a la acidez del suelo, mientras que los frijoles y el maíz fueron moderadamente susceptibles. Con la expansión, en la última década, de los centros internacionales de investigación agrícola (cada uno con grandes colecciones de germoplasma), ha aumentado notablemente el interés por evaluar la tolerancia al aluminio de ese germoplasma, especialmente en América Latina donde el porcentaje de suelos ácidos es grande. Además, en, América del Norte varios mejoradores de cultivos de clima templado han comenzado a incorporar la ,.,Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio 181 tolerancia al aluminio en variedades de altos rendimientos para regiones de suelos ácidos. De esta forma, tanto en los trópicos como en los climas templados se han desarrollado varias técnicas de selección para evaluar la tolerancia al aluminio de un gran númerO de variedades o lineas de mejoramiento. Algunas de las técnicas más efectivas se describirán a continuación, con alguna indicación de sus ventajas y desventajas. Técnica de la Solución Nutritiva Para los fitomejoradores, quienes tienen que evaluar grandes cantidades de materiales, de los cuales haya menudo muy peca cantidad de semilla, la técnica de la solución nutritiva tiene muchas ventajas. Es rápida, requiere poca semilla, y muchas veces no es destructiva; los mejores materiales se pueden trasplantar pesteriormente al campe para comprobar su resistencia o tolerancia a las enfermedades e insectos, así como su potencial de rendimiento, La principal desventaja es que las soluciones nutritivas consumen mucho tiempo y son difíciles de manejar, ya que el efecto tóxico del aluminio está influenciado grandemente per la temperatura, el pH, y las concentraciones de Al, fósforo (P), Ca, Mg, Ypotasio (K). A medida que las plantas absorben los nutrimentos de la solución, las concentraciones de éstos, tanto corno el pH de la solución, cambian. Por esta razón, es esencial un control cuidadoso de todos estos factores para obtener resultados reproducibles. Esta técnica es muy adecuada para las especies que se reproducen per semilla sexual con pequeñas reservas nutritivas y tienen un crecimiento inícial rápido, No es muy adecuada para especies como la yuca, la cual se reproduce vegetativamente a partír de estacas o cortes de tallo enraizado, con una gran variabilidad entre plantas. En la técnica de la solución nutritiva hay esencialmente dos metodologías, cada una con sus variaciones. La primera meto~ dología es someter semillas uniformemente seleccionadas a un rango de concentraciones de aluminio durante un período relativamente corto (20 a 48 horas). Este 'contacto' con el aluminio es seguido ya sea por un período de recuperación en una solución nutritiva normal o por un proceso de teñido con hematoxilina, para determinar la concentración de aluminio en la cual hay un daño permanente e irreversible del meristema radical que inhiba su crecimiento posterior. La segunda metodología consiste en 182 Sorgo para Suelos Acidos cultivar plántulas en concentraciones altas y bajas de aluminio en la solución durante varias semanas, y determinar el creci- miento relativo del tallo o de la raíz como una medida de su tolerancia al aluminio. Técnica del 'Contacto' con Aluminio Moore y otros (1976) emplearon la técnica del contacto con aluminio para seleccionar variedades de trigo. Ellos sometieron cada variedad a diferentes concentraciones de Al durante 48 horas, seguidas por un período de recuperación de 72 horas en una solución nutritiva sin Al tóxico. Después de este período se observaron las raíces para determinar la concentración de Al más baja que ocasionaba una inhibición irreversible de la división celular y, por lo tanto, del crecimiento de la punta de la raíz durante el período de recuperación. En este caso, la punta de la raíz estaba deformada, y a menudo hinchada y decolorada. Durante el período de recuperación, la punta de la raíz no reiniciaba el crecimiento sino que se desarrollaban raíces laterales a alguna distancia de la punta. La Figura 2 muestra que las variedades de trigo muy susceptibles al Al tuvieron un daño irreversibles en la punta de la raíz en las concentraciones bajas de Al de 6 a 10 ppm; en las variedades moderadamente sensibles, esto ocurrió aproximadamente a 14 ppm, para las variedades moderadamente tolerantes a 40 ppm, y para las muy tolerantes a 130 ppm. De esta forma, se separan las variedades de trigo en cuatro categorías de sensibilidad al Al claramente distinguibles, representada cada una por una variedad estándar, la cual se incluye en cada prueba. Palie et al. (1978a y 1978b) desarrollaron una variación de la técnica del 'contacto' con aluminio usando la técnica de teñido con hematoxilina para determinar visualmente el daño ocasio- nado a las puntas de raíz durante un contacto de 20 horas con varias concentraciones de Al en solución. Para seleccionar las variedades de trigo, ellos utilizan soluciones nutritivas de 5, 10 Y20 ppm de Al, mientras que para maíz recomiendan soluciones de 4.0, 6.7, 9.5, 12.1, 14.8 Y 17.5 ppm. Después de la germinación, se seleccionan las semillas uniformes de cada variedad y se colocan tres de ellas en huecos en cada una de seis bandas de espuma de estireno. Después de 24 horas en una solución nutritiva normal, se trasfieren las bandas a soluciones de diferentes concentraciones de Al durante 20 horas, seguidas por un lavado en agua destilada y un teñido durante 15 minutos en 100 1 80 '~ ,,!I Q "'"El 60 .~ ..9 ,,!I 40 " Q :§ ~ o 20 l 4lShoras' ~Control ~20ppmA1 Células (no.) en mitosis en: MODQlaya CICA 4 Bluebonnet 50 17.5 14.0 13.0 17.5 14.3 21.3 11.3' 16.8 10.0 14.8 lL5 13.8 14.5 9.5 17.0 14.3 17.3 20.3 6.5ab 16.8 7.5" 15.8 1.S a, 14.8 3.0·' 14.8 3.00 ' 13.3 16.0 11.8 17.8 lO.sa 17.3 10.5 15.3 11.8 IR66S 16.0 6.8sh 17.5 4.811:> 17.0 4.0'" 18.0 2.0v:. 15.0 2.3" 15.3 3.0ac L Error estándar: L004; DMS (O.05) "" 7.0. a Difiere signiticativamcut" del contról respectivo. b Ditíere significativamente de Monolaya o de Bluebonnet SO. Difiere signifl<:ativamente de Monolaya y de Bluebonnel SO. FtJEf'o.'TE: Mal1ínez. 1976. Además, se contó el número de células que se encontraba en cada una de las fases de la mitosis (profase, melafase, anafase y telofase) y se encontró que el aluminio afectó todo el proceso mitótico y no una fase (o varias) en particular (Martínez, 1976). Herencia de la tolerancia a la toxicidad de aluminio Martínez (1976) efectuó cruzamientos entre variedades tolerantes y susceptibles a la toxicidad por aluminio y evaluó las generaciones F" F, YBC! en soluciones nutritivas utilizando 20 ppm de aluminio. Se encontró que en las variedades Monalaya y Bluebonnet 50, la tolerancia a la toxicidad por aluminio era recesiva y estaba controlada por dos pares de genes; esos genes, en estas dos variedades, son posiblemente alélicos y presentan diferentes grados de expresión o de penetración incompleta. Camargo (1982) utilizó una técnica similar y encontró que la tolerancia a la toxicidad por aluminio está bajo control genético en las variedades IAC-165. IAC-47, IAC-25 e lAC-1246; más aún, había una dominancia parcial de la susceptibilidad sobre la tolerancia. .. Toxicidad del Aluminio en Arroz de Secano.," 20l La discrepancia entre los dos estudios anteriores puede deberse a diferencias en los métodos empleados, ya que el tiempo de exposición de los materiales a las soluciones con aluminio no fue igual. No obstante, ambos estudios indicaron que la variación genética varía de acuerdo con la cantidad de aluminio empleada en la evaluación de las poblaciones segregantes. No hubo efecto materno en la expresión de la tolerancia a la toxicidad del aluminio. Mejoramiento Varietal para Suelos Acidos de Sabana Localización y caracteristicas del ecosistema Los trabaíos de evaluación y selección de materiales tolerantes a los suelos ácidos de sabana se realizan en Villavícencio, Colombia, en el Centro Regional de Investigación La Libertad, estación experimental perteneciente al Instituto Colombiano Agropecuario (ICA). Esta área se caracteriza por una precipitación abundante (3477 mm/año) y bien distribuida (Owen, 1982). Los suelos se conocen como Oxisoles y son ácidos (pH 4.4); el contenido de aluminio es de 3 meq/lOO g de suelo, y la saturación de aluminio es de 83%; los contenidos de fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre y boro son muy baíos. La capacidad de retención de agua del suelo es muy baja. Objetivos y estrategias La estrategia general está encaminada hacia la obtención de variedades adecuadas a una tecnología de bajos insumos. Estas variedades deben ser tolerantes a varios problema.~ del suelo, especialmente a la toxicidad del aluminio; deben ser tolerantes también a las principales enfermedades y plagas (piricularia, escaldado de la hoja, hoja blanca, manchado del grano, helminto'poriosis, Sogatodes y barrenadores del tallo) presentes en este ecosistema; deben poseer buena calidad de grano y utilizar eficientemente los escasos nutrimentos disponibles en el suelo. El programa de mejoramiento abarca inicialmente dos aspectos principales: - la introducción y evaluación del germoplasma por su tolerancia a la toxicidad causada por el aluminio; y 202 Sorgo para Suelos Acidos un programa de hibridación y selección para incorporar, en el material tolerante al aluminio, otros caracteres deseables como resistencia a plagas y enfermedades, buena calidad del grano y buen rendimiento. Los criterios de selección seguidos en el desarrollo de un tipo de planta ideal para esta ecología de sabana son: raíces largas, gruesas y profundas; - buen vigor inicial; plantas de estatura baja o intermedia (90 a 120 cm); hojas superiores erectas de senescencia lenta; granos largos, delgados y pesados; macollamiento intermedio y tallos fuertes; y bajo porcentaje de esterilidad. Materiales y métodos En 1984 se evaluaron alrededor de 1360 cultivares que incluían líneas mejoradas, variedades nativas, y materiales tradicionales procedentes de diferentes instituciones como UTA, IRAT, IRRI, CIAT y del Instituto Agronomico de Campinas (CIAT, 1985; Sarkarung, 1984). Se usó un diseño de campo consistente en 'franjas ácidas' formadas por dos bandas, una de alta y otra de baja acidez. Esta última se obtuvo aplicando 3 tJha de cal dolomítica 15 días antes de la siembra, con el fin de aumentar el pH del suelo y neutralizar el aluminio; la banda de alta acidez no recibió cal. Los materiales en evaluación se sembraron en bloques que abarcaban tanto las bandas de alta como las de baja acidez. La variedad Metica 1 (susceptible) y las variedades IRAT 122 e IAC 165 (tolerantes) se sembraron como testigos después de cada hilera de 12 cultivares. Todas las parcelas recibieron una fertilización mínima al momento de la siembra, a saber: 50 kglha de N (urea), 60 kglha de P,O, (superfosfato triple) y 40 kglha de K,O (muriato de potasio). Para evitar efectos confusos por posibles daños de enfermedades e insectos, se aplicaron insecti. cidas y fungicidas regularmente. La toxicidad del aluminio se evaluó a los 40 y a los 70 días después de la siembra, empleando escalas de lectura de l a 5 (Cuadro 3). 203 •..Toxicidad del Aluminio en Arroz de Secano", para a1umlnlo. Cuadro 3. _ Escala ."ru- los sfntomas de la toxicidad ca........ por el Síntomas Ninguna diferencia en el desarrollo con alta o baja acidez, 2 3 4 Ligero amarillamiento de algunas plantas en condiciones de acidez alta; el desarrollo dé la planta se modifica muy poco. Cierto amarillamiento en las plantas; ligera disminución de su altura. Amarillamiento unifonne y notoria disminución en la a1tura~ no hay hojas muertas. 5 Amarillamiento severo, fuerte disminución en la altura. y muerte de las hojas inferiores. FUEN1E: Sarkarung, 1984. Resultados y discusión Los cultivares más susceptibles a la to"icidad del aluminio pre- sentaron un amarillamiento muy intenso y el crecimiento de la planta y de las raíces se afectó bastante. Los cultivares tolerantes (Cuadro 4) crecieron bien en ambas condiciones (alta y baja acidez) y fueron clasificados en las categorías 1 y 2 de la escala (Cuadro 3). En total, de los 1360 cultivares evaluados sólo 180 mostraron buena adaptación a las condiciones de sabana y serán usados como progenitores en el programa de cruzamiento (CIAT, 1985; Sarkarung, 1984). La tolerancia al aluminio se encontró en cultivares de distinto origen geográfico. Líneas mejoradas recibidas de los programas de mejoramiento deIIITA, del IRAT y del IAC-Campinas mostTaron una buena adaptación, y parecen poseer un nivel mayor de tolerancia al aluminio que las variedades locales, Monolaya y C<:llombia l. Se observó, en general, que todos los cultivares tolerantes al aluminio tenían raíces profundas, pero no todos los genotipos de raíces profundas eran tolerantes a la toxicidad por aluminio. Entre los materiales evaluados había algunos genotipos ena-' nos altamente rendidores. Se observó que estos genotipos se adaptaban muy mal a este ecosistema. Estos genotipos de riego se caracterizan por tener un sistema de raíces superficial y excesivo macollamiento y, tal vez por ello, están más predispuestos al 'estrés de secano', a los desequilibrios nutricionales, y a la deficiencia de agua en el suelo. No hubo correlación entre la altura de la planta y la tolerancia a la toxicidad causada por el aluminio (Cuadro 5). Muchos genotipos enanos de secano presentáron una alta tolerancia al 204 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 4. CuIIIv..... que _ _ o1ta 1 _ • la ¡",deidad causada por el aluminio. Y fI1l origen. c....ro Ilq¡looal de Inveadgacl6n La Libertad, lCA J Meta, Colombia, 1984. Cultivar Origen A. Líneas avanzadas de mejoramiento: TOX891-212-2-102 TOX1010-22-7-16 TOX 1010-49-1 TOX 1815-34-201-201-1 TOX!781-15-1 TOXl780-5-1 lRATl94+Z-B lRATII2 IRAT122 IRATl46 IACI64 1AC5032 lAC 25I1'J-110-99-1-4-1 OS6llRAT 13-AJ-ICM·!JM liTA, Nigeri. lITA, Nigeria lITA. Nigeria liTA, Nigeria liTA, Nigeri. lITA. Nigeria IRAT, Costa de Marfil IRAT, eosta de Marfil ¡RAT, eosta de Marfil IRAT, eosta de Marfil IAC·Campinas, Brasil IAC~Campínas. Brasil INIA, México INIA, México B. Variedades tradicionales y nativas: Ngovie Lac23 Ku28 Padi Bokokut OSÓ Zebu Monolaya TOS 5806 63-83 Sierra Leona, Africa Liberia. Africa Tailandia, Asia Indonesia, Asia Zain:, Africa Filipinas. Asia Colombia, América del Sur Africa eosta de Marfil, Amca Cuados 5_ RelacIOO entre la altura de la pIaIIIa Y la - . . . a l _ o de algunas variedades oval....... en fnII\Iu 1Irantes a las condiciones adversas del suelo. hum. = humedad; E= categorla de evaluación conjunta. como tolerantes son de origen brasileño; en Brasil se han adaptado a condiciones adversas del suelo, Estos resultados muestran la efectividad de este sistema de selección de CrAT-Quilichao, donde el Al y el Mn están afectando también la producción del fríjoL Referencias Arminger, W, H,; Foy, C. D,; Flemíng, A, L YCaldwell, B, E. 1968, Differential tolcrance üf soybean varíeties to an acid soil high in exchangeable aluminum, Agron. J. 60:67~70. Cobra Neto, A. 1967. Adsor~áo e deficiencias dos macronutrients pelo fcijoeíro, Tesis (Ph.D.). O.S.A. Piracicaba. Sao Paulo, BrasiL FAO (Food and Agriculture Organization of the Unitcd Natíon:;). 1976. Anuario de producción. v. 29. Roma, Italia. 222 Sorgo para SudO$: Acidos Fleming. A. L Y Foy, C. D. 1968. Root structure reflects differential aluminurn tolerance in wheat varieties. Agron. J. 60:172~176, Foy, C. D 1974. Effects of alumínum on plant growlh. En: Carson, E, \V. (ed.). Thc plant root and its cnv1ronment. Unlveshy Press of Virginia. Unív. Slation, Charlottewille , VA, E. U. p. 601-642. Haag. H, P, et aL 1967. Absor<;ao de nutrient' pela cultura do feijoeiro. Bragantia 26(30):381·391. Hanson, W. D. y Kamprath, E. J. 1979. Selection fm aluminum tolerance in soybean based 00 seedling~f()ot growth. Agron . .1, 71:581«586. Jaoob. A, y Vexkuell, H. V. 1963. Fertilizeruse, nutnlÍon and manuring 01 tropical crops. 3 ed. Verlagsgesellschaft fUf Ackerbaumhh. Hanovcr. Alemania Federal. 566 p. Kick. H. y Minhas, R. S. 1982. Die verfuegbarkeit der durch langjaehrige duengung im boden angereicherten phosphaten, Landwirtsch. Forscb. Sonderh. 22:184-191. Lépiz, R. 1977. Programa Nacional de Frijol; informe 1977. Secretaria de Agricultura y Recursos Hidraúlicos. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), México. I.yness, A. S. 1936, Varietal differences in the phosphorus feedíng capacíty of plants. Plam PhysioL 11 :665-668. Mar Leod, L B. Y Jackson, L P. 1967. Aluminum tolerante of two barley varieties in nutrient solution, peat and s011 culture. Agron. J. 59:359-363. Muller, J.; Ballerdi, F; Diaz-Romeu, R. y Fassbender, H. W. 1968. EstudiO del fósforo en suelos de América Central: Ubicación, características físicas y químícas. Turrialba 18:319~332, Pearsor'l, R. W. 1975. Soil aCldity and Jiming in the humid tropics. CornelllnL Agric. BulL 30. Comell University, IIhae., ¡';Y, E.U. Polle, E.; Konzack, C. F. y Kittrick, J. A. 1978. Rapid sereening of wheat for tolerancc to aluminum in brcedjng varieties better adapted to acid soils. AID Technical Series BulL 21. Reíd, D. A.; Fleming, A. L Y Foy, C. D. 1971. A metbod for determining aluminum response of barley in nutrient solution in comparison to response in AI~toxic soiL Agron, J. 63:600-603. Seheffer. F. y SchachtschabL P. 1970. Lehrbuch der Bodenkunde. 7 ed. F.Enke Verlag, Stultgart. República Federal de Alemania. 443 p. van Goar, B. J. Y Wicrslla, D. 1974. Redistributioll of potassium, calcium, magnesium, and rnanganese in the planto Plant PhysioL 31:16:;-168. Colección Mundial del Germoplasma de Sorgo y su Conservación Vartan Guirago.ssian y Melak H. Mengesha* Introducción La importancia del germoplasma en cualquier trabajo de mejoramiento de cultivos es un hecho bien establecido. El propósito principal y la responsabilidad de la Unidad de Recursos Genéticos del International Crops Research Institule for the SemiArid Tropics (ICRISAT) es recoger y preservar el germoplasma perecedero y hacerlo fácilmente disponible para su utilización presente y futura. El germoplama se debe mantener, tanto como sea posible, igual a su forma original y a su constitución genética. La evaluación sistemática y la documentación son trabajos muy importantes y necesarios, ya que nos ayudan a conocer y a clasificar el material recogido; también nos facilitan la identificación y la recuperación de líneas útiles de germoplasma para su adecuada distribución y utilización. Ultimamente, el ICRISA T ha intentado, mediante cuestionarios, establecer el valor y el uso del germoplasma que se ha suministrado a muchos programas de fitomejoramiento en los trópicos semiáridos. La respuesta que se ha recibido hasta el momento es muy alentadora. Los resultados de este estudio se están analizando y compilando para circularlos. El origen y la primera domesticación del sorgo tuvieron lugar, probablemente. en el cuadrante nororiental de Africa. en un área que se extiende. desde la frontera entre Etiopía y Sudán, hacia el oeste, hasta Chad (Dogget, 1970; Harlam, 1971). Otras áreas en Africa occidental y Asia son también centro de diversidad muy importantes. * Respectivamente: mejorador de sorgo para América Latina, Centro ImemacíonaJ de Mejoramiento de Maiz y Trigo {CIMMVn. El Batán, México; líder de la Unidad de Recursos Genéticos. Illtematitmal Crops Research Instiwte fOl lhe Semi-Arid Tropics (lCRTSAT), Patanchéru, India" 224 Sorgo para Suelos Acidos Colección La labor de recolección mundial de germoplasma de sorgo en el 1CRISATse está desarrollando actualmente a un paso muy acelerado. También continuamos la búsqueda de accesiones faltantes de la colección mundial que están en otros bancos de germoplasma. Además de la colección ya establecida, se introdujeron 10,688 nuevas accesiones de 79 paises después de organizar expediciones de recolección en áreas prioritarias, y por medio de correspondencia. Con estas nuevas adiciones, la colección de germoplasma de sorgo en el ICRISAT ha alcanzado un total de 22,466 accesiones (Cuadro 1). Además, se han obtenido recientemente 2697 accesiones nuevas de 12 países, las cuales están bajo cuarentena para su liberación en 1984. Cuando estas líneas se liberen, la colección en ICRISAT alcanzará un total de 25,163 accesiones. Cuadro l. Gennoplasma de sorgo reunido en ICIUSAT, hasta enero 1983. Origen Fundación Rockefeller Africa Angola Africa del Sur Benin Botswana BurkinaFaso Camerun Costa de Marfil Charl Egipto Etiopía Ghana Kenya Lesotho Malawi Malí Marruecos Mozambique Namibia Niger Nigeria ReptibHca Central de Africa Repúhlica Malgache Total Accesiones (no.) reunidas por:" ICRISAT. IBPGR. ORSTOM. P.N, 23 6 483 243 3 1 28 160 1753 1 125 15 1446 162 29 726 4 190 88 248 82 1835 13 1 138 7 2796 22 4242 11 53 64 313 446 761 8 58 95 379 8 437 111 3 16 3 1 42 1 383 276 2 408 1173 39 42 25 897 37 1 (Continúa) 225 Colecci6n Mundial del GermQplasma. .. Cuadro l. Continuación. Origen Accesiones (no.) reunidas por:" Fundación RockefeUer Senegambia Sierra Leona Somalia Sudán Swazilandia Tanzania Uganda Zaire Zambia Zímbabwe 12 5 Total ICRISAT, IBPGR, ORSTOM, P.N. 282 294 3 3 120 1401 1 125 2256 19 471 401 141 432 612 24 3 123 207 63 210 855 18 31 24 186 Asia Afganistán ArabiaSaudita Bangladesh Bunna China 5 2 24 Filipinas India Indonesia Irán lraq Israel lapón Korea del Sur Líbano l'epal Pakistán República Arabe de Yemen Repúbllea Democrática Popular de Yemen Sri Lanka Siria Taiwán Tailandia Turquía Unión Soviética (URSS) 6 1 9 2732 6 6 2 6 44 68 4 1406 26 2 5 111 360 360 11 216 29 216 25 4 25 22 2 7 18 5 4138 32 7 4 22 106 1 9 8 2 8 12 4 13 5 5 1 50 51 5 64 69 Europa Bélgica Chipre España Francia Grecia Hungría Italia 3 5 26 8 1 3 5 1 26 " (Continua) 226 Sorgo para Suelos AcidQS Cuadro 1. Cnntinuación. Origen Accesiones (no.) reunidas poc l Fundación Rockefcller Portugal Reino Unido Republica Democrática Alemana Total ICRISAT,IBPGR, ORSTOM, P.N. 6 1 6 4 4 14 16 2 3 I 1879 1 América Argentina 2 Cuba El Salvador Estados Unidos de América Guatemala Honduras Indias Occidentales México 1208 1 671 6 I 3 207 27 Nicaragua t:ruguay Venezuela Australia y Oceanía Australia Papuasia·'Kueva Guinea Desconocido Total 6 1 3 234 I 22 28 1 1 370 27 397 11,778 10,688 22,466 6 a. TBPGR Jnlcmatíonal Board fo! Plant Genetic Resource:s; ORSTOM = Officc de la Recllerche Scientifique et TechnJque d'Outre·Mer, Francia, P.N. :::-: Programas nacionales. Tipos de colecciones mantenidos en el ICRISAT Los diferentes tipos de colección que reciben mantenimiento han sido identificados y descritos por varios autores, comités y organizaciones (House, 1981), La Fundación RockefeUer y el Proyecto para el Mejoramiento de Sorgo de la India han hecho un papel importante en las etapas iniciales (Rao, 1972; Rockefeller, 1970), Actualmente, el ICRISAT (Mengesba, 1981) ha tomado la responsabilidad de la colección mundial de sorgo, de Su mantenimiento, y de su conservación. Colección de accesiones. Este tipo incluye la colección mundial disponible; todas las nuevas accesiones se añaden a esta Cok=íón Mundial del Gennoplasma." 221 colección. Hasta el momento hay 22,466 accesíones, cada una representada por una muestra de 500 g. Colección básica. Esta es una colección de 1245 accesiones seleccionadas de la eolección mundial, ron una estraficación basada en razas taxonómicas. distribución geográfica y adaptación ecológica a la localidad de Patancheru, India. Colecciones básicas similares se deben formar en otras áreas. Este material se está observando y usando actualmente por los mejoradores de sorgo en ICRISAT, lo mismo que en Camerún, Guatemala, India, Japón, Mali, Uganda. Burkina Faso (antes Alto Volta) y los Estados Unidos de América. Colección espontánea. Esta consta de los parientes silvestres y de las razas no cultivadas del sorgo. Hasta el momento hemos podido mantener 278 accesiones de 13 taxones diferentes. Colección masa! ('bulks'). Estamos ahora en la etapa inicial de las mezclas masajes. La colección requiere una observación y evaluación cuidadosas antes de mcy.clar materiales similares para hacer cierto número de colecciones masales. House (1981) sugirió que las entradas de una mezcla masal deberían ser similares en su origen, altura, madurez y adaptación. Estamos seleccionando ahora diferentes series de materiales similares en el programa de conversión para mantenerlas como mezclas masales. Colección de cultivares nombrados. Esta colección incluye actualmente sólo 'l37 cultivares nombrados y liberados. Colección de reserva genética. Este material incluye el germoplasma de genotipos conocidos que son de valor especial como fuente de ciertas características deseables, como la resistencia a enfermedades específicas. Cada muestra se mantiene por autopolinizacíón para obtener una reserva de aproximadamente un kilo, excepto para las líneas estériles masculinas; éstas se pueden mantener por polinización manual entre las correspondientes líneas masculina estéril y mantenedora. Las reservas genéticas mantenidas por la Unidad de Recursos Genéticos en ICRISAT aparecen a continuación: Líneas Líneas Líneas Líneas Líneas Líneas promisorias con resistencia a la mosca del fruto 556 promisorias con resistencia aJ perforador de tallos 212 promisorias con resistencia a la mosca del cogollo 60 promisorias con resistencia a los áfidos 9 menos susceptibles a los hongos del grano 515 menOs suseeptibles al añublo foliar 35 228 Líneas menos susceptibles a la antracnosis Líneas menos susceptibles a la roya Líneas menos susceptibles al moho velloso Líneas promisorias resistentes a la sequía Líneas cerosas Líneas de sorgo reventón Líneas de sorgo de tallo dulce Líneas de sorgo aromático Líneas de semilla gemela Líneas de glumas grandes Líneas citoplasmáticas AB Sorgo para Suelos Acidos 124 43 95 246 501 36 41 17 131 71 186 Todos los materiales resistentes se mantienen de acuerdo con las sugerencias de las disciplinas entomología, patología y mejoramiento, y muchas están aún bajo análisis. Coleccíón de conversión. Siguiendo la recomendación hecha en 1976 por el Comité Asesor dellBPGR para Germoplasma de Sorgos y Millos (IBPGR, 1976), hemos mantenido 176 líneas convertidas obtenidas de la Universidad de Texas A & M Ydel Programa de Conversión del USDA. El programa de conversión del ICRISAT pronto producirá líneas convertidas adicionales de germoplasma tropical. Colecciones especiales. Estas colecciones se reúnen para conservar líneas importantes que han sido seleccionadas y desarrolladas por su especial calidad por varios mejoradores de sorgo. Hasta el momento tenemos dos colecciones de éstas en el ICRISAT. Sabemos que hay muchas otras colecciones invaluabIes mantenidas por varios científicos y esperamos poder ensamblarlas y mantenerlas en el ICRISAT. Vivero Karper. Este vivero rue desarrollado por el Dr. R. E. Karper en Texas, Estados Unidos, después de la introducción del germoplasma de endosperma amarillo 'kaura' de Nigeria del Norte. Estas líneas son cortas y básicamente insensibles al fotoperíodo. Se les asignaron números lndian Selection (IS) y forman parte de la colección mundial, Vivero ALAD. Este es el material organizado por el Programa para el Desarrollo Agrícola de las Tierras Aridas (ALAD) cuya base estaba anteriormente en Líbano; fue desarrollado por el Dr. L. R. House y sus colegas en la Estación de Tel Amara en el Líbano. Algunos de los materiales 'kauras' de endospermo amaríllo del vivero de Karper formaron el material básico de este vivero. Cuando House dejó el Líhano, esta colección fue 229 Colección Mundial del Germoplasma... enviada al ICRISAT para su mantenimiento. Hay 1674 accesiones en este vivero. Areas futuras de colección Las áreas prioritarias para la recolección futura del germoplasma de sorgo son las siguientes, presentadas por Mengesha y Rao (1981): Asia Africa Oriental - Nepal, Birmania, Indonesia. India, Pakistán; Etiopía (áreas aisladas), Sudáo del Sur, Uganda, Kenya, Mozambique, Zimbabwe; Africa Occidental _ .. Sierra Leona, Ghana, Togo, Costa de Marfil, Chad, Benio, Mauritania, Burkina Faso; Otras áreas - Yemeo del Norte y del Sur, China, Turquía, Siria, República Central de Africa, Congo, Zaire, Angola, Marruecos, Arabia Saudita y América Latina. Las áreas prioritarias se identifican en colaboración con los cientfficos de FAOIIBPGR, de ICRISAT, y con varios científicos internacionales y nacionales que trabajan en el área de recursos de germoplasma. Anualmente se identifican nuevas e importantes áreas de recolección. Las colecciones actuales dependen de varios factores como permisos gubernamentales, recursos financieros, organizaciones nacionales colaboradoras. ambiente, y otros problemas de logística. Evaluación En ICRISAT. Hasta el momento se han evaluado más de 19,000 accesiones (IBPGR e ICRISAT, 1980) para estudiar importantes caracteres morfoagronómicos. Los descriptores de sorgo publicados en el informe antes citado promoverán una evaluación más sistemática y uniforme y un intercambio de información alrededor del mundo. La variación que tenemos en el germoplasma de sorgo está resumida en el Cuadro 2. Esta diversidad, cuyo rango sigue creciendo, se considera como el aspecto más importante de la colección y utilización del germoplasma. 230 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 2. Rango de variación en la colección de germoplasma de sorgo reunida hasta hoy. Carácter Valor del rango Mínimo Días hasta el 50% de \a floración Alturade la planta (cm) Excer~¡ól1 del pedúnculo (cm) Culor de la nervadura Longitud de la panícula (cm) Anchurarle la pankula(cm) Color de las glumas Cobertura de las glumas Color del grano Tamaño del grano (mm) Peso de 100 granús(g) Macollas (no.) Contenido de azúcar en el tatlo ("In) 36 55 O Blanco 2.5 Pajizo Expuesta Blanco 1 0.58 1 12 Máximo 199 655 55 Café 71 29 Negro Cubierta Café oscuro 7.5 856 15 38 La selección de germoplasma de sorgo para buscar resistencia a insectos, a Striga. a las enfermedades y a la sequía, calidad del grano, y otras características se está llevando a cabo en colaboración con otras disciplinas. Los resultados del trabajo de evaluación y selección de las líneas de sorgo se muestran en el Cuadro 3. Evaluación regional. La evaluación del germoplasma de sorgo en la estación lluviosa (kharif) en Patencheru, India, no puede suministrar información completa, ya que la mayor parte del germoplasma tropical es sensible al fotoperíodo. El problema de evaluar este germoplasma ha sido estudiado por varios investigadores (Oalton, 1970; Eberhart, 1970; Mengesha y Rao, 1981; Webster, 1975). Por esta razón se ha dado bastante importancia a la evaluación del germoplasma en múltiples localidades o tan cerca como se pueda del habitat original. Este proyecto se llevará a cabo en centros regionales selecCÍonados y en colaboración con programas nacionales, En 1983 evaluamos con mucho éxito la colección completa de germoplama de sorgo de Etiopía (5155 accesiones) en Nazreth y en Arsinegelle, en Etiopía. El trabajo fue hecho en colaboración estrecha con el Centro Etiope de Recursos Genéticos (PGRCIE) y con el Proyecto Etíope para el Mejoramiento de Sorgo, con el apoyo financiero de la Oeutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) de Alemania Federal. Cuadro 3. Resultados de la evatuaclOO y selección del germopIasma de sorgo. Selección respecto a: Accesiones, A (no.) Resistencia a insectos Mosca del cogollo Barrenadordel tallo Mosca del vástago Resistencia a enfermedades Moho del grano Enfermedades foliares Añublo Antracoosis Roya MohoveUoso 11.287 15.724 5.200 Líneas promisorias. LP (no.) 556 212 60 A y LP identíficadas y descritas por: Entomología de sorgo Entomología de sorgo Entomología de sorgo 16,209 515 Patología de sorgo 8,978 2,317 2,459 35 124 43 95 Pato1ogía de sorgo Patoiogja de sorgo Patología de sorgo Patología de sorgo Resistencia a la sequía 1,752 241> Fisiología y rnejorarnientode sorgo Otroscarllcteres Resistencia a Slriga 15,754 645 Mejoramiento de sorgo 1.\,260 501 Cetosidad 602 Fisiología de sorgo y recursos genéticos Sorgo reventón 2,694 36 Mejorarnicntode sorgo TaUodulce 7,200 41 Recursos genéticos, bioquímica, y fisiología del sorgo ... "" 232 SQrgQ para Suelos Acidos Documentación Datos tabulados para 7114 números IS fueron computadorizados en la estación IS/GR, en Colorado, Estados Unidos, utilízando el programa EXIR de reeuperación rápida. Los mismos datos fueron trasferidos al computador de ICRISAT mediante una cinta magnetofónica, y se obtuvo un listado de computador en forma de catálogo. Además de los datos ya computadorizados, se han tabulado, para introducir al computador, los datos de evaluación de descriptores importantes, con información de pasaporte, para los IS de 10051 en adelante. Al final de 1984, todos los datos sobre evaluación de germoplasma de sorgo entrarán al computador para su recuperación y para análisis de diversidad. Rejuvenecimiento y Mantenimiento Las muestras que alcanzan el nivel crítico de cantidad o que caen por debajo de un 85% de viabilidad son rejuvenecidas con el máximo cuidado para evitar alterar el genotipo original. Sin embargo, es inevitable un ligero cambio con cada regeneración. El método más práctico y manejable para mantener la pureza genética del sorgo durante la regeneración consiste en autopolínízar 20 panículas representativas de cada línea, y mezclar las semillas autopolinizadas. Después de un secamiento controlado, se almacena una muestra masal de 0.5 a 1.0 kg. La necesidad de regeneraciones frecuentes se minimiza con prácticas adecua- das de conservación. Conservación La conservación del germoplasma es tan importante como su recolección. Una vez que el germoplasma ha sido recogido, se debe preservar con técnicas apropiadas tales como las detalladas por el IBPGR (1979 Y1982). Los siguientes son los pre-requisitos para un sistema adecuado de conservación de germoplasma: Las semillas deben estar Hmpias y libres de material extraño. Las semillas se deben secar en un cuarto especíal con temperatura baja y con humedad relativa baja. Los estándares recomendados para el cuarto de secado son 15 OC Y 15% de humedad Colección Mundial del Gerrooplasma", 233 relativa (IBPGR, 1982). El contenido de humedad de la semilla de sorgo alcanza el equilibrio aproximadamente a 6.4% cuando la humedad relativa es de 15% (Roberts, 1974). La temperatura recomendada puede ser muy baja para ser práctica. Justíce y Bass (1978) discutieron varios métodos para determinar y reducir el contenido de humedad de las semillas en almacenamiento; establecieron ellos que el contenido de humedad de la semilla juega un papel muy importante en su longevidad. Las semillas se deben esparcir adecuadamente en las bandejas durante el almacenamiento. - La viabilidad o el porcentaje de germinación se deben registrar al comíenzo 1 y se continúa revisándolos sistemáticamente du~ rante el almacenamiento. Esta información se necesita para decidír la extensión y el intervalo del rejuvenecimiento. - Una temperatura de 4 oC se considera apropiada para un almacenamiento a mediano plazo; para el almacenamiento a largo plazo es necesario bajar la temperatura hasta - 18 oc (Ellis et al., 1980). - Se debe almacenar una cantidad suficiente de semillas para garantizar una representación genotípica, para controlar la viabilidad, y para distribuir el germoplasma. En ICRISAT mantenemos, aproximadamente, 500 g de cada accesión en un almacenamiento activo a mediano plazo. El IBPGR (1982) ha recomendado almacenar aprolÚmadamente 12,000 semillas de material heterogéneo y aproximadamente 4000 semillas de material homogéneo cuando se trata de almacenamiento básico a largo plazo. - Los recipientes de almacenamiento se deben seleccionar cuidadosamente. En el ICRISAT hemos adquirido recipientes de aluminio con lapa hermética para el almacenamiento a largo plazo y con lapa a prueba de aire para el almacenamiento en frío a mediano plazo. Las botellas plásticas con tapa de rosca, en uso actualmente, serán remplazadas a su debido tiempo. - Cámaras de almacenamiento: En el ICRISAT eslamos construyendo cuartos modulares aislados por paredes, techos y pisos de poliuretano de 10 cm de grosor. El piso tiene un acabado de hoja de aluminio galvanizado para trabajo pesado. Las cámaras se ensamblan en un cuarto más grande de concreto. Las cámaras para almacenamiento en frío a mediano plazo se mantienen aproximadamente a un 30% de hnmedad relativa mediante un dehumidifieador Rotair Modelo No. 300. 234 Sorgo para Suelos Acidos Se han montado compresores de 3 HP de capacidad y condensadores enfriados por aire en la parte superior de la cámara de almacenamiento, para ofrecer aire frío; éste circula constantemente por medio de ventiladores de hélice. Cada cámara está equipada con un panel de control para hacer operaciones manuales o automáticas confiables y efectivas. - Conservación doble: por seguridad y facilidad de distribución, es aconsejable almacenar la colección mundial, por lo menos, en dos localidades. Actualmente hay colecciones de sorgo almacenadas en diferentes lugares del mundo. De acuerdo con Aníshetty et al. (1981), existen colecciones de sorgo relativamente grandes mantenidas en los lugares presentados en el Cuadro 4. Se han hecho intentos para obtener detalles de las diferentes colecciones y trasferir muestras de esa semilla al banco de germoplasma del ICRISAT. Existe un plan para mantener y conservar el germoplasma mundial de sorgo en cuatro regiones del mundo, además de las dos de ICRlSAT y Fort Collios, Colorado, E.U. La próxima colección regional se puede mantener en Niger. La segunda se ha propuesto para América Central. Estas colecciones regionales se justifican ya que cada vez es más difícil Irasferir germoplasma de una región a otra debido, principalmente, a las limitaciones de cuarentena. Introgresión y Conversión La conversión de un sorgo alto, sensible al fotoperíodo, en otro insensible a éste y de porte bajo es una herramienta muy útil para el flujo fácil y efectivo de germoplasma tropical hacia varios programas de mejoramiento de sorgo (Dallon, 1970; Eberhart, 1970; House, 1981; Slephens el al., 1967; Webster, 1975). Actualmente estamos en el proceso de convertir las razas 'Zerazera' de Sudán y Etiopía, que son muy deseadas por sus características agronómicas superiores pero cuyo uso está restringido por su sensibilidad al fotoperíodo y por su altura de planta. Las poblaciones F, de estas razas nativas parcialmente convertidas han producido segregantes promisorios, como se indica enseguida: - se mantuvo la característica deseable de la panícula Zera-zera; - se observó un mejoramiento en el rendimiento de grano y en su calidad; 235 Colección Mundial del Gerrnoplasma.. los materíales tropicales sensibles al fotoperíodo se convirtieron exitosamente en materíales insensibles a él; - la altura de la planta se redujo aproximadamente a la mitad de la de las razas originales. Hemos iniciado recientemente un programa de introgresión cruzando S. propinquum y un cultivar promisorío de sorgo (18 18758 conocido como E35-1) de Gambella, Etiopía. Los resultados preliminares de este trabajo son promisorios. Cuadro 4. Principales cote«iones de gennoplasma de sorgo. Típode colección Argentina,INTA activa 2,700 Australia activa 1,000 China.CAAS activa 3,000 Colombia,ICA sin especificar 912 Etiopía razas nativas y cultivares 5,000 duplicada en ICRISAT razas nativas, típos silvestres y salvajes 2,626 parcíalmente trasferida Francia.ORSTOM Francia.lNRA cultivar, enano, forraje, y grano Accesiones (no.) Observaciones País,! entidad" 400 India, NBPGR razas nattvas 2,000 India, ICRISAT colección mundial Japón razas nativas y {.'Ultivares 466 Malagasy sin especifica r 300 MaJawi, Chjtedze razas nativas y tipos silvestres México, INlA cultivares introducidos 3,000 Rumania razas nativas. tipos silvestres y salvajes 4,900 Tailandia sin especificar 1,500 Unión Soviética, Vavilov Instltute razas nativas, cultivares. y tipos silvestres 9,615 22,466 duplicada en NSSL 483 (Col1tinúa) 236 Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 4. Continuación. País y entidad' Tipa de colección Estados Unidos, NSSL razas nativas cultivares, y tipos silvestres Accesiones (no.) 15,000 Estados Unidos, Mississippi sorgo dulce, Estados Unidos, Puerto Rico razas nativas y cultivares 4,000 Venezuela razas nativas y cultivares 494 República Arabe deYemen a. CAAS leA ICRISAT INIA INRA INTA NBPGR NSSL ORSTOM y otros indígena e introducida Observaciones duplicada en ICRlSAT 4,610 duplicada en ICRISAT .4,000 = Chinese Acaderny of Agricultural Sciences = Instituto Colombiano Agropecuario = Intemational Crops Research Institute for the Semi·Arid Tropics = Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas = Instltul National de Recherches Agronomiques = Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria = National Bureau of Plant Genetic Resources = National Seed Storage Laboratory = Office de la Recherche Scientifique et Technique d'Outre-Mer Resumen El gennoplasma es la materia prima más importante para cualquier programa de mejoramiento de cultivos; aun así, la posible extinción de este recurso invaluable es una realidad que el mundo debe encarar. Uno de los principales objetivos de la unidad de recursos genéticos de ICRISAT es recoger y preservar este germoplasma y tenerlo disponible para su utilización presente y futura. El germoplasma se debe mantener, tanto como sea posible, fiel a su forma original y a su constitución genética. La colección de germoplasma de sorgo en el ICRISAT ha alcanzado 25,163 accesiones. La evaluación sistemática y la documentación de estas accesiones es muy importante porque puede ayudarnos a conocer y clasificar el material recogido. También facilita la identificación y la recuperación de líneas de germoplasma útil para su distribución y utilización adecuada. Colección Mundial del Germoplasma", 237 Referencias Anishetty, M. N.; Ayad, W. G. YTolI, J. 1981. Directoryofgermplasm collections; 3: Cereal" IV: Sorghum and millets AGP:IBPGR 181155. Intemational Board for Planl Genetic Resources (IBPGR), Secretaría, Roma. Italia. D.llnn, L. G. 1970. The use of tropical germplasm in sorghum improvemento En: Proceedings oC Ihe 25th annual .om and sorghum research conference. American Seed Trade Assoc1aúon. Wash~ ington, DC, E.U, p. 21·27. Doggett, H. 1970. Sorghum. Longman, Green and Ca., Londres, Inglaterra. p. 1-48. Eberhart, S. A. 1970. Progress report on the sorghum conve-fsion program in Puerto Rico and plans for the futurc. En: Proceedíngs of the 25th annua) corn and sorghum research conference. American Seed Trade Associatíon. Washington. DC~ E.U. p.41-54. Ellis, R. H.; Roberts E. H. Y Whitebead, J. 1980. A new, more emnomic and accurate approach to monitoring the viabílity of accessions during storage in seed banks. Plant Genetic Resources Newsletter. AGP:IBPGRl41. IBPGR,Secretaría, Roma, Italia. Frankel, O. H. 1975. Genetic resources survey as basis forexplúration. En: Frankel, O. H, y Hawkes, J. G. (eds.). Crop genetic resource. lor today and tomorrow. Cambridge Universíty Press, Cambridge, Inglaterra. p. 99-109. Harlan, J. R. 1971. Agricultura! origins: Centers and nonceoters. Seience 174:468·474. ---.1972. Genetic resources in sorghum. En: Rao, Ganga Prasada, N. y House, L. R. (eds.). Sorghum in the seventies. Oxford and IBH Publishing Ca., Nueva Delh!, India. p. 1-13. - ' - . 1975. Our vanisbing genetíe resources. Seicnee 188:618-621. - - - y Stemler, A. 1976. The races of sorghum in Alrica. En: Sal Tax (ed.). Origin of African plant domestication. Mouton Publishers, The Hague, Holanda. p. 465-478. Housc, L. R. 1981. A guide to sorghum breeding. Intero.tional Crop' Researcb Institute for the Semi-Arid Tropios (ICRISAT), Patancheru A. P .. India. 101 p. IBPGR (Intemational Board for Plant Genetic Resouree.). 1976. Report ot the first meeting oC the Advisory Committee on Sorghum and MilIets Gennplasm, AGP:IBPGRI76117. IBPGR, Secretaría; Roma, Italia. 238 Sorgo para Suelos Acidos 1979. Seed technology for gene banks. AGP:IBPGRI79/41. IBPGR, Secretaría, Roma, Italia, --o 1982. IBPGR ad hoc advi50ry committee on seed storage: Report of the first meeting. AGP:IBPGR/81173. IBPGR, Secre- taria, Roma, Italia. - - - e ICRISAT (Internationa1 Crops Researcll Institute for tbe Semi-Arid Tropics). 1980. Sorghum descriptors. AGP:IBPGRl80/1. IBPGR, Secretaría, Roma, Italia. Justice, O. L. y Bass, L. N. 1978. PrincipIes aud practices of seed storage. En: USDA (United States Departmonl of Agriculture). Agricultural handbook no. 506. 1.: .S. Government Printing Office, Washington, DC, E.U. p. 21-56. Mongosha, M. H. Y Rao, G. P. N. 1981. Current sitnation and future of sorghurn germplasm. En: Sorghum in the eighties. Proceedings 01 the International Symposium on Sorghum, noviembre 1981. ICRISAT, Patancheru, A. P., India, p. 323-333. Murty, B. R.; Arunachalam, V. y Saxena. M. B. L. 1967. Classification and catalogue 01 a world coUe<:tion of sorghum. Indian J. 01 GeneL Plant Breed. 27:1-312. (Número especiaL) Rao, Ganga Prasade N. 1972. Sorghum breeding in India; Recent developmcnt. En: Rao, Ganga Prasade. N. y Hnuse, L. R. (eds.). Sorghum in the seventies. Oxlord y IBH publishing Co., Nueva Delhi, India. p.101-142. Roberts, E. H. 1974. Viability of seeds. Chapman nnd Hall, Londres. Inglaterra. p. 424-437. Rockefeller FOllndalinn. 1970. World collections of sorghurns, list of pedigrees and origins. Rockefeller Foundation. Indian Agricultural Program, Nueva Delhi. India. Stephens, J. c.; Miller, F. R. Y Rosenow, D. T, 1967, Conversion 01 aHen sorghums to early combine genotypes. Crop Sci. 7:396. Webster, O. J. 1975. Use 01 tropical germplasm in a sorghum breeding program for both tropical and temperate areas, En: Proceedings oC the 30th annual coro and sorghum research conference, Amer~ ican Secd T rade Association, Washington, De, E. U. p. 1-12. Planes para Mejorar el Sorgo respecto al Uso Eficiente del Fósforo N. See!harama, K. R Krishna. T.J. Rego y J,R. Bur/Q"d· Introducción La deficiencia de fósforo (P) es común en las regiones de los trópicos semiáridos (TSA) donde se cultiva el sorgo (Sallanpaa, 1982), y es la segunda en importancia después de la deficiencia del nitrógeno (N). Además de la deficiencia de estos dos nutrimentos, es común la presencia de otros desórdenes nutricionales; por ejemplo, la deficiencia de zinc (Zn) es común en la India, la deficiencia de potasio (K) y azufre (S) lo es en Africa Occidental, y la toxicidad de aluminio (Al) en América Latina (Sánchez y Salinas, 1981). El mejoramiento de la deficiencia de P mediante la aplicación de fertilizantes fosforados es costosa. Por esta razón, las prácticas mejoradas de manejo tienen la mejor posibilidad de adopción por los pequeños agricultores de subsistencia y de recursos financieros limitados, siempre y cuando aquéllas involucren sólo una pequeña cantidad de insumas de bajo costo. Para alcanzar esto es necesario determinar prácticas eficientes de fertilización en conjunto con el desarrollo de cultivares eficientes en la utílización del P. En este trabajo se resumirá brevemente la investigación relevante adelantada en el ICRrSAT, cerca de Hyderabad en India. Se informa también sobre los resultados de estudios hechos en tres aspectos de la nutrición del P: el suelo, la planta, y los microorganismos asociados, y se discute el futuro del mejoramiento del cultivo bajo condiciones de estrés de P y otras ambientales relacionadas con éstas. Respuesta del Sorgo a la Fertilización Fosfórica Debido a la amplia variación en la respuesta a la fertilización con P en los campos de los agricultores reportados en los TSA • Fisiólogo vegetal. microbiólogo, ooafólogo 'f químico de suelos. respectivamente, loternational CrQPS Research Inslitute for the Serul-Arid TrOflics (ICRISA 1), Patancheru, lndia. 240 Sorgo para Suelos Acidos de India (Pal et al., 1982), se requiere mucha más información erítica de base para predecir la ocurrencia de la deficiencia de P. Es necesario entender mejor tanto la demanda de nutrimentos de los cultivos como la capacidad de los suelos para suministrar el P. La demanda de P en los cultivares de sorgo con altos rendimientos es alta (Cuadro 1). Para obtener información sobre el suelo y su suficiencia, debemos confiar en los resultados de los experimentos de respuesta a la fertilización, de los cuales ya se ha realizado una gran cantidad en el ICRISAT. Cuadro 1. ConcmtT8clones minerajeS" en el grano y en la paja, y cantidades totales de minerales retirados del suelo por el sorgo. con un nivel de rendimiento de S tlba de grano y 10 tJba de paja, en la estación lluviosa de 1979 y en un AJfisolligeramente licido en ICRlSAT. Elemento mineral Concentración del elemento Enelgrano Enmeq/g N K P Mg Ca S En/Lglg Al Fe /.In Zn eu ¡'¡, En la paja. Nutrimento absorbido del suelo (kg) Porelgrano Porlapaja Total 80.0 103.0 153.0 129.0 30.5 33.0 31.5 14.6 8.0 5.2 3.7 10.3 1.2 73.0 26.0 18.5 2.2 2,2 3,0 0.9 n.o 5.0 947 L07 0.28 0.3 1.0 213 55 21 28 6 l.5 12.0 22.0 30.0 9.0 269 58 25 0.11 9.47 2.69 0.58 0.14 0.25 8 0.03 0.08 14.0 10.54 2.97 0.69 0.39 0.11 Los dalos sobre las- concentradones minerales representan el lialor promedio de 12 cultívares sembrados en 4- niveles de fenilidad con una fertilización promedio ligeramente ácidQ-neutra, de 45 kglha de N y 19 kglha de P. FUENTE: Seetharama, N, y Clark. R. B. Sin publicar. Comparación de Cultivos por su Respuesta a la Fertilización con Fósforo La mayor parte del sorgo de los trópicos se cultiva intercalado. Para poder predecir la necesidad de fertilizar los sistemas de cultivo basados en el sorgo, debemos saber la respuesta de cada uno de los componentes del sistema a la fertilización con P. Un experimento realizado en materas, de tipo Neubauer, en un Alfisol altamente deficiente en P (más O menos, 1 fJ.gj g de P, 241 ... Uso Eficiente del Fósforo Olseo) mostró claramente la diferencia entre la necesidad de fósforo adicional del sorgo y del guanduL Sin fósforo adicional, el crecimiento del guandul fue satisfactorio durante un período de 40 días pero tanto el crecimiento como la absorción de P del sorgo estuvieron muy limitados (Cuadro 2). Estas diferencias notorias entre sorgo y guandul confirmaron los resultados obtenidos en el campo. Cuadro 2. Efecto de la adición de fósforo sobre el crecimiento dcl sorgo y del guandul 40 días después de la emergencia. en un experimento hecho en materas con un Altisol deficiente en p~ en JCRISAT. 1980. Característica Producción de materia seca (g/matera) Sorgo Guandul D~1So()5 Sin adición Con P anadido deP (20 ~/g) 0.9 3.5 2.2 ().S 3.7 4.4 0.3 0.7 2.5 0.3 Absorción de P (rnglmatera) 0.6 Sorgo Guandul 3.4 El experimento se localizó en un Alfisol ligeramente ácido (pH 6.0-6.5) que se describe en la siguiente sección, La aplicación de P soluble en agua ocasionó una respuesta mayor en el sorgo y en el millo que en el guandu!. La respuesta de estos cereales excedió ell 00% y la aplicación de una cantidad pequeña de P (10 kg! ha) fue suficiente para alcanzar la mayor parte de la respuesta máxima posible (Figura 1j. La relación costo-beneficio 1 -- ES", .""""".------------ ------------------------------1 ES± 5 -Sorgo 20 10 P aplicado (kg/ha) como SFS - - - Millo - - - - Guandul FÍgura 1. Efecto de la aplicación de fósforo en el rendimiento de grano del sorgo, del millo y del guandul, en ICRISAT, 1976 a 1979. 242 Sorgo para Suelos Acidos del primer incremento de P (5 kg! ha) fue muy atractiva. Aún más importante fue la consistencia de la respuesta del sorgo a la aplicación de fósforo adicional en este Alfisol durante varios años, independiente también de la precipitación estacional (Figura 2); en contraste, hubo variabilidad en la respuesta a la aplicación de nitrógeno (Kanwar el al., 1984). En el guandul, la respuesta fue consistentemente baja durante todos los años; este cultivo tiene una demanda pequeña de P y parece ser eficiente en la absorción del fósforo del suelo. o~ o ____ ~ 5 ____ ~ ________ !O P aplicado (kgíha) .. •• .... ·1976 ,----1977 ~ 20 -1918 --1919 v,-----../' Años Figura 2. Variación estacional en la respuesta del sorgo al superfosfato en ICRISAT, .~imple ",Uso Eficiente del Fósforo 243 Efecto de las Fuentes de Fósforo El estudio de las diferentes fuentes de P requiere experimentos cuidadosamente diseñados debido a que los efectos residuaJes de una sola aplicación pueden durar varios años. Por esta razón, es necesario diseñar experimentos a largo plazo. En taJes experimentos, el monocultivo continuo es indeseable debido a la posibilidad de aumentar los problemas de plagas y enfermedades. Para resolver este problema, se diseñó un sistema de rotación simple de dos años con sistemas de cultivo meíorados consistentes en una alternación de millo y guandul en un año, en rotación con sorgo en monocultivo al año siguiente. La duplicación de los Jotes principaJes, uno por cada sistema de cultivo (millo/guandul, y sorgo) garantizaron que cada cultivo sería examinado cada año, con una aplicación basal de 40 kglha de N en todos los tratamientos de millo y 60 kglha de N en el sorgo. Utilizando este diseño general se comenzó un experimento en 1976 en un Alfisol para determinar la extensión en la cual Ja roca fosfórica podría sustituir las fuentes de fósforo solubles en agua. Una razón principal para estudiar la efectividad de la roca fosfórica fue la escasez de fuentes indígenas de azufre en la India que convirtieran la roca fosfórica en superfosfato soluble. El sorgo respondió a la aplicación de roca fosfórica pero con menor intensidad que el fósforo soluble en agua (Figura 3). La aplicación de toda la roca fosfórica inicialmente para el periodo completo de los cuatro años ocasionó una respuesta significativamente mayor que las aplicaciones anuales, pero soJamente para la tasa de aplicación más alta. Este experimento continuará todavía durante dos años antes de Ja finalización de su segundo ciclo de cuatro años. Un muestreo cuidadoso del suelo indicará entonces los cambios ocurridos en el estado nutricio del suelo. Efecto del Suelo Los experimentos preliminares en el ICRISAT también indicaron que los Vertisoles y Alfisoles difieren notablemente en su relación de (análisis de suelo) / (respuesta del cultivo) respecto a la aplicación de P al sorgo. En experimentos de campo hechos en las épocas lluviosas de 1981 y 1982, el sorgo respondió favorablemente a la adición de P solamente cuando el fósforo disponible en el Vertisol era extremadamente bajo (menos de 2 J.lglg 244 Sorgo para Suelos Acidos 3000 P aplicado. promedio (kglha) Inicial •••••••••• Roca fosfórica { Anual _ _ SFS- Figura 3. Efecto de la fuente y de la tasa de aplicación del fósforo en el miento de grano del sorgo en lCRISAT, 1976 a 1979. rendi~ de p. Olsen). Se observaron respuestas más grandes en el experimento a largo plazo en un Alfisol cercano (descrito anteriormente). con un contenido de fósforo disponible más alto inicialmente (3 ¡.t.glg). De esta forma. los dos suelos parecen tener límites críticos diferentes. Se intentó hacer una comprobación más rigurosa en experimentos de invernadero utilizando cuatro sitios de muestreo por cada tipo de suelo para ofrecer un rango del estado del fósforo disponible. Las relaciones basadas en la prueba de Olsen difirieron muy poco entre los dos órdenes de suelo, pero cuando se usaron otras pruebas de suelo para determinar el P, se observaron diferencias considerables (Haile, 1983); actualmente, estas investigaciones continúan en el ICRISAT. Variación en los Genotipos de Sorgo por su Fisiología de la Nutrición con Fósforo La variación genotípíca en la eficiencia nutricional se puede deber a una o más de las características señaladas en el Cuadro 3. Las plantas adaptadas a Jos suelos de baja fertilidad parecen tener características diferentes a aquellas adaptadas a los suelos con un suplemento nutritivo óptimo (Rieleski y Lauchli, 1983). 245 ... Uso Eficiente del Fósforo Cuadro 3. Componentes posibles de variadones genéticas que llevarían a ciencia nutritiva. J. en~ Por adquisición del ambiente 1. Sistema de raíces eficiente. a} Relación alta rafces/tallo, en una deficiencia nutricionaL b) Dispersión latera! y vertical mayor de las raíces, \:) Densidad radicular o superficie de absorción alta, y más pelos radiculares, especialmente bajo estrés. 2. Eficiencia fisiológica de absorción de nutrimentos por unidad de longitud radicular. 3. Desarrollo de poder reductor y quelatinlzador (Fe. por ejemplo). 4 .• Ampliación' del sistema radicular por las mirorrizas. 5. Longevidad de las ralees. 6. Habilidad de las raíces para modificar sus rizosferas y superar mvetes, ya sea bajos o ya tóxicos, de elementos minerales. JI, Por movimiento de nutrimentos más allá de las raíces hasta entregarlos al xilema 1. Trasferencia lateral a través de la endodermis. 2. Entrega al xilema, 3, Control de la distribución de 105 iones absorbidos, ya sea por el sistema de las raíces o por el follaje, o por ambos. a) Trasporte hacia)a raíz o hacia el taI10 bajo condiciones de deficiencia. b) Regulación total de la absorción de nutrimentos y de su uso en todos los niveles de la planta. 111. Por distribución de nutrimentos dentro de la planta 1, Capacidad de almacenamiento rápido cuando el nutrimento está nible, para su uso posterior. dispo~ 2. Grado de retraslocación y de reutilización bajo estrés. 3. Liberación de los iones de las vacuolas bajo deficiencia de nutrimentos. 4. Compuestos naturales formadores de quelatos de bierro en el xilema. 5. Tasa de abcisión follar y tasa de hidrólisis (de P orgánico, por ejemplo). IV. Por crecimiento y eficiencia metabólica bajo Jimitaciones nutricionales l. Capacidad de funcionamiento nonnal. aun en condiciones relativamente bajas de concentración de nutrimentos en los tejidos. 2. Sustitución de elementos (Na . . por K+). V. Por níveles de pollpJoidía e hibridación FUENTES: Chaplin, 1980: Gerloff ]' Gabelman, 1983; Goodwín y Wilson, 1976; y Sane, 19&3. 246 Sorgo para Suelos Acidos Por esta razón, es necesario evaluar la eficiencia nutricional de los genotipos de sorgo bajo condiciones diferentes: - comportamiento en un suplemento nutritivo de moderado a adecuado; y - comportamiento cuando los nutrimentos están muy limitados. Selección por Uso Eficiente de) Nitrógeno y de) Fósforo Habiendo Suministro Adecuado de Nutrimentos La respuesta diferencial de los genotipos de sorgo a un mismo nivel de nutrimentos aplicados sugiere la existencia de diferencias genotípicas en la eficiencia de absorción de nutrimentos y en la distribución de éstos en la planta. Hemos observado variación considerable en las diferentes características relacionadas con la absorción y la utilización tanto del nitrógeno como del fósforo (Cuadro 4). Nuestros estudios también mostraron que Cuadro 4. Rango de variabilidad en la absorción y traslocación de nitrógeno JI fósforo en 14 genotipos de sorgo en un AlfisoJ, en la época que sigue a Ilu'tias. en 1976. Valores del Carácter Rendimiento de grano (g/planta) Peso seco (g/planta) lndicedecosecha, le ('%) CV(%) Máximo Mínimo Media 54 8 35 30 130 51 79 26 66 12 42 27 33 enel grano (g/planta) 1.02 0.16 0.51 Contenido de N (g/planta) 1.25 0.51 0.74 23 83 25 69 21 Pen <1 grano (glplanta) 0.60 0.07 0.26 44 Contenido de P (g/planta) 0.65 0.19 0.33 32 93 33 79 20 :" "§ ~ 0.7 -- ~ 1 B 70 -- 50 Z 0.4 E ~ 30, °1 B 0.53·· E Q. 1 05 Q. -l'i'" 100 ... .... 1 'í 0.1 '1 ..1 '"45 -#. • 80 ~ • ... A ... ... Q. i:: óO 40 I 65 85 Peso secü lotal (g/planta) 1 Figuro 4. I 105 15 45 35 Indice de cosecha '(':>jo) 25 Relaciones entre el peso seco de la planta y el N o el P contenido por planta (A). Relación (B) entre el índice de (xw~ch4 y ellndice de tras!ocación de N (ITN), o entre aquél y el indice de tr",locación d< P (ITP). 55 Cuadro S. Absorción y trasJocación de nitrógeno y fósforo, y pe$() seco del grano y de l. pl.nt. en genoHpos seleccionados; promedio de tres ambienta con unll fertilización moderada o alta de- N y P, en JCRJSA T. Genotipo Caracteres p nI 18858 IS 2223 DI. 642 Promedio ES± IS 6380 Rendimiento de grano (g¡ planta) 18.3 27,2 21.8 24,1 5,1 19,) 3,8 Peso seco total (gl planta) 60.6 79,1 53.6 61.5 70,2 65,0 4.4 lndice de cosecha (%) 30,2 34,4 40.7 39.2 7.3 32.0 2.6 N total (si plan,a) 0.78 0,77 0.48 0.56 0.67 0.65 0.06 Indice de traslocación de N (%) 44.9 46.8 56.3 42.9 23.9 43.1 4.1 Grano (g)!N tomado por la planta (g) 23.5 35.3 45.4 43.0 7.6 29.7 13.1 Peso seco (g){N en la planta (g) 77.7 102.7 IIU 109.8 100.B 100.0 14.1 P total (gl planta) 0.19 0.38 OAI 0.43 0.31 0,34 0.05 lndice de traslocación del P (%) 63.2 60.5 41.5 2),3 35.5 44.1 5.8 Grano (g)fP en la planta (g) %.3 71.6 53.2 56.0 16.5 56.8 12.9 318.9 208.2 130.7 143.0 226.5 191.2 31.4 65 67 67 69 82 70 10 Peso seco (roj P en la planta (g) Días a 50% de la floración ~ 250 Sórgo para Suelos Acidos nutrimentos (N Y P) Y de su tra,locación al grano. En estados de fertilidad del suelo de moderados a altos, no son necesarios los programas de mejoramiento diseñados específicamente para aumentar la eficiencia en el uso de los nutrimentos principales, ya que las accesiones ineficientes se pueden descartar en el proceso rutinario de pruebas en múltiples localidades, o cuando aquéllas se prueben en diferentes niveles de fertilidad (Rao el al., 1981; Seetharama et al., 1984).1 Evaluación de Genotipos con Concentraciones Bajas de Fósforo y Sin Fertilizantes La variabilidad entre los pocos genotipos seleccionados por su eficiencia fisiológica en el uso de nutrimentos se muestra en el Cuadro 5. La cantidad de materia seca producida por unidad de P tomado por la planta varió mucho más que la producción de materia seca por unidad de N. En 1977 se seleccionaron 140 entradas de germoplasma de un vivero de selección para sequía conformado por 1200 accesiones originadas en las regiones más secas de los TSA. Mientras que la mayoría de las líneas mostraron una deficiencia severa de P, las líneas seleccionadas no tuvieron tales síntomas y dieron rendimientos de grano comparativamente más altos. Más tarde se seleccionaron repetidamente en un campo con contenido bajo de P (2 jJ.g/g de P, Olsen), que era un Alfisol con una relación suelo-P disminuida por una siembra repetida de maíz; se comparó allí la habilidad de esas líneas para crecer y producir rendimientos razonables. El Cuadro 6 muestra las variaciones de diferentes características de unas pocas accesiones seleccionadas y de los testigos. Mientras que las diferencias en madurez e índice de cosecha dificultan la medida exacta de la eficiencia, la superioridad de algunos genotipos (por ejemplo, 18 10734 o 18 10747) sobre DL 642 Y CSV 5 es clara tanto en el rendimiento de grano como en la absorción de P (Cuadro 6). Entre los cultivares liberados, el híbrido común hindú CSH 6 mostró una eficiencia comparable con el IS 10734 o el IS 10747, indicando que el programa convencíonal de mejoramiento ha tenído también éxito en la producción de cultivares eficientes en el uSO del P. No se observó ninguna relación entre la concentración de P en las plantas y la productividad ya sea de grano o de biomasa (Figura 5). Para identificar los genotipos eficientes, se necesita L Ademá!l, Alagarswamy, G. Datos sm publicar robre el millí> en ICRISAT. Cuadro 6. Diferencia~ genotípicas en la e6tienda de utilización del P y en la cokmización de mirorrizas. en un Alfisol ron P (Olsen) mayor de 0.5 ¡.tg/g; estación lluviosa de 1m, en l(.:RISAT. Genotipo de sorgo Origen (g/m') Accesiones de germoplasma IS 10734 1510747 157501 IS 1320 IS 3860 (g/m') (%) (g/planta) 28.5 24.9 3.0 3.5 4.2 734 /iR.7 19.3 18.6 27.3 0.41 0.62 O.B4 13.4 73.6 8.3 35.0 8.6 34.7 ('Yo.) 145 507 84 35 19 23 337 1264 676 518 R4 6 113 1 531 294 80 4 110 2.9 22.0 2.5 3.5 78 2.5 40.2 14.8 415 10.7 ES(±) llZ 23 CV(%) Mínimo Máximo 4.5 61 104 34.4 38 30.2 nAI 28.5 Líneas de mejoramiento DL642 CSH6 CSV5 P721 ellad Ch.d Nigcria Nigcria Mali India India India E.U. Media de 24 accesiones" Pficicncia en el uso del P en la planta Días a Urano Biomasa Indice de Indicede Absorción tloración dcP cosecha, translocacíón le dcP,ITP 62 1.7 1U2 99 95 RO 66 2.7 15.7 188 no 1264 11.5 L6 73.6 Rafees colonizadas por mkorrizas (%) Grano (glg P) Bíomasa (glg P) En campol En Ulaterasb 054 0.37 355 134 42 39 60 43 0.14 058 0.32 0.12 196 21 OA2 101 0.08 28.7 lUZ 0.89 23 33 32 4 355 1243 548 1531 34 67 51(22) 34(25) 16( 8) 1202 1392 47 65(33) 34 28(23) 1358 925 25 2.~(11l) 43 -(-) -(-) 64 887 917 fOI5 1M 23 548 1531 H 45 9 20 25 67 31 15 49 23 65 a, MueMra tomm.l¡¡ en madurez t> Muestra lomada 41) día" dc~pués de la 'dcmhra de P de !O Jl-g/g de solUCión. I.n~ J,ato~ entre p¡mjnt~~ .. ¡l!o n'rr\~~['nlan ('1 f"HH<.:cnf¡lJc de la l:(llmu7:\Chm .cuando bs mataas se r~garon ~'on soluciones e La:. ¡I\x-esione:¡; cl;tudlada~ tucn.nl 24, excepto en el ensayo ~bre nm::mUl".llS (7 en el campo y 6 en t1laICn.l~). 252 Sorgo para Suetos Addo$ 150 • A ~ 5 g •" '" -¡; ""51 100 0.18 (n.s.) r~ • •• • -......... - 50 • :!:: O tI • • • • r B • ~ -O.2S (n.s.) 1000 ~ •• • • • •• ~ 8 ~ _. 500 o T, :!:: O 0.05 •• .:• 0.10 P en la planta 0.15 ~ \;1/0 •• 0.20 ) Figura 5. Relaciones entre las concentraciones de P en la planta madura y en el grano fA), o entre aquéllas y el rendimiento de f1Ulteria seca, en ICRlSAT, en la estación lluviosa de i983 (B) considerar tanto la absorción alta de P como la eficiencia alta en la utilización de P para la producción de grano y biomasa (Cuadro 6). Sin embargo, los cocientes de utilización pueden variar ampliamente dentro de un mismo genotipo, según la cantidad y el patrón del suplemento nutritivo (Meyers y Asher, 1982; ver también la siguiente sección). Micorrizas Diferencia entre genotipos hospedantes Una revisión de los sorgos cultivados en un Alfisol en ICRISAT mostró una colonización extensa de las raíces por micorrizas , .. Uso Eficiente del Fósforo 253 vesículo-arbusculares (V AM). Se encontraron esporas de los cuatro géneros principales de hongos de V AM: Glomus, Gigaspora, Acaulospora y Sclerocystis. La extensión de la colonización de las raíces varÍó según la localización y el cultivar, sugiriendo esto una posible causa para las diferencias en la cantidad de beneficios que el cultivo puede derivar de tal asociación simbiótica bajo diferentes condiciones. La respuesta de la colonización radicular de las micorrizas, el crecimiento de la planta y la absorción de P varían con la cepa del hongo de micorriza usado (Krishna y Diart, 1984). La dependencia de la eficiencia simbiótica tanto de la cepa del hongo como del ambiente edáfico es bien conocida (Abbot y Robson, 1982; Hayrnan, 1982) pero se entienden muy poco las diferencias entre los genotipos hospedantes. Estas diferencias en cuanto al porcentaje de colonización radicular se determinaron tanto en el campo como en materas (Cuadro 6) empleando un Alfisol con baja concentración de P (1 ¡Lglg de suelo; extraído con NaHCO,). La adición de P trajo como consecuencia una disminución en la tasa de colonización, pero los genotipos 'eficientes' como el IS 10734, el IS 10747 y el IS 1320 mostraron una colonización más alta que los hospedantes 'ineficientes' tales como el DL 642. Algunas interacciones entre los niveles de P y los genotipos hospedantes fueron aparentes; todavía no se han investigado las interacciones entre los niveles de P y la eficiencia de las cepas (Howeler y Sieverding, 1983). Respuesta a la inoculación con hongos de micorrizas En un ensayo de materas en que se utilizó un Alfisol mezclado con arena (1:1 v/v), la inoculación del híbrido de sorgo CSH 5 con cinco cepas diferentes de hongos micorrizales aumentó el crecimiento entre un 15% y un 20% (Cuadro 7). La habilidad de las diferentes pobladones de micorrizas para estimular el crecimiento de la planta varió ampliamente. El porcentaje de colonización de micorrizas y el contenido de fósforo inorgánico en el exudado del xilema tuvieron correlación significativa, lo mismo que entre ese porcentaje y el contenido de P en la planta (Figura 6), Esto indica que el P en el exudado del xilema se puede utilizar para seleccionar plantas y cepas de hongos por Su efectividad en la simbiosis micorrizal, en términos de la absorción del P por la planta. Sorgo para Suelos Acidos Cuadro 7. Innueneia de la inoculación con micorrizas en el contenido de materia seca del tallo, en la cOllCt'lltración de rósforo en los tejidos de la planta, y en la extensión de la colonización de las mieorrizas.· Hongos de micomzas Materia seca detallo)' follaje Concentración de P en el tejido (mgigde materíaseca) (g/planta) Glomlls fasciculatum Glomus mosseae GigilSpOrfJ mMgan'ta Glor1tus fasdculatum (E3} Giguspora calospora Acaulospora laevis Testigo ES(=) CV(%) 1.93 2.20 2.07 1.43 5.1 3.5 4.9 1.8 1.14 3.1 2.2 L7 1.33 0.98 0.20 21 Colonización de las raíces por micorrizas (%) 66 52 48 40 36 32 25 02 0.5 1I i3 a. Plantas de 54 día~; todos ¡os valores son promedios de cinco repeticiones (materas), y en cada una crecía una planta en una mezcla (1:1 vlv) de suelo con arena eslenlizada .al vapor ames de la siembra, Se sembró sorgo híbrido CSH 5, 80 • A 2{j 10 B ~ • Q. ;;¡¡ g 5 ;¡¡ . ~ O 20 40 60 80 Colonización (%) Figura 6. Relaciones entre el porcentaje de colonización de lns raices por hongos de micQrr1;:as de un lado, y de los fo,~tatos org«nicos )' el P en los exudados de savia del xi1ema (A), del otro; y entre aquel porcentaje y el P total por planta (E), Los experimentos se hicieron en matera.s, en lCR1SAT, 1984; los fosfatos se determinaron por el método del malibdalo de vanadio, ... Uso Eficiente del Fósforo 255 Discusión N uestra comprensión actual de la naturaleza de la adaptación de los cultivos a los bajos niveles de insumos naturales o añadidos es incompleta. De una parte. algunos tienen expectativas poco razonables de que los cultivos se puedan sembrar continuamente sin la aplicación de fertilizantes; pero, de otra parte, algunos tienen la preocupación de que el uSO de genotipos 'eficientes' puede agotar los nutrimentos, ya de por sí limitados, del suelo (Lambert y Amason, 1982). Claramente, los problemas del estrés de P no se pueden solucionar fácilmente, pero se pueden reducir a proporciones manejables en muchos aspectos diferentes si se estudian en concierto los factores pedológicos, de enmienda del suelo, de fertilización, de nutrición foliar, ecológicos (cultivo intercalado, por ejemplo), y de mejoramiento (Fox, 1979). La absorción eficiente del P del suelo por las plantas (directamente o a través de micorrizas) ofrece sólo una solución temporal en ausencia de una aportación externa de P al sistema. En el caso del nitrógeno, al menos cuando los rendimientos altos no son importantes, los agricultores con recursos limitados pueden minimizar la aplicación de fertilizante nitrogenado introduciendo leguminosas en su sistema de cultivo. En el caso del P, la fertilización puede, cuando menos, aplazarse, pero su necesidad eventual es inevitable. Por esta razón, nuestro interés debe ser la investigación de combinaciones másespecffícas de genotipo, suelo, y práctica de fertilidad para poder obtener un retomo neto óptimo (Foy, 1983). El mejoramiento para solucionar el estrés de P se puede hacer más eficientemente en las áreas objetivo ya definidas, dentro de unos limites más estrechos respecto al estrés teórico máximo y a las condiciones óptimas de cultivo (Buddenhagen, 1983). No se deben fijar niveles extremadamente altos de eficiencia (o de resistencia al estrés) como metas realistas, ya que los diferentes mecanismos involucrados en la adaptación de las plantas al estrés nutricional se equilibran (o compensan) unos con otros. Los fitomejoradores deben ser concientes de los aspectos específicos locales del ambiente y de la posibilidad de emplear mejores técnicas de manejo, y deben responder a ambos. Por ejemplo, en suelos ácidos con un contenido bajo de P, la acidez del suelo puede ser una ventaja de este modo: que la roca fosfórica más barata sea casi tan eficiente cOmO el fósforo soluble en agua más costoso. Como la deficiencia de P de los cultivos en suelos 256 Sorgo para Suelos Acidos ácidos se asocia comúnmente con una variedad de otros estreses (incluyendo sequía o enfermedades), los mejoradores deben seleccionar y caracterizar cuidadosamente sus sitios de prueba. Debido a que la herencia de las características relacionadas con la nutrición de P en el sorgo es más compleja que la de la resistencia a la toxicidad de aluminio (Clark, 1982), es posible que la selección y el mejoramiento de la primera característica sea más difícil. Un sistema de solución o cultivo nutritivo puede suplementar las evaluaciones de campo mucho más efectivamente cuando se selecciona por la toxicidad causarla por mine- rales (Duncan y otros, 1983), pero su utilidad para seleccionar por absorción de P, especialmente con la utilización de micorrizas, ha sido criticada (Howeler, 1981). Sin embargo, considerando la facilidad con que se puede cuantificar el estrés por nutrimentos, y la posibilidad de crear un estrés uniforme cuando se selecciona, debe ser más fácil mejorar un cultivo por su resistencia al estrés de minerales que por su resistencia a la sequía o a la mayoría de los factores bióticos. Además de mejorar la absorción del P en suelos deficientes en P o altamente fijadores de P, se cree que las micorrizas ayudan a las plantas a absorber otros nutrimentos, los cuales pueden ser limitativos bajo condiciones de suelos ácidos (Hayman, 1982). Las micorrizas también confieren resistencia a la sequía porque aumentan la absorción de agua, y resistencia a enfermedades, ya sea indirectamente previniendo la predisposición de la planta hospedante a problemas como las pudriciones del tallo (Jordan et al, 1984) o directamente compitiendo con los patógenos presentes en el suelo (Gerdemann, 1975). Las micorrizas pueden también ser muy útiles para superar la interacción negativa entre la eficiencia de absorción de diferentes minerales (Brown et al., 1977), como ocurre entre la absorción del P Y la del hierro o del cobre (Timmer y Layden, 1980). La eficiencia de los hongos de micorrizas para promover la absorción de nutrimentos o agua puede depender de una gran variedad de factores. Los hongos adaptados a un suelo alcalino pueden ser menos efectivos en los suelos ácidos. Es necesario entender los efectos del estrés ambiental (temperatura o saturación de agua) y de las prácticas culturales (aplicación de fungicidas o de cal) en la micorriza de la planta de sorgo. La inves- tigación se ha dirigido en el ICRISAT hacia la selección de líneas de sorgo que muestren tasas de colonización altas bajo un amplio rango de condiciones ambientales (incluyendo niveles '" Uso Eficiente del Fósforo 257 de P en el suelo), y hacia la cuantificación del beneficio aportado por las micorrizas a la planta hospedante cuando se cultiva en suelos con un bajo contenido de P, especialmente en suelos lateríticos. Es urgente la investigación de diferentes aspectos de la nutrición de P en el sorgo. Se requiere también, por sus aplicaciones prácticas, una mejor definición de la eficiencia de uso de micorrizas y de la eficiencia de la utilización del fósforo absorbido por la planta para su crecimiento y para el rendimiento de grano. Sin embargo, la evaluación agronómica general de los genotipos bajo condiciones ambientales representativas debe preceder a la selección basada en criterios puramente fisiológicos. También son necesarios la evaluación y el mejoramiento de las metodologías, para caracterizar los límites críticos de los nutrimentos en diferentes tipos de suelo. El papel de la colonización de micorrizas para determinar los niveles críticos de P en el suelo también se debe investigar. Antes de empezar cualquier esfuerzo de mejoramiento en gran escala que aumente la eficiencia en la utilización de los nutrimentos. es necesario estudiar las concentraciones críticas en el tejido de los genotipos de sorgo, así como la posible interacción con otros factores que afectan el crecimiento del cultivo (Myers y Asher, 1982) y su sanidad. En Australia se está llevando a cabo actualmente un trabajo de características similares sobre concentraciones críticas. 2 Como se observa en el Cuadro 6, los sorgos recogidos en Africa Occidental parecen ser más eficientes en la absorción y utilización de P; por ello, se espera encontrar genotipos que hayan desarrollado una mejor eficiencia nutricional en los cultivares locales de los suelos más infértiles, por ejemplo las regiones de Alfisoles lixiviados de Africa Occidental. 3 Es recomendable seleccionar mayor cantidad de germoplasma de sorgo en Afriea Occidental subsahariana, especialmente en las áreas de pluviosidad media a alta, y en regiones similares de Tanzania, de Tailandia, y de las áreas montañosas de la India Oriental. Resumen La deficiencia de fósforo (P) es muy común en los trópicos. Debido a que la necesidad de adicionar P depende de las características tanto de! cultivo como del suelo, se han adelantado 2, A"her, e 1 y Edwards, D. G .• Universidad de Queensland. Austraha ComunicaCión personaL 3. BuoL S, W" North Carolll1a State University, E,U, Comunicación penonaL 258 Sorgo para Suelos AcidQS estudios sistemáticos en los ensayos hechos en el ICRISAT, en India. El sorgo y el millo tuvieron una respuesta considerable cuando se sembraron en un Alfisol y se les añadió P como fenilizante; la respuesta del guandul, en cambio, fue débiL Se necesitaron únicamente 10 kglha de P para obtener un gran porcentaje de la respuesta máxima posible; la roca fosfórica fue mucho menos efectiva que el fósforo soluble en agua, ya que el suelo era solo ligeramente ácido. Se han obtenido indicaciones de que los Vertisoles difieren de los Alfisoles en su relación (análisis del suclol/(re.puesta del cultivo) cuando hay aplicaciones de P al sorgo. Donde la fenilidad es adecuada, o aproximadamente adecuada, no es necesario ningún programa especial de mejoramiento para aumentar la eficiencia en la absorción o utilización del fósforo; el comportamiento de la planta da un índice adecuado de su eficiencia en el uso del P. Sin embargo, puesto que hay más variación genotípica significativa en la eficiencia de la absorción y utilización del P cuando su suministro es bajo que cuando es moderado, es útil continuar con el mejoramiento de cultivares capaces de sobrevivir en suelos con un conterúdo bajo de P. Los genotipos adaptados a las condiciones de bajo contenido de P mostraron un mayor grado de colonización de la raíces por hongos de micorriza. La respuesta a la inoculación con diferentes cepas de hongos DÚcorrizales aumentó el contenido de materia seca y de P en las plantas de sorgo en más de dos veces. La estimación del contenido de P inorgánico en exudados de savia del xilema puede ser una prueba rápida para medir la tasa de colonización. La importancia de los hallazgos anteriores para el mejoramiento del sorgo cultivado en suelos con bajo contenido de P aún se discute. Referencias Abbott, L. K. Y Robson, A. D. 1982. The role of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi in agricuJture and the selections of fungi for ínoculation. Aust. J. Agrie. Res. 33:389-408. Bíeleskí. R. L. yLauchh,A.1983. Synthesisandoutlook. En: Lauchlí.A. y Bieleski, R. L. (eds.j. Encyclopedia of plan! physíology, New series, v. 15B. Sprínger-Verlag, Berlín. p. 745-755. ".Uso Eficiente del F6sforo 259 Brown, J. c.; Clark, R. B. YJone., W. E. 1977. Effícient andinefficíen! use ofphosphorus by sorghum. Soil Sei. Soe. Am. J. 41:747-750. Buddenhagen, L W. 1983. Breeding strategies for stress and disease resistance in de-veloping countries:. Ann. Rev, Phytopatho1. 21:385-409. Chaplin, F, $, 1980. The mineral nutrition of wild plants. Ann. Rev. &01. Syst. 11:223-260. Clark, R. B. 1982. Mineral nutritlonal factors reducing sorghum yields: Mieronutrients and acidity. En: ICRISAT (Internation.1 Crop. Research Institute for the Semi-Arid Tropics). Sorghum in the eighties: Proceedings oí the International Symposium on Sorghum. ICRISAT, 1981. Patancheru, A.P., India. p. 179-190. Duneao, R. R.; Clark, R. B. Y Furlam, P. R. 1983. Laboratory afid field evaJuations of sorghum fOf response to aluminum and acid soi1. Agron. J. 75:1023-1026. Fox, R. L 1979. Comparative responses of field grown crops to phosphate concentratíons in soil so)utions. En: MusseU, H. y Staples, R. (ods.). Stress physíology in erop plants. Wiley and Sons, Nueva York, NY, E.U. p. 81-106. Foy, C. D. 1983. Plant adaptation to mineral stress in problem soils. Iowa State J. Res. 57:339-354. Gerdemann, J. W. 1975. Vesicular~arbuscular mycorrhizae. En: Torre)', J. G_ Y Clarkson, D. T. (eds.). The development and funetínn of roots. Aeademic Press, Londres, Inglaterra. p. 575-591. Gerloff, G. C. y Gabelman, W. H. 1983_ Genetic basis oC inorganic plant nutrition. En: Lauchlí, A. y Bicleski, R. L. (eds.). Eneydopedia oi plant physiology, New series, v. 15B. SpringerVerlag, Berlín. p. 453-480. Goodwin, D. C. y Wilson, E. J. 1976. Prospects for se1eeting plants whh increased P efficiency. En: Blair, G. L (ed.). Prospects for improving efficienty of phosphorus utilization, Memorias de un simposio celebrado en la Universidad de New England, 1976. Armidalc, S.S.W .. Australia. p. 131-139. Haile, M. 1983. Comparison of soi1 testJplant response relationship tor phosphorus applied to sorghum on Vertisols and Alfisols al International Crops Research Institute tor the Semí-Arid Tropics (ICRISAT). Tesis (M.s.). Addis Ababa University, Addis Ababa, Etiopía, Hayman, D, S, 1982, Practical aspects ofvesícular~arbuscular mycorhi~ zat". En: Subbarao, N. S. (ed.). Advanres in agricultural rnk:ro~ biology. Oxford and IBH Publishing Company, Nueva Delhl, India. p. 325-373. UiO Sorgo para Suelos Acidos Howeler. R. H. 1981. The effee! of myeorrhizal iooculation 00 lhe phosphorus tlutrition of cassava (~fanihot esculema Crantz). En: Russell, R S.: Igue, K. y Mehta, Y. R (eds.). The ,oil/root system in rclation to Brazilian agriculture. Funda¡;áo Instituto Agronómico do Paraná. Londrina, Paraná, Brasil. p. 243~258. Y Sieverding, E, 1983, Potential and 1imitatl0ns of mycorrhízal inoculation iHustrated by experirnents with field-grown cassava. Plant Soil 75:245-261. Jardan, W. R; Clark, R, B, Y Seetharama, N. 1984. The role of adaphic factors in disease deve1opment. En: ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Aríd Tropícs), Sorghum root and stalk r-ots: a world review. The Rockefeller Foundation. Bellagio Study and Conference Center. Bellagiot Italia, p, 87-97, Kanwar, J, S,; Rego, T. J. Y Seetharama, :\, 1984. Fertilizer and water-use efficiency in pear! millet and sorghum in Vertisols and Alfisols 01 Semi-arid India. FertiliLer News 29(4):42·52. Knshna, K, R. Y Diarl. P. J, 1984, Elleet of mycorrhizal ínoculation aud soluble phosphorus fertilizer on growth .nd phosphorus up' take 01 pearl mille!. Plant Soil 81:247-256. Lambert, J. D, H. Y Arnason, D. T, 1982. :\itrogen distribution in hybrids and l()Cal corn varieties and its possible relationship to a dcclining sOl) nitrogen pool under shiftíng agriculture at Indian Church, Belize. Plant Sei 67:119-127. Myers, R. J, K, YAsher, C. J. 1982. Mineral nutntion 01 grain sorghum: Macronutrients. En: ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics). Sorghum in the eighties: Memorias del Simposio Internacional de Sorgo, ICRISAT, 1981. Patancheru, A.P., India. p. 161·177. Pal, U. R.: Upadhyay, U, c.; Singh, S, P. Y Umrani, N, K, 1982. Mineral nutrition and fertilizer response oí graio sorghum Ín India; a review over the last 25 years. FerL Res. 3:141~159. Rao, K,; Rao, S. S. y Rao, N. G, P. 1981. Gcnoty!", x input management interactíol1s on sorghum. Indían J. Gene!. Plant Breed. 41: 54-58. Sallanpaa. M. 1982. Micronutrients and the nutrient status of soiJs: a global study. FAO SoUs Bul!, 48. FAO, Roma, Italia. p, 444. Sánchez, P. A. YSalinas, J. G. 1981. Low.ímput technology for managing OXlso1s and lJltisols ín tropica) America. Adv. Agron. 34:279-406. Sarie, M. R. 1983. Theoretical and practical approaches to the genetic specifidty of mineral nutrition of plants. En: Sarie, M. R. Y Loughman, B. C. (eds.). Genetic .speets of mineral nutr¡tion. MartiDus Nijhoff/Dr. J. Junk Publishers, The Hague, Holanliii n 1 ~ 1.:1 ... Uso Eficiente del Fósforo 261 Seetharama, N,; Nath, B, y Yerma, p, K, 1984, Selection for grain yields in low nitrogen fertility conditions. Cereal Res. Comm, 12(1-2):47-52, Tímmer, L W, y Layden, R. F, 1980, The relationship of mycorrhizal infection to phosphorus induced copper deficiency in sour orange seedlings, New PhytoL 85:15-23, Evaluación de Elementos Minerales en el Sorgo Cultivado en Suelos Acidos Tropicales R. B. Clark y L M. Gourley* Introducción Debido a su tolerancia a la sequía y a muchos otros estados de estrés, ya su requerimiento relativamente bajo de fertilizantes, la producción de sorgo se ha incrementado en todo el mundo, incluyendo aquí a América Latina. Una limitante fuerte de la producción del sorgo [Sorgltum bicolor (L.) Moench] y de otros cultivos en América Latina han sido los elementos minerales asociados con Jos suelos ácidos. Debido a las masas considerables de tierra de América del Sur que son ácidas (Figura 1), ocurren muchos problemas relacionados con deficiencias y toxicidades de minerales que afectan las plantas cultivadas en los suelos de este continente. La mayoría de los problemas de elementos minerales inherentes a estos suelos se pueden describir señalando los efectos del pH sobre la disponibilidad de los elementos minerales esenciales para el crecimiento de las plantas (Figura 2). Por esta razón, se pueden predecir deficiencias de calcio (Ca), fósforo (P), magnesio (Mg) y molibdeno (Mo), y toxicidades de aluminio (Al), manganeso (Mn) y merro (Fe) en las plantas cultivadas en suelos ácidos. Sánchez y Salinas (1981) discuten la extensión de los problemas de toxicidad y de deficiencia de minerales en los suelos tropicales ácidos e infértiles de América Latina. Un método factible para estimular la producción de sorgo y de otros cultivos en los suelos ácidos es desarrollar plantas que toleren mejor el estrés de deficiencia o de toxicidad asociado con estos suelos. Para hacerlo, se requiere identificar y evaluar * Respecttvamentc: agrónomo, Sen'tciorle Investigación Agrícola, Departamentode AgronomúL Universidad de N;:brnska. Lillcoln, NE, E.U., y agrónomo, Departamento de Agronomía, Umversidad del Estado de Mississippi. Mississippi State, E.U. El !ieg1.lndo fue líder de los proyectos oc l'NTSORMIL establecidos en el ClAT. t ..... .........., ~ ".,A~ c;;-""'\........_._.(~ 1;:';"7 ,- Limite meridional del pcrmafmst (:ontinuo r;m Límite meridional de pemulfrost discontinuo de los trópicos Regiones dominadas por suelos ácidos &cala: 1:50.000,000 1000 1000 IfIQO ti O J(lOO :woo woo moo Millu 'V' ./t? )OOQ KilóQlctn'l) Escala aproximarla (sobre el figura ¡. Distribución de suelos ácidos en climas mús calientes que el crItico (osea, donde la temperatura delsueloes. en el año, mayor de8°C;, &.0 pH Nitratos 1: : : : ': :1 Hierro ~MOlibdeno Potasio D'" ~~9i Magnesio ~Zinc Aluminio ,. /' ', '" Azufre ~ • Calcio ~ Fosfatos ~ ~....... * ••• , ~ Manganeso ~CObfe t~*t~!~;l Boro Figura 2. Efecto del pH en la disponibilidad de los elementos minerales en los suelos, 266 Sorgo para Suelos Acídos las diferencias que hay entre los genotipos para absorber y usar los elementos minerales necesarios. Los objetivos de este estudio fueron: 1) describir la metodología utilizada para determinar la presencia de elementos minerales en el tejido de las plantas; 2) determinar la concentración y el contenido de los elementos minerales presentes en plantas de sorgo cultivadas en los suelos ácidos tropicales de Colombia, América del Sur; y 3) observar las diferencias entre los genotipos y evaluarlos de acuerdo con la concentración y contenido de los elementos minerales. Determinación de los Elementos Minerales en el Tejido de las Plantas Muchos métodos se usan para determinar la presencia de elementos minerales en muestras de plantas, en el agua y en el suelo. No se discuten aquí las diferentes técnicas disponibles y sus características deseables o indeseables. A continuación se presenta un método que se ha incorporado y usado exitosamente en la Universidad de Nebraska en Lineoln (UNL) para el análisis de elementos minerales en material vegetal. Knudsen y otros (1981) describieron los detalles del método empleado, la preparación de las muestras y algunos de sus factores limitativos. Esta técnica consiste esencialmente en comprimir gránulos ('pellets') a partir de material vegetal seco y molido (Figura 3, arriba a la izquierda), los cuales se colocan en una bandeja que a su vez se coloca en la cámara de instrumentos (Figura 3. arriba derecha); luego se crea vacío en la cámara, se responden cuatro preguntas en un terminal de microcomputador (Figura 3, centro; Cuadro 1), y se esperan los resultados (Figura 3, abajo; Cuadro 1). Utilizando el programa actual, se puede analizar una bandeja de 40 muestras en aproximadamente 2.5 horas, es decir, 3.5 minutos por muestra. Con el programa general se pueden determinar. para cada muestra, las concentraciones de Ca, P, Mg, Mo, Al, Mn, Fe, Si, S, Cl, K, eu, y Zn. Se han desarrollado programas adicionales para analizar elementos diferentes de los ya mencionados. El instrumento es capaz de analizar elementos más allá del número 11 en la tabla periódica (el Na), O sea, con un peso molecular mayor de 23. El sodío se puede analizar si está presente en el tejido en concentra- ción de unOS 0.5 mg¡ g. Los únicos elementos minerales requeridos 267 ·"Elementos MíneraJes en el Sorgo ... e - ~ A:: .. e G; _: - e ~ {" ~ e ~ k fv V ~v"---*: ~v ...... """ 0.000 50 NBS 1571 UFS:=16384 5.120 FIRST PRSS l - K' S '. v~- S R FR. --e e R:.l . A' P pg;\I .~ J Mi· FeZ B B B J..¡ ."~ N"e N 1 RJ..., ~!!:,--AJ~~ 0,000 8-5 UF$=4095 2.0.4 Hgura .1. Análisis de dispersión de mergla por fluorescencia de rayos X (EDXRF) eh muestras vegetales. Comprimidos esféricos pequelios y grandes (arriba. izquierda); posición de las muestras en la cámara del instrumento (arriba. derecha); panJt:tIJfJ., imtrumento elecfrÓnico de ray()s~X, y tablero de instrumentos (al centro); picos de [a gráfica del 10.23) Al Reajuste [0.00 >10.23] Ajuste COLOMBIA 75SECS. CHISQD = 109.1\6 Factor de arrastre 0.900 Mg-K Ratio = 0,00538 AI-K Ratio = O,(j()()((} Si-K Ratio = 0,02321 P-K Ratio = O.(X)938 S--K Rat¡o = 0.01264 O-K Ratio""' 0.06295 KE-K Ratio = 0.15793 % Mg % Al % Si °/0 P "/0 S 0.58219 - 0.00799 2.08518 0.39147 0.26916 % el 0.97619 (% KE 0.00000 Mo K Ca Mn Fe Cu Zn CO:SP K·Mo 4183 102 Ajuste [2.00. > 22.415) COLOMBIA 180SECS CHISQD = 2.18 Factor de arrastre 1.0CXl M<>-K Ratio = 0.00217 %Mo K-K Ca-K %K %C. 0.20153 O 00598 O.fXKJ23 °loMn Cu-K O.0CI070 Ratio = OJ)OO29 %Pe %Cu Zn-K Ratio = OJ10199 %Zn Mn-K Fe-K Ratio = Ratio = Ratio = Ratio = 0.0022,7 4.44000 0.41789 0.00555 0.01102 0.00195 O.O13l0 para el crecimiento de la planta que no se pueden determinar mediante 'análisis de dispersión de energía por fluorescencia de rayos X' (EDXRF) son el nitrógeno (N) y el boro (B). El límite inferior de detección de este procedimiento no es usualmente tan bajo como el de muchos otros métodos. Sin embargo. los límites inferiores de detección del EDXRF son menores que las concentraciones de los elementos en tejido con deficiencias severas, excepto para el Mo en material vegetal similar al de los cereales. El requerimiento de molibdeno para 269 ... Elementos Minerales en el Sorgo ... el sorgo es menor de 1.0 fLg/g, Y a esta concentración el molib· deno es difícil de analizar en la mayoría de los métodos. Los límites inferiores de detección para muchos elementos minera· les, Ulilízando un tubo de plata para rayos X. se dan en el Cuadro 2. Cuadro Z. Límite inferior de detecdón (LID) para los elementos minerales analizados en materiales vegetales por el método EDXRF. Elemento UD' ("g/g) 9.0 32 Cd Cr Co 30 Rb 2.0 28 25 Sr 1.5 19 9.3 1.9 Ni Pb Elemento UD' ("g/g) Na Mg K Al Ca Si 170 p S C1 Mn Fe Cu Zn Mo 135 40 lA Hg As l.l Ilr 1.0 1.0 lIa Se 2.3 2.0 1.2 1.2 LO l.0 0.8 05 0.5 a, Para valores ~uantitativm ;;:onfiables. las concentraciones del ekmento deben ser, por lo menos, tres veces más grandes que los valores del UD. Este procedimiento ha beneficiado enormemente nuestro pro· grama de investigación. Podemos hacer análisis de elementos con 50 ó 100 mg de tejido vegetal (de preferencia 100 mg) lo cual no es usual para muchas otras técnicas de análisis de mul· tielementos. Esto nos permite analizar elementos minerales en pequeñas cantidades de tejido como plántulas indi,iduales, par· tes especificas de una planta, o segmentos de las partes de una planta. Disminuye así el tamaño de las muestras que se debe em;ar a largas distancias, especialmente a países extranjeros. La muestra no se destruye en el procedimiento del análisis, y por ello las dudas que susdle la concentración de un elemento en una muestra particular pueden resolverse realizándola, o sea, sin necesidad de hacer nuevos comprimidos o de perder la mues· tra porque haya sido inyectada como líquido en el instrumento. Tampoco es necesario un pesaje exacto de las muestras para hacer los comprimidos; los pesos pueden variar en un 25% con respecto a 100 mg sin causar errOL No se necesitan otros proce· dimientos lentos y tediosos tales como la digestión, la cremación, 270 Sorgo para Suelos Acidos la dilución, la re suspensión y disolución en ácidos, o la decantación. También se reduce el uso de vasos y reactivos especiales. El costo de personal especialmente capacitado y del tiempo necesario para el análisis también se ba reducido. Este método permite hacer el análisis de la gran cantidad de material vegetal que se debe evaluar en un programa de mejoramiento, a un costo que es usualmente mayor en la mayoría de los otros procedimientos. La principal desventaja del método EDXRF es que muy pocos laboratorios lo usan, de manera que no se ban desarrollado O no están disponibles las ayudas normales, los programas y las reparaciones requeridas para su uso rutinario. Se ha tenido que desarrollar en este laboratorio un sistema propio de análisis sin el beneficio de la experiencia externa. Se ha realizado el análisis de elementos minerales de tejido vegetal para el programa cooperativo de investigación de INTSORMIL, cuando estos análisis eran requeridos o deseados, Estos análisis han aumentado nuestra capacidad de investigación, y nos han proporcionado información útil que, de otra forma, no estaría disponible, Se ha facilitado la interacción de los fisiólogos y de los mejoradores, y la razón por la cual las plantas individuales o los genotipos son más tolerantes a las condiciones de estrés por elementos minerales se están entendiendo, definiendo y reconociendo mejor. Variabilidad de los Elementos Minerales en los Genotipos de Sorgo Cultivados en Suelos Acidos Tropicales Durante la permanencia de LM, Gourley en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), en Cali, Colombia, se realizó el análisis de los elementos minerales de los genotipos de sorgo cultivados en los suelos colombianos. Esto se bizo para entender mejor las diferencias entre los genotipos en cuanto a la absorción y acumulación de esos elementos en las plantas cultivadas en suelos ácidos o infértiles de los trópicos, y para relacionar la presencia de esos elementos minerales con la tolerancia de las plantas a estos suelos ácidos. Se hicieron experimentos en los cuales se sembraron en un invernadero, en suelos tanto de Carimagua como de Palmira, 60 genotipos de sorgo ... Elementos Minerales en el Sorgo ... 271 (experimento 1), Y se cultivaron en el campo 50 genotipos de sorgo en un suelo de Carimagua con aplicaciones de cal de 2 y 6 Ilha (experimento 2). En el Cuadro 3 hay una relación de algunas de las propiedades químicas de estos suelos. Materiales y Métodos Experimento 1 Se llenaron materas de plástico (16 cm de diámetro x 18 cm de profundidad) oon 2 kg de suelo (cada una) que se había fertilizado con P y K (45 Y42 kglha, respectivamente). Se añadieron micronutrimentos y urea a las materas en forma líquida a una tasa, en kg/ha, de 15 de N, 1.8 de B, 1.8 de Cu, 1.6 de Zn y 0.3 de Mo. Se suministraron dos tratamientos líquidos adicionales de nitrógeno semanalmente a una tasa de 15 kglha de N. Se sembraron las semillas y se regaron los potes con agua destilada según se necesitaba. Este experimento se manejó durante los meses de noviembre y diciembre de 1982 en un invernadero del CIAT. La duración del día fue de 13 horas y las temperaturas ambientales de 20 ± 2 oC durante el día, y de 17 ± 2 "C durante la noche. Las materas se dispusieron en un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones. En cada matera se sembraron más o menos 20 semillas de cada genotipo de sorgo (Cuadro 4); TX 415 se duplicó: cuando las plántulas tenían dos hojas, se ralearon para dejar 10 por matera. Las plantas tenían 21 días (a partir de la siembra) y de 5 a 6 hojas cuando se terminó el experimento. En este punto se evaluaron visualmente las plantas para buscar anormalidades de crecimiento y síntomas inusuales en las hojas. Luego se cortaron a medio centímetro por encima de la superficie del suelo; el tallo se lavó con agua destilada, se secÓ bien, y las plantas de cada matera se mezclaron para obtener una muestra individual. Las raíces de las plantas de cada matera se lavaron para quitarles el suelo, y se anotaron las anormalidades visibles en ellas. Las raíces y las hojas se secaron en un horno de aire forzado durante una semana a 60 oC y después se pesaron. Se descartaron las raíces (el suelo las contaminaba), y las hojas se molieron hasta obtener partículas de un tamaño menor de 0.5 mm (malla 40) y las muestras se enviaron a la UNL para el análisis de los elementos minerales. ...t3 Cuadro 3. Propiedades químicas de- Jos suelos (encalados y sin encalar) en los cuaJes se sembró el sorgo en Carimagua (Llanos Orientales) y en Palmira. Colombia. En Variable o elemento Sin cal pI! Materia orgánica (mglg) P, Bray 11 (~glg) Al (moq/loo g) Ca (meqlloo g) Mg (meq/loo g) K (meq/loo g) CIC (mcq/loo g) Sat. Al (%) En Palmira" Con 2 tlha de cal Con6t1hadecal 0-40 cm 0-20<.'01 20·40 cm O·2úcm 20-40 cm 0-40 cm 4.3 4.5 4.6 37 2.8 3.2 7.7 25 1.7 2.8 0.6 4.8 38 6.4 1.6 2.4 4.9 14 78.0 2.1 1.0 7.0 38 0.12 0.42 0.12 3.65 76 0.22 4.64 0.\3 0.10 0.75 35 62 004 0.16 IU2 3.83 82 2.9 1.2 0.31 0.25 4.65 61 1I. El intervalo en cm es la profund¡dad del suelo a la cual !Se hicieron los análisis, b. ND "'" no se detectó Al en este suelo. 14 7B.O ND' 10.3 5.2 1.00 0.75 273 ,,,Elementos Minerales en el Sorgo•.. Cuadro 4. Nombre y origen de la semilla dé lós genotipos de sorgo eultivados en los suelos de Carimagua y Palmira, Colombia, en d08 experimen~ tos; de campo y de invernadero. Pedigrí CMSXSI54 3DX57/1/1/91O 5DX6111/612 ICANataima [SR-! IS !207C [S 3625C IS5887C IS6!l45C [S6964C [S 7113C IS 7254C IS7273C [S 6841C [S7S42C IS7786C IS1909C IS7994C IS22539C IS 23564C IS12610C IS 12612C IS 12685C MN712 MN1204 MN1388 MN1391 MN1533 MN1557 MN1705 Dligende Origen de ¡asemilla Pedigrí Brasil Brasil Brasil Colombia Texas,E.U. Texll$, E. U. Texas,EU. Texas,E.U, Texas,E.V. Texas,E,U. Texas,E.U, MNI706 MNI108 MN1735 MN 1811 MN1912 MI> 1958 MN1959 MN2877 MN4508 MN4581 NB 9040 NSA935 156-P-S 156-P-S-2-1 1512564C IS 126IOC IS 1266IC 1512666C IS 7419C IS7173C IS 1309C IS 1335C bajo IS 1335C alto [S 3625C IS 7254C lS8337C TX415 (15126IOCder) Wheatland Texas,E.U. Texas.E.U. Texas,E.U. Texas,E.U. Texas,E.U. Texas,E.U. Texas,E.U. Texas,E,U. Texas,E.U. Texas. E.U. Texas, EU. Texas,E.U. Míssissippi. E, U, Mississippi. E.U, Mississippi. E,U. MississlPP1, E.U. Míssissippi, E.U. Misslssippi, E.U. Míssissippi. E. U. lasemiUa Mississippi. E. U, Mississippi, EX, Mississippi, E, U. Mississippi, E. U. Mill$lssippi, E.U. Mississippi, E.U. MisSlsSippi. E. U. MisslsSíppi. E,U. Mississippi, E.U. Mississippi. E,U, Nebraska, E.V, Texas,E,U. Brasíl Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Brasil Texas,E,U, Texas,E.V. Texas, E.U. Experimento 2 A principios de abril de 1983, se sembraron semillas de 50 genotipos de sorgo (Cuadro 4) en un suelo ácido de Carimagua, en los Llanos Orientales de Colombia, con aplicaciones de cal de 2 y 6 tlha de cal dolomítica, Otros fertilizantes añadidos fueron, en kglha, 75 de N, 40 de P y 80 de K; el P y el K se añadieron antes de la siembra y el N fue aplicado en bandas cuando las plantas ten[an de 5 a 7 hojas. El suelo del ensayo había recibido durante el año anterior, en kglha, 1.6 de Zn, 1.89 de B, 1,8 de 274 Sorgo para Suelos Acidos Cu, y 0.3 de Mo. El diseño del experimento fue de bloques completos al azar con tres repeticiones. Cuando las plantas tenían de 3 a 4 hojas, se redujo la población a 200,000 plantalba. Las malezas se controlaron a mano durante el experimento. Las plantas se cultivaron bajo condiciones de secano, aunque se recibió suficiente humedad (100 cm más o menos) durante este tiempo, de manera que el agua no fue una limitante de las condiciones normales de crecimiento. Cuando las plantas alcanzaron 25 días (en la etapa de 'embuchamiento' e iniciación floral) se hizo una calificación visual para medir el comportamiento como tolerancia general a las condiciones de suelo ácido. Los genotipos TX 415 e IS 1173 C se usaron como estándares para calificar las plantas (TX 415 es muy susceptible e lS 7173 Ces moderadamente tolerante a la toxicidad del aluminio). Se recogieron por lo menos 4 hojas al azar (la segunda hoja a partir del ápice) de las plantas dentro de cada repetición. Cada muestra se secó a 60 oc durante un día antes de trasferirla al CIAT, donde todas se secaron a 60 oC durante una semana. Las muestras se molieron luego hasta obtener partículas de un tamaño menor de 05 mm y se enviaron a la UNL para el análisis de mínerales, En esa universidad, las muestras foliares se pusieron en un horno de aire forzado (70 OC) por lo menos durante un día para retirar la humedad antes de obtener los comprimidos ('pellets'). Las muestras de 100 mg (o el peso disponible, si era menor de 100 mg) se comprimieron en bolitas de 13 mm de diámetro, y se analizó en ellas la presencia de P, K, Ca, Mg, S, Cl, Si, Mn, Cu, Zn, y Al aplicando la técnica del EDXRF según el procedimiento de Knudsen el al. (1981). Resultados y Discusión Experimento 1 Las plantas sembradas en el suelo de Palmira no mostraron síntomas de deficiencia O de toxicidad de elementos minerales en sus hojas, y las planlas parecían crecer normalmente. Sin embargo, las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua eran relativamente pequeñas, muchas mostraron síntomas de deficiencia o de toxicidad en sus hojas, y algunas murieron. Las plantas de sorgo cultivadas en el suelo de Palmira eran casi seis ,.. Elementos Minerales en el Sorgo ... 275 veces más grandes que aquéllas cultivadas en el suelo de Carimagua (Cuadros 5 y 6); este suelo era más ácido, tenía menos P, Ca, Mg, y K disponibles, y tenia una cantidad de aluminio disponible más alta que la del suelo de Palmira (Cuadro 3). Los genotipos que tuvieron los rendimientos más alto y más bajo de matería seca mostraron diferencias de 4.9 y 4.1 veces en las plantas cultivadas en los suelos de Carimagua y de Palmira, respectivamente (Cuadros 5 y 6). Los genotipos que tuvieron el rendimiento más alto y el más bajo de materia seca cuando se cultivaron en el suelo de Palmira no tuvieron los rendimientos más alto y más bajo, respectivamente, cuando se cultivaron en el suelo de Carimagua. Los genotipos cultivados en el suelo de Carimagua con las concentraciones más altas y más bajas de elementos minerales no tuvieron las concentraciones más altas o más bajas, respectivamente, cuando se cultivaron en el suelo de Palmira. Con excepción de S, CI y Zn, las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Palmira tenían concentraciones promedio más altas de elementos minerales (unas dos veces más) que las hojas de plantas cultivadas en el suelo de Carimagua (Cuadro 5). La~ concentraciones promedio de S, CI, y Zn en las hojas de las plantas cultivadas en los suelos de Carimagua y Palmira fueron similares. Ningún elemento fue más bajo en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Palmira que en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua. No se detectó aluminio en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Palmira (el limite más bajo detectable de aluminio fue de 130 mglg), pero se midió fácilmente en las bajas de plantas cultivadas en el suelo de Carimagua. No se registró ninguna concentración de aluminio disponible en el análisis del suelo de Palmira (Cuadro 3). Las diferencias entre los rangos de los genotipos para las concentraciones de elementos minerales fueron más grandes en las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua que en las plantas cultivadas en el suelo de Palmira (Cuadros 5 y 6). Si se consideran normales los rangos obtenidos en las plantas cultivadas en el suelo de Palmira (Cuadro 6), entonces los elementos Ca, Cl, Si, Mn, y Zn tuvieron diferencias de rangos mayores que las normales en las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua (Cuadro 5). En las plantas cultivadas en el suelo de Carímagua, la diferencia de rango para las concentraciones de Al en las hojas fue CuadrO' 5. Rendimiento de materia SKa (RMS)~ t:ltngu de cunéentraclón (eN) y de <:OU,ten1do (CT) de eJementus mitrerales. media, error estándar de la m«lia (ES!). y relarión de valores máximo/mínimu de eN y CT para 60 genotipos de sorgO' desarrollados en un suelo de Carimagua. Columbia. en el in\'~ro (experimento 1). Elemento (o MS) Contenido del Concentración del elementO"' Mío. Mu. RMS 16.3 79.7 P K 2.29 Mg 1.00 15.2 0.81 2.37 31.2 3.09 4.86 S 155 el 1.99 1.73 elen1ento~ MaxJMin, ES, Max./Min. 47.8 1.2 4.9 1.29 23.9 2.08 3.74 2.07 4.88 4.11 ",glg 0.02 0.40 0.04 0.06 0.02 0.20 0.11 2.3 30 98 6() 2 3.3 2.1 381 19 60 2070 1160 102 182 4ü 5.4 10.5 3l<9 72.1 251 34.9 22,0 7.1 1.4 3.3 7.0 2.8 4.0 0.5 1.5 2.5 0.49 3.32 3.4 0.64 5.84 Media Mio. Max. Media ESi mg/planta Ca Si Al Mn Fe Cu Zn 130 34.4 146 18.8 26.2 2.66 9.20 6.60 956 112.2 408 47.1 88.9 56.5 H 2.1 1.7 4.6 3.8 36 52 44 203 321 161 613 494 4 99 242 6 3 14 204 9 5.4 4.4 11.9 11.3 ~glplanta 5.2 0.79 48.7 7.18 23.4 17.5 3.46 11. 8 1.71 2,79 1.00· 0.11 0.40 0.06 0.12 9.4 9.1 5.8 6.8 9.1 intensidad de cambio !'Io~ada emITe j!enotipos SiupenOtes e inferiores. La relat-;'ón Max.!Min. de las diferencia'!; sobre Al puede haber sido más grande que este valor, yll que el límite inferior de detección fue lID ¡.t.gI/? a. Ma:xJMín. ~ "" Cuadro 6. Rendimiento de materia seca (RMS), rango de coocentración (eN) y de contenido (en de elementO$ minerales. media, error estándar de la medía (ESx)~ y relación de valores máxil'l't(}/mínimo de eN y CT para 6ft genotipos de sorgo desarrollados en un suelo de Palmira. Colombia, en el invernadero (n:perimento 1). Elemento (o MS) Concentración del elementO'l Min. Max. Media Contenido del elemento· ES, Max./Mjn. 3.0 4.1 Min. Max. Media ESx: Max.lMin. 1290 2400 1730 2440 72, 1320 995 1370 17 39 27 40 4.2 5Jl rnglplanta RMS P K Ca Mg S C! Si Mn Fe eu Zn 116 477 281 L99 38,0 2.68 3.92 1.50 3.31 16.5 3.57 2.64 0.04 L~ 305 58.5 4.79 6,21 2.50 7.31 46.0 352 4,ll3 OAO 15 0.04 0.06 0.03 0.16 0,30 LB 4481 434 470 23,2 92 21.8 22.0 33.8 LOO 5.08 23A L6 11 2.2 2.0 SU 38.1 144 0,6 5,0 .2.2 226 49,4 37.3 34.5 0.9 29.2 05 2.3 1.7 2.5 a. Max./Min, "- intensidad dI.' ('ambio notada cntte los gel1otipos superilires e infcriorcx 4Jl 5.2 4.1 5.1 235 %7 553 14 573 2980 2910 13200 1390 6720 50 220 4.3 16J) 4.1 35 19,4 78.3 22.2 17.1 10.7 42.1 10,0 8.1 0.3 2,3 45 OA 5.4 4,9 0.2 4A 4.9 ......... 278 Sorgo para Suelos Acidos más alta que para cualquier otro elemento mineral analizado (Cuadro 5). Algunas hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua tenían valores de Al cercanos al límite inferior de detección del método de análisis, es decir, que la concentración de Al era baja en algunos genotipos. En las hojas, las concentraciones de aluminio mayores de 200 a 400 ILglg no se consideraron muy altas, ni tan exageradas como para que el Al pudiera interactuar fuertemente con otros elementos. Ya que el Al no se trasloca fácilmente de las raíces a las hojas del sorgo,' se espera que haya considerablemente más aluminio en las raíces que en las hojas. Como no se midió el aluminio en las raíces debido a su contaminación con suelo, no se estableció la severidad de las interacciones del Al con los otros elementos. Las raíces de las plantas de sorgo cultivadas en soluciones nutritivas que tengan Al pueden acumular cantidades relativamente altas de Al.' El silicio, aunque se encuentra muy rara vez en el tejido vegetal, mostró la mayor variación de concentración en las plantas cultivadas en los dos suelos (Cuadros 5 y 6). Las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Palmira tenían concentraciones promedio de Si 5.7 veces más altas que las de las hojas de plantas cultivadas en el suelo de Carimagua. En un estudio preliminar, se encontraron concentraciones de Si notoriamente más altas en las hojas de sorgo de plantas cultivadas en un suelo Ultisol encalado en Quilichao que en las hojas de plantas cultivadas en el mismo suelo sin encalar (datos no presentados). La información sobre la asociación del Si con la tolerancia o habilidad de la planta para superar la susceptibilidad a las condiciones ácidas del suelo no es muy clara, pero se ha informado que el Si supera la susceptibilidad de las plantas a la toxicidad del Mn y del Fe (Foy y otros, 1978; Werner y Roth, 1983). Las concentraciones de silicio en las hojas de plantas de sorgo cultivadas en suelo son frecuentemente superiores a 10 mglg (Cuadros 6, 7 Y 8; Werner y Roth, 1983).' Los contenidos de P, K, Ca, Mg, S, Si, Mn, Fe, Cu y Zn fueron 12.1, 11.4,9.8,7.5,5.6,32.9,3.1,3.6,5.9, Y2.9 veces más altos, respectivamente, en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de PalmiTa que en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Carímagua (Cuadros 5 y6). Asimismo, el elemento L Clark. R B, Información sin publicar. 2. Además, CJark, R. S_ lnform«<.-'ión sin p\lbHcar. Cuadro 7. Rendimiento de materia seca (RMS), rango de concentradÓD (t-"N) y de rontenido (CT) de elementos minerales, media, error estándar de la media (ESi), y relación de valores máximo/mintmo de eN y CT para 60 genotipos de sorgo desarrollados en un suelo de Carimagua, Colombia, encalado con 2 tfha de cal dolomítica, en el campo ~expuimenlo Z). ConcentracJ()n del eleruento 4 Elemento (o parámelro) Síntomas visuales" Altura de la planta (cm) Estado de madureZ" RMS(mgJplanta) P K Ca Mg S Cl Si Al Mn C. .ontenido del elementO" Rango Min. Max. 1.0 33 4.0 163 4.0 85.6 LO 3.6 1.84 15.70 1.51 1.22 L24 0,85 2.18 3.42 29.2 4.49 2,66 2.26 4,57 12.88 Rango Media ES:x MaxJMin. 2.3 O. I 4.0 4.0 4.9 4.0 23.6 102 L7 38.6 0.1 2.56 OJJ4 218 0.20 0.06 0.03 0.02 0.09 0,23 2.43 1.88 L70 2,35 5.30 2650 592 91.8 1020 bU Fe 38.5 264 Cu Zn 19.3 8.4 54,0 J1.2 32.8 130" 50,1 .514 2.8 42 1.2 17 0.8 0,8 Min. Max. Media 1.9 1,9 3,0 2,2 0,9 5.4 5,9 7.R 238.7 98.J 7.0 JO.7 58 8,1 4.2 2270 209.9 150,1 67.0 352,8 646 861 88,8 72,9 63,8 92.9 196 39.4 25.8 35.6 26,8 106,0 51.5 20,4 2.4 3.8 2.8 6.0 38 0,21 0.30 0,08 0.08 715 5.83 4.41 189 2.33 1.87 3,56 4.12 1,22 L30 16 0.17 0,14 0,11 0,11 4.9 3.3 18 131,6 ES'X 5.9 5.4 4,0 8.8 17.0 inlctL'lidlltj de cambio Ohs,efvlHJa entre genutlpos liuperiorel> e inferiores. Ver 'Idemá~ noia 3., Cuadro 5. b. CalitÍt:acmnes de! smtoma vi-SIl;¡1 de dchócncíalloxidthui: LO uinguno, 2.[) "" ltgero, 3.0 = JUodemdo. y 4.0 = sevew. c. LaS descripciones del estadu úc madurez fueron: LO vegetativo. 2.0 "'" midadón floral. 3.0 - floración,)' 4.0 =- llenado del grano (en leche). d. Limite inferior de d ..¡ .. ,,<,;,r\<1 '~'>r" ,·1 n,·"",.. ,.:¡¡~; .."t" ".... -,1.",;"" a. Ma.xJMin MaxJMín. 18,6 27,9 14,8 42,9 53.5 '" ;¡j Cuadro 8. Rendimiento de materia seca (RMS)~ rango de concentración (eN) y de contenido (CT) de elementos minerales, media1 error estándar de 13 media (ESil, y Nlaclón de "alol'("$ máximo/mínimo de eN y CT para 60 genotipos de mrgo desarrollados en un suelo de Carimagua. Colombia, encajado con 6 tfha de ca) dolomítica. en el campo íexperimento 2). Elemento (o parámetro) Concentración del elemento' ESj( Max./Mtn. 0.1 5.0 3.0 4.0 75.3 1.6 124 HI 40.0 0.1 4.0 2.0 4.1 3.46 26.9 2.76 21.6 0.04 0.20 1.8 6.72 ViO 2.72 2.18 5.l!6 16.9 1.93 1.71 2.91 6.95 (109 (J.03 4.5 2.0 966 372 46.4 280 Max. Síntomas visuales!> 1.0 3.0 Alturade la planta (cm) Estado de madurcz~ RMS (mglplanta) 70 LO 192 lK2 P K Ca Mg 14.8 1.50 1.33 S CI Si 1.29 2.42 Cu Zn 1.96 Ll9 130' 22,0 154 21.3 18.2 74.0 438 56.5 56.0 clcmenlO~ Rango Media Min. Al Mn Fe Contenido del Rango 35.9 35.0 Min. Max, Media 233 110 868 ESii' MaxJMin, 2.7 IUJ2 I.H 0.10 0.32 }.9 7.0 44.0 381 48.0 29.7 35.3 44.0 92.0 18.0 1.2 8.0 0.7 0.8 7.4 3.4 2.8 2.6 3. I 27 0.68 0.43 0.57 0.63 1.8 1950 354 161 136 231 842 381 4.33 2.34 }.08 3.15 6Jl 112 79.1 67/1) 111 50.0 7.0 4.7 2.9 7.0 266 19.0 148 1.88 1.11 1.46 IAO 0.12 0.07 0.09 0.07 10.0 a, MaxJMm. = intensidad de cambio observada entre gellOlipos superiores e inferiores. Ver ademas nota a., Cuadro 5. b. Calif«:adones del síntoma visual de deficiencia/toxicidad: LO ninguno, 2.0 "" ligero, 3.0 "=" moderado, y 43J -= sevem. t. Las descripciones det estado de madurez fueron: 1,0 = vegetativo, 2J; -., iniciación floral, .'.0 = floración, y 4.0 '" llenado del grano (en leche). ,,t Limite inferior de dete ... Elementos Minerajes en el Sorgo""" 281 mineral cuyo contenido mostró el cambio más grande en las hojas fue el Si. Aunque mucho menor que el cambio notado para el Si, también ocurrieron cambios marcados en P, K, Ca y Mg. Las diferencias de rango en los contenidos de los elementos minerales entre los genotipos fueron mayores en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Carimagua que en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo de Palmira. Experimento 2 Los genotipos de sorgo mostraron diferencias notorias en el rendimiento de materia seca cuando se cultivaron en el campo en suelos de Carimagua encalados con 2 y 6 lIha de roca dolomítica (Cuadros 7 y 8), Las diferencias fueron considerablemente más amplias para las plantas cultivada., en suelos encalados con 2 tlha que para las plantas cultivadas en el suelo con 6 t/ha de cal. Las plantas con los rendimientos más altos de materia seca cultivadas en el suelo ácido con una aplicación de 2 l/ha de cal tuvieron rendimientos iguales, yen algunos casos superiores, a los de aquellas plantas con el rendimiento de materia seca más alto, cultivadas en suelos con una aplicación de 6 lIha de cal. Sin embargo, las plantas con el rendimiento más bajo de materia seca, cultivadas en el suelo con la tasa de aplicación de cal más baja, fueron considerablemente más pequeñas que aquellas plantas con el rendimiento de materia seca más bajo cultivadas en el suelo con la tasa de aplicación más alta. En general, los síntomas visuales de deficiencia o de toxicidad fueron más severos en las plantas cultivadas en los suelos con 2 tlha de cal que en las plantas cultivadas en los suelos con 6 tlha de cal. Las plantas cultivadas en el suelo con la tasa de aplicación más baja de cal fueron generalmente más pequeñas y tuvieron una ligera demora en la madurez comparadas con las plantas cultivadas en el suelo con la tasa más alta de aplicación de cal. Los rangos de concentración y los valores promedio para P, K, Mg, S, Cl y Cu en las hojas de la., plantas cultivadas en suelos con aplicadones de cal de 2 y 6 t/ha fueron similares (Cuadros 7 y 8), Aunque había diferencias entre estos elementos minerales para las plantas cultivadas en los sucios con las dos aplicaciones de cal, esas diferencias fueron relativamente pequeñas. Los elementos que mostraron el cambio de concentración más grande debido a las adiciones de cal fueron Ca, Si, Mn, Fe y Al. Como podía esperarse, la concentración promedio de Ca 282 Sorgo para Suelos Acido~ en las hojas aumentó a medida que aumentaba la tasa de adición de cal al suelo. La concentración de silicio fue también más alta en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo con 6 t!ha de cal que en las hojas de las plantas cultivadas en el suelo con 2 t/ha de cal. Las concentraciones de Mn, Fe, y Al fueron más bajas en el tejido de las hojas de plantas cultivadas en los suelos con el nivel más alto de cal que en las plantas cultivadas en el nivel más bajo de cal. El rango de concentración de Al fue especialmente amplio para las plantas cultivadas en el suelo con 2 tlha de cal comparado con las plantas cultivadas en el suelo con 6 tlha de cal. Las concentraciones bajas de Al en las hojas de las plantas cultivadas fueron muy similares independientemente del nivel de aplicación de cal, pero la concentración de Al en las hojas del genotipo con el contenido más alto de Al y cultivado en el suelo con la tasa de aplicación de cal más baja fue, aproximadamente, tres veces más alto que el nivel de concentración más alto de Al en el genotipo cultivado con la tasa de aplicación más alta de cal. El contenido promedio de los elementos minerales en las plantas cultivadas en los suelos con aplicaciones de 2 y 6 tlha de cal no fue muy diferente (Cuadros 7 y 8). Sin embargo, el rango del contenido de los elementos minerales mostró diferencias más amplias. Esto se debió a las diferencias en el rango de rendimiento de materia seca. Las diferencias de rango en el contenido de elementos para plantas cultivadas en el suelo con 2 tlha de cal fueron considerablemente más amplias que para las plantas cultivadas en el suelo con 6 IIha de cal. Se encontraron diferencias entre rangos de 20 a 50 veces más grandes en el contenido de los elementos para las plantas cultivadas en el suelo con la tasa de aplicación de cal más baja. Los elementos minerales que mostraron las mayores diferencias de rango en cuanto al contenido fueron Cl, Zn, Si, y Cu, y aquéllos que mostraron el rango de diferencias más pequeiío fueron Fe y Al. Conclusión El contenido y la concentración de los elementos minerales en las hojas de las plantas cultivadas en los suelos colombianos usados en este estudio fueron más bajos cuando las aplicaciones de cal eran bajas y cuando el pH del suelo también lo era. Se encontraron diferencias de rango más amplias para el contenido que para la concentración de los elementos. Los que mostraron ".Elementos Minerales en el Sorgo ... el cambio más amplio en concentración fueron Ca, Si, Mn, Fe, y Al. Los cambios más grandes en el contenido de los elementos se notaron en Zn, Si y Cu. El elemento que mostró algunos de los cambios más grandes en el tejido de las plantas cultivadas en suelos encalados o de pH más alto fue el Si. Rara vez se analiza el Si en el tejido vegetal, de modo que la mayoría de los estudios no registran los efectos o los cambios de este elemento. El silicio se puede asociar con una adaptación de las plantas a los suelos cuya acidez es baja. Algunos estudios han mostrado que el Si está asociado con una superación de la toxicidad del Mn y del Fe en algunas especies vegetales (Foy y otros, 1978; Werner y Roth, 1983). Se necesita mayor información sobre las relaciones del Si en el sorgo y en otras plantas, cuando se cultivan en suelos ácidos. Se ha dicho que P, Ca, K YMg son los elementos más afectados cuando la. plantas se cultivan en suelos ácidos, pero estos elementos no mostraron cambios más grandes que muchos de los otros elementos. Cuando se evalúen plantas para medir su tolerancia a los suelos ácidos o infértiles valiéndose de los elementos minerales, es importante hacer un análisis completo del tejido. Resumen Las deficiencias y toxicidades de los elementos minerales son los problemas principales asociados con la adaptación del sorgo [Sorghum bicolor (L) Moench] cultivado en muchos suelos tropicales de América Latina, y con su producción. Para entender mejor eSOS problemas, se sembraron 60 genotipos de sorgo en suelos encalados y sin encalar en Carimagua (Oxisoles) y en Palmira (Alfisoles), en Colombia. Se evaluaron y determinaron las diferencias entre los genotipos en relación con su absorción y acumulación de elementos minerales. Las concentraciones de fósforo, potasio, magnesio, calcio, cobre, y silicio fueron bajas; las de manganeso, hierro y aluminio fueron más altas; y las de cloro, azufre y zinc permanecieron estables; así ocurrió tanto en las hojas de las plantas cultivadas en los suelos ácidos (Carimagua) como en las hojas de las plantas cultivadas en un suelo neutro (Palmira). Las concentraciones de calcio y silicio aumentaron mientras que las de hierro y aluminio disminuyeron en las hoías de las plantas cultivadas en un suelo de Carimagua cuando se aplicaron Sorgo pata Suelos Acidos l y 6 t/ha de cal. Se encontraron amplias diferencias entre genotipos para esas concentraciones. y especialmente para el contenido de cada elemento, en las hojas de las plantas cultivadas en los diferentes suelos y con diferentes tasas de aplicación de cal al suelo de Carimagua. Las diferencias entre el contenido de los elementos se pueden utilizar fácilmente para evaluar las diferencias entre genotipos que toleran las condiciones de los suelos ácidos tropicales. Los elementos que mostraron rangos consistentemente amplios entre los genotipos fueron el aluntinio y el silicio. El silicio puede estar relacionado con la tolerancia de las plantas a los suelos ácidos. Se describe también el método utilizado (fluorescencia de rayos X) para analizar la presencia de minerales en las muestras vegetales. Referencias Foy, C. D.; Chancy. R. L. Y White, M. C. 1978. The physiology of metal toxicity in plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 29:511-566. Knudsen, D.; Clark, R. S.; Denning. J. L. Y Pier, P. A. 1981. Plant analysj:s of trace eJements by X.ray. J. Plant Nutrí. 3:61-75. Sanchcz, P. A. YSalinas, J. C. 1981. Low-imput technology for rnanaging Oxisolsand Ultisolsin tropical America. Adv. Agron. 34:279-405. Werner, D. y Roth. R. 1983. Sitiea metabolismo En: Lauchli, A. y Bieleski, R. L. (eds.j. lnarganic plant nutrition. Encyclopedia 01 plant physiology, New series, v. 1SB. Springer-Verlag. Nueva York, NY, E.U. p. 682-694 Mejoramiento de Sorgos Tolerantes al Aluminio R. A. Borgonovi, R. K Schaffert y G. V. E. Pilla* Introducción La región del 'Cerrado' en el Brasil es la frontera agrícola de los ochentas, Esta vasta región, de la cual una vez se pensó que no efa adecuada para la producción de cultivos, está recibiendo ahora la atención que merece tanto de los hacedores de políticas como de los investigadores agrícolas, Se espera que esta región sea, para el final de este siglo, el principal productor de alimentos tanto para humanos como para animales, El Cerrado tiene sus peculiaridades y problemas, y se debe generar más tecnología para que sea completamente explotado en todo su potencial agrícola (Alves, 1983), Distribución y Caracterización de la Región del Cerrado El área eu bierta por la vegetación de 'cerrado' en el Brasil ocupa aproximadamente 180 millones de hectáreas, o sea, aproximadamente, el 20% del área total del país, El Cerrado está distribuido en cuatro de las cinco regiones principales de Brasil (Figura 1): el Centro Occidente, el Sureste, el Noreste y el Norte (Ferri, 1977; Goedert et al., 1980), El clima de la mayor parte de los Cerrados se puede clasificar como húmedo y caliente, con una estación seca prolongada. La temperatura diaria promedio varía de 20 a 26 oC, y la precipitación promedio anual varía de 1000 a 2000 mm (Lopes, 1983), ,. Respectivamente: mejOt'ador de sorgo (fanecido) del Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo (CNPMS)!Empresa Brasileita de Pesquisa Agropecuárla {EMBRAPA); especialista en sorg;',A] "" pH Saturad6n (ppm) de aluminio' (%) Al Al +Ca+ Mg"'" K 62 66 41 59 x 100. radicular mayor que el híbrido más sensible RS 610. También se observó que los híbridos tolerantes no desarrollaron ni las raíces decoloradas ni las hojas bronceadas, síntomas frecuentemente asociados con la toxicidad de aluminio (Poy el al., 1978). Schaffert el al. (1975) mostraron que había una variabilidad genética en el desarrollo radicular, lo que hacía pensar que la selección respecto a la tolerancia a la toxicidad del aluminio debería ser exitosa. Pitta el al. (1976; 1979b) evaluaron 1200 líneas de sorgo de varios orígenes bajo condiciones de campo, con una saturación de aluminio que variaba entre el 40% y el 60%. e identificaron unas pocas líneas con buena tolerancia al aluminio, principalmente germoplasma originario de Uganda y Tanzania. Estos autores observaron también que varias líneas eran afectadas negativamente debido a la alta incidencia de enfermedades foliares. Las características agronómicas evaluadas fueron: síntomas fenotípicos de toxicidad de aluminio en la planta, producción de grano, índice de cosecha y reacción a enfermedades foliares. Los resultados obtenidos mostraron una buena correlación entre la evaluación fenotípica y el índice de cosecha con la tolerancia al aluminio. Se han utilizado varios métodos de selección de plantas de sorgo en soluciones nutritivas y en suelos de invernadero, para identificar diferencias en la tolerancia al aluminio. Salinas y Sánchez (1978) utilizaron una solución nutritiva con dos niveles de aluminio (O y 8 ppm) y dos niveles de P (0.05 Y 0.20 ppm) para cuantificar la tasa relativa de crecimiento (TRC) y la tasa relativa de extensión radicular (TER) como herramientas para 292 Sorgo para Suelos Acidós caracterizar la tolerancia al aluminio en cinco genotipos de sorgo. Se evaluaron dos híbridos comerciales (TE Y 101 Y RS 610) y tres líneas en mejoramiento (SC112-14, SC 3349 y TX 7078). La respuesta de la tasa de crecimiento radicular y de la TER fue muy similar al valor más alto alcanzado por la TRC, con 8 ppm de Al y 0.05 ppm de P. El híbrido TE Y 101 fue el cultivar más eficiente bajo los estreses de P, de Al, y de P y Al combinados. Dos Santos et al. (1980) obtuvieron correlaciones significativas entre los experimentos de campo y los de invernadero en cuanto a la tolerancia a la toxicidad de aluminio. I.os coeficientes de correlación entre las variables al 64% de saturai..'Íón de aluminio fueron: peso de parte aérea x rendimiento de grano (0.72"), y peso de raíces por rendimiento de grano (0.64**). Malavolta el al. (1981) evaluaron 30 híbridos de sorgo granífero en solución nutritiva con cinco niveles de Al (0,3,6, 12 Y 24 ppm) y concluyeron que el peso seco total de las plántulas (parte aérea y rafces) después de 3 semanas de crecimiento era un estimativo mejor de la tolerancia al aluminio que el peso de la parte aérea de la plántula, el peso de la raíz, la altura de la plántula o la longitud de la raíz. La concentración de aluminio que mejor diferenciaba los genotipos fue la de 12 ppm. TE Y 101 Y tres híbridos experimentales fueron los genotipos más tolerantes. Salinas el al. (1976) evaluaron dos hibridos de sorgo granífero (TE y 101 Y RS 610) que habían mostrado diferencias en su tolerancia al aluminio en un experimento de campo con cinco tasas de aplicación de cal (O, 1,2,4, Y 8 tlha) y con dos profundidades de incorporación de cal (O a 15 cm y O a 30 cm). Las diferencias entre los tratamientos estuvieron directamente reladonadas con el nivel de saturai..'Íón de aluminio en los primeros 15 cm del suelo. El rendimiento de grano del híbrido tolerante TE y 101 estuvo menos afectado y respondió menos a la ;ncorporación profunda de cal que el RS 610. El tratamiento sin encalado, y los de 1 y 2 t/ha de cal fueron los mejores niveles para diferenciar los genotipos tolerantes y susceptibles al aluminio. I.os resultados de Schaffert et al. (1975), Pitta et al. (1979a) y Furlani y Bastos! en experimentos de campo y en solución nutritiva sugieren que la herencia de la tolerancia a la toxicidad de aluminio está controlada por un número pequeño de genes principales con efecto dominante, posiblemente un gen parcialmente dominante y un nÚmero de genes modificadores con efectos menores. L Cútnunicación personal. 1984. 293 Mejoramiento del Sorgo por Tolerancia a la Toxicidad del Aluminio Estrategia del programa para la producción de sorgo Las tres alt"rnativas básicas que se pueden usar en el Cerrado para la producción de sorgo son las siguientes: La modificación del ambiente edáfico por medio de la neutralización de la acidez del suelo y de la aplicación de nutrimentos hasta que se alcancen los requerimientos de la planta. El uso de esta alternativa tiene restricciones muy serias debido al alto costo de la cal y de los fertilizantes, así como del trasporte y de la aplicación de aquéllos. La adaptación de la planta a las características del suelo por medio de la manipulación genética, ya sea por ingeniería genética o usando métodos tradicionales de fitomejoramiento. Esta alternativa ha recibido recientemente una atención considerable por parte de varios investigadores, y hay varias publicaciones sobre una variación genética amplia en la tolerancia a la toxicidad del aluminio (Bastos, 1981; Brown y Jones, 1977: Duncan, 1981a: 1981b; Furlani, 1979; 1981: Pitta et al., 1976: 1979; Sánchez y Salinas, 1976; Schaffert et aL, 1975). Sin embargo, es dudoso que la variación genética disponible sea adecuada para modificar la planta de sorgo hasta un potencial de rendimiento apropiado para su producción en la mayoría de los suelos del Cerrado. La combinación de las alternativas uno y dos (estrategia seguida por el CNPMS), incluyendo una modificación gradual del suelo por medio de una reducción en la aplicación de cal y de fertilizantes asociada con el desar,rollo de cultivares seleccionados más tolerantes al aluminio y con mejor eficiencia en el uso de nutrimentos. Esta combinación debe proveer una mayor eficiencia en la utilización de los nutrimentos permitiendo que el sistema radical de las plantas tolerantes al aluminio absorba el agua y los nutrimentos del subsuelo, y reduciendo de esta forma el efecto de los 'veranicos' que ocurren frecuentemente. Varios autores han sugerido esta alternativa para la exploración de suelos difícíles (Brown, 1979; Epstein, 1976; Fax y Fleming, 1976; Clark y Brown, 1980; Salinas et al" 1976). En la estación del CNPMSlEMBRAPA en Sete Lagoas, MG, Brasil, el objetivo del programa de mejoramiento de sorgo para suelos altamente ácidos es desarrollar cultivares con un potencial 294 Sorgo para Suelos Acidos de rendimiento adecuado en suelos cuya saturación de aluminio esté entre el 40% y el 50%. Este rango está basado en la imposibilidad de una sustitución total de la cal en los suelos ácidos. Esta saturación dc aluminio se alcanza generalmente con 2 ó 3 tlha de cal. En este programa de mejoramiento se deben enfalizar dos puntos: a) es necesario combinar niveles adecuados de tolerancia al aluminio con buen potencial de rendimiento para obtener genotipos con un potencial de rendimiento adecuado y estable (estos tipos no se han identificado en el germoplasma de sorgo seleccionado por su tolerancia al aluminio; b) el mantenimiento de un nivel mínimo de resistencia a las principales enfermedades foliares, principalmente antracnosis y roya, que están ampliamente distribuidas (Fernandes y Schaffen, 1980) Y que tienen potencial para limitar la expansión del sorgo en esta región, Métodos de Selección de Tolerancia al Aluminio Selección en el invernadero En la literatura se han descrito varios métodos para evaluar el germoplasma de sorgo y los materiales segregan tes en mejoramiento bajo condiciones de invernadero, utilizando ya sea suelo o soluciones nutritivas (Konzak et al., 1976; Brown y Jones, 1977; Santos et al., 1980; Furlani y Clark, 1981; Malavolta et al., 1981; Furlani, 1981; Bastos y Gourley, 1982). En general, éstos involucran el uso de soluciones nutritivas que facilitan el manejo de las plantas y la evaluación de sus sistemas radiculares. Los experimentos para la selección del germoplasma llevados a cabo en el invernadero, en el CNPMSIEMBRAPA, para identificar las líneas de sorgó y las familias segregantes con diferentes grados de tolerancia al aluminio empezaron con la metodología sugerida por Oark (1975) y más recientemente COn las técnicas propuestas por Furlani y Oark (1981), Furlani (1981), y Magnavaca (1982). Las semillas se ponen a germinar en papel toalla enrollado en tubos, colocados vertiealmente en el agua, y airea, dos durante siete días, Al octavo día, se examinan las plántulas para buscar posibles daños radiculares, y se mide y registra la longitud inicial de la raíz seminal (LIRS), La solución nutritiva utilizada es la recomendada por Magnavaca (1982) excepto por una pequeña diferencia en la concentración de Al, La fuente de aluminio es KAl(SO.),.l2 H,O y la concentración del Al es 295 ... Sorgos Tolerantes al Aluminio,," de 180 ",M (4.8 ppm). El pH de la solución se ajusta inicialmente a 4.0. La composición de la solución nutritiva se presenta en el Cuadro 4. En cada recipiente se colocan 8112 litros de la solución nutritiva. Una cubierta de plexiglás se suspende en el recipiente; tiene 49 hueeos de 20 mm de diámetro para colocar las plántulas jóvenes, y dos huecos de 10 mm para la aireación y la monitoria del sistema. Las plántulas se fijan en las perforaciones con piezas de caucho esponjoso de tal forma que no se impida el desarrollo de las raíces adventicias. La solución nutritiva se mantiene con una aireación eonstante durante el período de crecimiento. que normalmente es de 10 a 12 días. Al final del período de crecimiento se retiran las plántulas y se examinan visualmente las raíces para buscar síntomas de toxicidad de aluminio. Se mide y registra entonces la longitud final de la raíz seminal (LFRS) y la longitud de las raíces adventicias para cada planta. El crecimiento radicular seminal relativo (CRSR) se calcula de la siguiente manera (Furlani, 1981): CRSR (%) = ISRL FSRL - 1 r J x 100 Selección de campo La selección de campo del germoplasma de sorgo y de los materiales segregantes en mejoramiento respecto a la tolerancia al aluminio está restringida normalmente debido a la desuniformidad de las áreas experimentales con respecto a los niveles de saturación de aluminio, de fósforo y de potasio. Con el objeto de minimizar estos problemas se utiliza el siguiente procedimiento para preparar un área más uniforme: 1. Identificación de un suelo virgen con alta saturación de aluminio. 2. Detennínación de una curva de respuesta, y aplicación de cal para obtener un nivel deseado de saturación de aluminio, entre el 40% y el 50%. 3. Aplicación a voleo e incorporación de fósforo, como superfosfato simple, y de potasio, eomo KCI. Cuadro 4. Composición de la solución nutritin empleada para el crec:imiento de la.';' plantas de sorgo, en CNPMS/EMBRAPA. en Sete Lagoas, MG, Brasil. Solución Solución de reserva Elemento Ca K Compuesto quimico Concentración (gIIt) Reserva (mJ¡1t) Ca(NO,),AH,O 270 3.0~ NH 4 NO) 33.8 K 2SO" KCI 18.6 44.0 KNO, 24.6 2.31 Cationes (mgllt) Ca ++ = J41.l NHt = 18,2 (potN) 11.+ ~ 22.5 11.+ 45.6 K'=22.0 = Aniones (mgllt) NO"= 98.6 NO,' 18.2 (por N) = Cl' $0,== (S) = 20A 18.7 NOJ~= 7.9- (por N) Mg P Fe Mg(NO,), .6H,O 142.4 1.54 KH 2 P04 17.6 0.35 Fe(NO,),.9H,O 20.3 1.54 Mg++ - 20.8 K+= L7 Fe+++= 4.3 = 3.3 (mgllr) _- (~M) .... Ca K Mg 141.1 90.1 20.8 3,527 N(NO,') 144.1 10,293 N (H,+) 18.2 1,300 l.4 45 587 25 Mn Cu 18.8 0.27 2l.05 4.3 0.5 0.04 Mo Na 0.08 0.04 0.83 ¡¡-EDTA 20.6 75 P NO" 24.0 (por N) lA H 2P0 4N03~ Elemento S B el Fe 3,410 855 596 77 9.1 063 (por N) H,EDTA Microelementos MnCI,AH,O H1BO¡ ZnSO•. 7H2O CuSO,.5H,O NazMo0 4·2H 2O FUENTE: Magnavaca, 19&2. H,EDT A ~ 20.6 J3.4 2.34 2.04 0.88 0.20 0,26 0.17 MN++ 0.5 Zn++=O.J5 Cu++=O.04 Na+= 0.04 _ Cl- = 0.65 BO,- (B) = 0.27 SO,= (S) = 0.07 SO, = (S) = 0.02 MoO,=O.08 (por Mo) 1.74 N '"'" .. Sorgos Tolerantes al Aluminio ... 297 Esta técnica no sólo mejora la unifonnidad química del área sino que también tiende a minimizar el efecto de la disponibilidad diferencial de los nutrimentos para las plantas. El nitrógeno es el único fertilizante que se aplica en bandas. Durante el período de crecimiento se evalúan las plantas y las muestras de suelo de tal forma que se pueda vigilar la concentración dcl aluminio, el estado de los nutrimentos (P, Mg, Zn), y la humedad del suelo. Las diferencias en el contenido de humedad de las plantas durante el 'veranico' indican probablemente un crecimiento radicular diferencial. También se registran características agronómicas tales como la altura de la planta, la fecha de floración, la reacción a las enfermedades, la producción de grano, y el índice de cosecha. Fuentes de Tolerancia a la Toxicidad de Aluminio La metodología descrita anteriormente ha permitido al CNPMS identificar fuentes de tolerancia al aluminio y también confirmar los resultados de otros investigadores (Cuadro 5). Bajo condiciones de campo se seleccionaron los genotipos SC 283, SC 175-14, se 418, SC 048 y se 112-14, los cuales se pueden considerar tolerantes al complejo de suelos del Cerrado. Los otros genotipos presentados en el Cuadro 5 se seleccionaron a partir de estudios de invernadero (soluciones nutritivas o experimentos en suelo). Los genotipos con un CRSR menor del 20% fueron seleccionados debido a su comportamiento en condiciones de campo. Los resultados indican que la selección hecha en soluciones nutritivas debe complementarse con una confirmación de campo que seleccione las fuentes de tolerancia al complejo de suelos del Cerrado y que identifique posibles escapes. La línea TX 623 ha mostrado consistentemente una reacción sensible en estudios tanto de campo como de invernadero. La reacción de las líneas de sorgo Wheatland y TX 236 no indica, per se, una tolerancia a la toxicidad de aluminio. Sin embargo, el híbrido de estas dos líneas ha mostrado tolerancia en varios estudios (Schaffert et al., 1975; Salinas el al., 1976; dos Santos et al., 1980). Estos resultados sugieren la existencia de genes con efectos complementarios. Las raíces de Wheatland forman un sistema fibroso masivo bajo condicíones normales, y las raíces del TX 2536 permanecen blancas y no toman la Cuadro 5. Reacción de algunas Uneas de sorgo tolerantes al aluminio en una solucWn nutritiva de 4.8 ppm de aluminio, en CNPMS/EMBRAPA~ Sete LagoMS. MG, Bruil. Identificación Origen Grupo 18 7254C (Se 566-14) 5 DX61/612 MNI204 1$ 7173 C(SC283) 15 \335 C (SC418) IS 12666 C(SC 175-14) IS3625C(SC549) Nigeria Uganda Caudatum Tanzania Tanzania Etiopía Nigcriil Uganda Uganda Surlán Tanzania Nigeria Uganda Coosplcuum B Caudaturn~Kafir R R R V20-I+l 156-P-S-Serere-l IS 12564 C(SX 048) 15 1309C(SC 322) 187542 C (Se 408) 3 DX 5711/1/910 (TX 2536> se 112-14) der IS 11612C(SC 112-14) TX2536 ZerawZera Conspicuum R Zera-ZeTa Nigricans Caudaturn-Guineense ;;t. R PR R R R Zera-Zera IS8361 (Wheatland) E.U. TX623(sensible al Al) B R R Brasil Etiopiil E.U, Crecimiento relativo de Reacción restauradora 3 raícesseminuJcs{% } R R B B 39.5 38.6 38.5 34.2 28.6 26.0 23.4 20.4 17.2 15.5 12.8 12.7 11.9 11.8 8.7 5.7 33 4.5 H "" No res.tauradora; PR ::::: restaura par<:Íalrnente (produce un macho estéril citoplásmico) la fertilidad masculina en UJ~ hibrido. PR "" re~1auTa l,lenamente (produce un macho estéril Clfoplásmico) ta tertilidad masculina en un hfbrido, FUENT'E: Borgonovi, R. A, el al. lnfonnaaón sin pubticar ~ 299 ... Sorgos Tolerantes al Aluminio", coloración café oscura típica de los genotipos susceptibles bajo condiciones de alta concentración de alwninio. El comportamiento (Cuadro 6) de los híbridos disponibles actualmente, hechos con las mejores fuentes de tolerancia a la toxicidad de aluminio, demuestra que no es posible usar estas fuentes per se en un programa de fitomejoramiento. En general, estos híbridos son tardíos, altos, susceptibles al acame, y relativamente improductivos. Cuadro 6. Comportamiento promedio de kJ5 híbridos de tres lineas hembra- y de siete Hneas maeho tolerantes al aluminio, en un Jatosol rojo oscuro de la fase Cerrado, en el CNPMSlEMBRAPA. Sete Lagoas, MG, Brasil. Padre masculino del híbrido y testigos SC048 SC418 SC112·14 3DX57illli910' V2!l-1·1·1' 156 P-5-Serere-l b 5 DX61i6i2' Híbridos testigo sensíbles al aluminio t UneaSC283 Línea SC 112-14 Díasa floración 69.3 69.3 69.0 84.6 Altura de p!anta(cm} Rendimiento de 137 1.80 137 \.81 1.94 3.19 2.98 2.67 2.66 8~.7 141 186 189 184 186 72.3 68.0 82.0 106 119 72 87.3 86.3 granó (tlha) 1.06 2.03 0.78 a. SR 007A (derivadu del Redbine), Wbeatland A y Redlan A. b. Susceptible al acame. c. EMBRAPA BR 3., Sao Paulo, Brasil. p. 553-557. Reeve, N. G. Y Summer, M. E. 1970. Effeets oC aluminum toxicity and phosphorus fueation on erop growth in Oxisols in Natal. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 34:263-267. Ritchey, K. D.;Souza,D. M. G.;Lobanta, E. yCorrca, 0.1980. Caldum leaching to increase rooting depth in a Brazilian savannah Oxisol. Agron. J. 72:40--44. Sánehez, P. A. YSalinas, J. G. 1981. Low·input technology for managíng Oxísol. and Ultisols in tropical AmelÍca. Adv. Agronomy 34:279-406. Schaffert, R. E.; McGrate, A. J.; Trevisan, W. L; Bueno, A.; Meira, J. L Y Rhykerd, C. L 1975. Genetic valÍation in Sorghum bicolor (L) Moeneh for tolerante to high lcvels of c«hang.abl. aluminum in acid soils oC Braril. En: Proceedings of a sorghum workshop. l:niversily ofPuerto Rico, Mayagüez, Puerto Rico. p. 151-160. GRUPOS DE TRABAJO Informe de la Sesión de Trabajo del Grupo 1 (Científicos) Investigadores El Grupo 1 se reunió el 30 de mayo de 1984 y discutió el orden del día suministrado. La reunión fue presidida porel Dr, Vartan Guiragossian y las notas fueron registradas por el Dr. Osear de Córdoba. A continuación se presentan las conclusiones y recomendaciones. Mejoramiento y Selección para Suelos. con Al: Metas y Estrategias Los investigadores de sorgo desean reconocer el trabajo preliminar iniciado por el Intemadonal Sorghum and Millet Program (INTSORMIL) y por el Intemadonal ero!>" Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) en la búsqueda de nuevo germoplasma que pueda cultivarse en los suelos tropicales de América del Sur que presentan problemas de alta acidez y de toxicidad por AL La coordinación de la planeación y ejecución de las diversas áreas de investigación entre los programas nacionales y las organizaciones internacionales tales como INTSORMIL, ICRISAT y el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CrAT), es una manera eficiente de resolver los problemas pertinentes, de encontrar genotipos adaptados a los suelos ácidos con alto contenido de Al, y de desarrollar la tecnologianecesaría para identificar y mejorar estos genotipos. Además de los pafses involucrados. las organizaciones internacionales también deben asumir la responsabilidad de encontrarle una solución al problema. 330 Sorgo para Suelos Acido$ Agroelimatología Debe recolectarse la información agroclimatológíca para las regiones de América del Sur con suelos ácidos de alto contenido de AL El Dr. Lynn Gourley asumió la responsabilidad de recolectar datos agroclimatológícos y edáficos para las zonas con suelos ácidos de alto contenido de Al, en colaboración con representantes de los países que asisten a este taller y con el Dc J. Nícholaides, quien sería el asesor para la colección e interpretación de los datos. El Dr. N. Seetharama debe enviarle al Dr. Gourley toda la información disponible en el ICRISAT relacionada con datos agroclimatológicos, y las metodologías empleadas. El Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (nCA) debe servir como centro para enviar la información agroclimatológica a las diversas zonas. Germoplasma Para mejorar la eficiencia en la búsqueda de germoplasma apropiado para zonas con suelos ácidos de alto contenido de Al, el movimiento de germoplasma debe hacerse por intermedio de la estación de investigación de INTSORMIL en el CIAT, Colombia, y de la de ICRISAT, en México. Para hacerlo, los países interesados deben enviarle a ICRISAT muestras de semilla (20 a 40 g) de cada genotipo, la legislación actual, y los requerimientos de cada país para la importación y exportación de muestras de semilla experimental. Las empresas privadas interesadas en obtener germoplasma de sorgo de INTSORMIL e ICRISAT deben cnmplir con las regulaciones establecidas en cada país. Deben informarle a INTSORMIL e ICRISAT sohre los resultados que obtengan. Los programas nacionales e INTSORMIL, que tengan germOplasma con tolerancia a suelos ácidos con alto contenido de Al, deben enviar a ICRISAT (México) muestras de 20 a 40 g de semiUa de cada genotipo para su multiplicación inmediata, con el fin de que estos materiales puedan ponerse a disposición de otros países interesados. Como Brasil ha realizado algunas investigaciones avanzadas sobre tolerancia del sorgo a los suelos ácidos, los científicos de ese país deben recibir del ICRISAT las colecciones de Tanzania, Tailandia, INTSORMIL y CIAT para su evaluación. El Dr. Gourley, de INTSORMIL, debe evaluar todos los materiales colectados en .1 laboratorio o en el campo. ...Trabajo del Grupo 1 (Científicos) 331 Como la colección mundial es grande y difícil de evaluar por una sola institución, INTSORMIL e ICRlSAT deben solicitarle a los programas nacionales de los países y a las compañías privadas que les ayuden a evaluar algunos de estos materiales bajo la supervisión de INTSORMIL e ICRISAT. La información obtenida por los programas nacionales y otras instituciones sobre la evaluación del germoplasma debe enviarse por intermedio de representantes de lNTSORMIL e rCRISAT para que sea distribuida a los investigadores de eada país, Fisiología Los meeanismos fisiológicos de la tolerancia o la susceptibilidad a altos niveles de Al en suelos ácidos son fundamentales, no sólo para el conocimiento de esos problemas, sino también para el desarrollo de metodologías más apropiadas, de tal manera que las pruebas de laboratorio puedan ser validadas en el eampo, De esta manera se podrán seleccionar genotipos COn mayor potencial agronómico de producción. Se recomendó que el Dr, Dale Ritchey, en colaboración con los Drs, P. Furlani y G, Pitta, se responsabilizaran de la realización de buena parte de la investigación fisiológica. Los científicos de INTSORMIL e rCRISAT deben estudiar la estructura básica de la forma como operan los mecanismos fisiológicos de resistencia a la toxícidad por Al, y colaborar con los científicos de los países interesados, Si es posible, se deben asignar estudiantes de posgrado a investigaciones colaborativas orientadas a entender esos mecanismos de resistencia. El Dr. R. Clark fue designado para recolectar y distribuir información metodológiea (posiblemente en la forma de un boletín). ya sea sugerida o simplemente disponible, a los investigadores en cada uno de los países interesados. Debe incorporarse la estandarización de la metodología, del análisis y de las expresiones numéricas. Los Drs, John NicholaidesJr., Stanley Buol y K, Dale Ritchey presentaron una propuesta de definición de suelo tóxico por Al para la evaluación de campo de las líneas de sorgo de la colección mundial o del material de mejoramiento, 1, Suelo superficial corregido hasta una profundidad máxima de 50 cm, 332 Sorgo para Suelos Acidos 2. Método analítico y grado de saturación de Al acorde con ese método. A) Método del KCl1 N: meqAI Sal. Al, % x 100 (= 60%) meq[Ca+ Mg+ K + Al] A menos que el suelo tenga una capacidad efectiva de intercambio de cationes (CIC,) muy baja, los meq de Al por 100 cm' de suelo deberlan ser 1.5, por lo menos. Bl Método del NH,OH, a pH 7: Sal. Al, % = meq[AI + H] ----'.-=---~-=--- x 100 67%) meq[Al + H] Sal. Al, % = - - - - - - - - - - x 100 meq [Ca .,. Mg + K + Al + H] 76%) meq [Ca + Mg + K + Al + H] C) Método de TEA y BaCl, a pH 8.2: (TEA trietanolamina). 3. Los siguientes elementos deben tener el nivel indicado, o uno mayor, según el método empleado: P 15 ppm método: Bray II 12 ppm método: Olsen (o modificación de Olsen) 18ppm método: Carolina del Norte (doble ácido) Ca O.50meq/loocm'suelo método: KCll N Mg O.25meq/loocm'suelo método: KCI 1 N K 0.20 meq/loo cm' suelo método: Olsen (o modificación de Olsen) 4. Los demás elementos no deben ser limitantes. Mejoramiento Cada investigador debe utilizar métodos apropiados para el fítomejoramiento, compatibles con la disponibilidad de los recursOS económicos y de la tecnología. 333 ".Trabajo del Grupo t (Científicos) Los mecanismos de berencia de la tolerancia de la planta a los suelos altos en Al son importantes para entender esa tolerancia. Se sugirió que Brasil e INTSORMIL, que ya ban iniciado estudios genéticos, los continúen. INTSORMIL debe incorporar estudiantes de posgrado de los países interesados en estudios genéticos colaborativos, quienes participarían con sus trabajos de tesis. INTSORMIL e ICRISAT deben involucrar a los programas nacionales o a otras instituciones en los estudios de los mecanismos genéticos de tolerancia o susceptibilidad a los suelos ácidos con alto contenido de Al. Cada país debe hacer sus propios ensayos durante 1984 y enviar los datos al Sr. Renato Borgonovi en Brasil, quien los colectará, analizará y distribuirá. Partiendo de estos resultados, desde 1985 se podrán planear pruebas uniformes en diferentes sitios críticos de cada país (Cuadro 1). Curulro l. Sltiosdeinterés de los programas nadonaJes para ensayos uniformes. País Localidad Colombia La Libertad, Danos Orientales Carimagua, Llanos Orientales Venezuela El Sombrero, Llanos Centrales El Tigre, Danos Orientales Perú Yurimaguas, Amazoní3 Puerto Maldonado, Amazonia Brasil Instituto Agronómico de Campinas (lAC), Mocoa. Sáo Pau10 Empresa Brasilcira de Pesquisa AgropeC\lária(EMBRAPA), Sete Lagoas. Minas Gerais EMBRAPAlAGROCERES.CapinopoUs, Minas Gerais Los aspectos agronómicos y económicos son muy Importantes y deben considerarse una vez se baya entregado la información básica. Capacitación e Información sobre Servicios Los profesionales de países interesados pueden solicitar los siguientes tipos de capacitación de INTSORMIL e ICRISAT: Sorgo para Suelm Acidos. l. ICRISAT ofrece dos cursos de capacitación: un curso de una semana en México cada año sobre diferentes aspectos del manejo, de la producción biológica, y del cultivo del sorgo; y un curso de capacitación de cinco a seis meses en la sede principal de India o en México. 2. INTSORMIL ofrece oportunidades de hacer investigación básica para optar títulos de M.S. o Ph.D. en los Estados Unidos, sobre problemas asociados con la producción de sorgo en suelos tropicales de América del Sur que tengan alto contenido de Al. Algunas veces la investigación se adelanta en el país de ongen. Deben considerarse también períodos cortos de capacitación con científicos o laboratorios específicos; este adiestramiento se ofrece con frecuencia. Las recomendaciones relacionadas con la información sobre servicios son las siguientes: l. Las personas que estén buscando información sobre diferentes aspectos del sorgo deben ponerse en contacto con el Sorghum and Millets Information Centre (SMIC) en ICRISAT. 2. Es importante que la actual información respecto a la tolerancia al Al, acumulada en cada país, sea enviada al Dr. Lynn Gourley, quien recolectará esa información y la distribuirá a las personas interesadas. Los coordinadores nacionales deben reunirse, por lo menos, una vez al año para informarse unos a otros sobre las actividades recientes desarrolladas en sus países, y para planear acciones hacia el futuro. Otras Recomendaciones L El representante oficial de cada país debe solicitarle a las autoridades de INTSORMIL e ICRISAT que amplíen a América del Sur sus actividades sobre problemas de suelos ácidos. 2. El grupo de investigadores de sorgo de América tropical que trabaja en problemas de suelos ácidos con alto contenido de Al debe recibir un nombre, por ejemplo, ISAT (Investigadores de Sorgo de América Tropical). 3. El grupo debe considerar seriamente la preparación de una propuesta regional que scría presentada ante las organizaciones financieras internacionales, de tal manera que se pueda ". Trabajo del Grupo) (Científicos) 33S asegurar la continuidad de las investigaciones en caso de que INTSORMIL o ICRISAT suspendan su participación. Los investigadores de sorgo de América tropical agradecen a INTSORMIL, ICRISAT y CIAT por haber costeado y organizado los elementos físicos de esta reunión. Informe de la Sesión de Trabajo del Grupo 2 (Administradores) Administradores El Grupo 2 se reunió el 30 de mayo de 1984 y discutió el orden del día suministrado. Desde el comienzo se acordó que las prioridades científicas serían fijadas por los científicos y que los administradores se concentrarían en los aspectos organizativos y estructurales. La reunión fue presidida por el Dr. Fernando Arboleda y las notas fueron registradas por el Dr. R. R. Foil. A continuación se presentan las conclusiones y recomendaciones. Recomendaciones Ambiente agroclimatológico El International Sorghum and Millet Program (INTSORMIL), con la ayuda del Tropical SoUs Program of North Carolina State University (TROPSOILS), debe buscar la colaboración de los programas nacionales y del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) en el desarrollo de criterios y protocolos estandarizados para ensayos cooperativos uniformes en las localidades de prueba del trópico; las que potencialmente sirven para ese propósito se registran en e I Cuadro 1. Gennoplasma El International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) debe dirigir el diseño y la coordinación de un mecanismo para la recolección, el movimiento y la catalogación de germoplasma de América del Sur, y la formación de una red de programas de mejoramiento genético. Este plan debe incluir el establecimiento de una colección de trabajo en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y en el Centro Intenlacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYf) para que sea coordinada por el Dr. V. Guiragossian. 338 Sorgo para Suelos Acidos C..dro l. Silios ~ en el troplw para el el_lo do eriterIoo Y_ tooo1os estandarizados de ensayos colaborativos uniformes. País Localidad Colombia La Libertad, Uanos Orientales Carimagua, Llanos Orientales Venezuela El Sombrero, Llanos Centrales El Tigre, Uanos Orientales Perú San Ramón, Amazonia Puerto Maldonado. Amazonia Brasíl Instituto Agronómico de Campinas (fAC),Mocoa, Silo Paulo Empresa Brastleira de Pesquisa Agropecuári.(EMBRAPA), Sete Lagoas. Minas Geraís EMBRAPA, Triangulo Mineiro, Minas Gerais Fisiología, mejoramiento, agroeconomía y sistemas agricolas Los programas nacionales presentes acordaron organizar y coordinar actividades. Los datos provenientes de ensayos uniformes serían intercambiados y presentados en un formato estándar. La secretaría para comunicaciones y coordinación sería rotatoría. comenzando con Brasil en 1984-1985. INTSORMIL y otras agencias internacionales de investigación deben contribuir con la investigación detallada o fundamental que se requiera, y hacerle seguimiento. Capacitación ICRISAT da la bienvenida a profesionales de Améríca del Sur que vengan a sus programas de capacitación en sorgo (se requiere conocimiento del idioma inglés). INTSORMILdebe continuar e incrementar el componente de capacitación para grado académico de su programa. Se requieren reuniones de trabajo conjuntas o separadas de ICRISAT e INTSORMIL, en el CrAT o en el CIMMYT y en otros sitios de América del Sur. El grupo acordó explorar las posibilidades que hay para la actividad 00laborativa de capacitación en servicio mediante intercambios de personal. Sería apropiado hacer cada tres años un simposio sobre 'Sorgo en América del Sur'. ".Trabajo del Grupo 2 (Administradores) 339 Difusión de información El ICRISAT revisará la organización de los programas nacionales para asegurarse de que los investigadores de América del Sur y de INTSORMIL estén en los listados de correo. Otras sugerencias Es muy deseable la colaboración del I1CA en la organización y planeación de los programas regionales. Participación Estuvieron presentes los siguientes delegados: Dr. Fernando Arboleda, Coordinador nacional, Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), Colombia; Presidente de la sesión. Dr. Héctor Mena, Coordinador nacional, Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias (FONAIAP), Venezuela. Dr. Antonio Pinchinat, Líder del proyecto y fitomejorador, IICA, Lima, Perú. Dr. Luis Narro León, Líder del programa nacional, Instituto Nacional de Investigaciones y Promoción Agraria (INIPA), Cajamarea, Perú. Dr. Cándido Bastos, Director de especies industriales, Instituto Agronómico de Campinas (IAC), BrasiL Dr. Renato Borgonovi, Coordinador del Programa Nacional de Investigación de Sorgo, EMBRAP AJCentro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo (CNPMS), Sctc Lagoas, BrasiL Osear Jurado, Programa de Investigación de ProaeoL IIugo Montealegre, Programa de Sorgo de Colsemillas. Rodoey Foil, Miembro del Comité Conjunto sobre Investigación y Desarrollo Agrícola (JCARD) de la Junta de Desarrollo Internacional de la Alimentación y la Agricultura (BIFAD), y Director de la Estación Experimental Agrícola y Forestal de Mississippi, E.U. Carmen Laserna, Semillas El Zorro, Ibagué, Colombia. John Peacock, Fisiólogo principal, 1CRISAT, Hyderabad, India. Participantes Brasil Cándido Ricardo Bastos Director, División de Especies Industriales Instituto Agronómico de Campinas Av. Barao de Itapura 1481 Caixa Postal 28 13.100 Campinas, Sáo Paulo Tel: 31-5422 Renato A. BOlgonov; Coordinador, Programa Nacional de Sorgo CNPMSlEMBRAPA Caixa Postal 151 35.700 Sete Lagoas, Minas Gerais ,Tel: (031)921-5644 Télex: 2099 Pedro Roberto Furlani Instituto Agronómico de Campinas Av. Barao de Itapura 1481 Caíxa Postal 28 13.100 Campinas, Sao Paulo Tel: 31-5422 - R. 182 Gilson V,E. Pitta Investigador III CNPMSIEMBRAPA Caixa Postal 151 35.700 Sete Lagoas, Minas Geraís Tel: (031) 921-5644 Télex: 2099 342 Sorgo para Suelos Acidos Paulo Motta Ribas Mejoramiento y Producción de Sorgo Sementes Agroceres SIA Km 25 Rod. MGT - 154 Caixa Postal 81 38.360 Capinopolís. Minas Gemis Tel: (034)263-1086 Kenneth Dale Ritchey Consultor sobre Fertilidad de Suelos CPAC-EMBRAPA Caixa Postal 70-0023 73.300 Planaltina, DF Tel: (61)272-0538 Colombia Fernando Arboleda Rivera Coordinador del Programa Nacional de Maíz y Sorgo Instituto Colombiano Agropecuario (!CA) Apartado Aéreo 233 Palmira, Valle Te!: 33949 Jaime Barbosa Gerente General Semillas Valle Apartado Aéreo 3603 Cali, Valle Tel:661904 Télex: 51137 Carlos Julio Carvajal Investigador, Maíz y Sorgo ICA Ocobos, Bloque 15, Apto. 302 ¡bagué, Tolima Tel: 650923 Héctor Gustavo Duque V. Asistente de Investigación PROACOL Uda. Apartado Aéreo 403 Palmira, Valle Tel: 51546 343 Participantes Mario Giraldo Zuluaga Administrador de la Planta de Semillas Caja Agraria·CRESEMILLAS Apartado Aéreo 24Q PalmiTa. Valle Te!: 23677/22360 Gilberto Gómez Barros Maíz y Sorgo ICA Apartado Aéreo 21 Codazzi, Cesar Tel: 30165 Miguel G. González V. División Técnica Semillas Valle Apartado Aéreo 3603 Cali, Valle Tel: 661986 Télex: 51137 Reinhart H. Howeler Programa de Yuca, CIAT do Field Crops Research Institute Department of Agriculture Bangkhen, Bangkok 10900 Tailandia Tel: 579-7551 Télex: 84478 INTERAG TH Osear Jurado Z. Asistente de Investigación PROACOL Ltda. Apartado Aéreo 4Q3 Palmira, Valle Tel: 51546 Douglas R. Laing Director General Adjunto CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT CO 344 SOfgo para Suelos Acidos Carmen Lasema Vicegerente Semillas El Zorro Calle 12 No. 1-17 Ibagué, Tolima Tel: 632046 Luis Alfredo León Proyecto Fósforo, IFDC CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT ca César Martínez Programa de Arroz CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIA T ca Lawrence L. Mintz Junta Directiva FENALCE Apartado Aéreo 7889 Cali, Valle Tel: 631175 Hugo Montealegre Cuéllar Semillas La Pradera Avenida 15 No. 123-01 Bogotá,D.E. Tel: 2144747 Octavio MosqueTa Laboratorio de Análisis de Suelos CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT CO 34S P~rticipantes Fernando Munévar Director del Programa de Suelos ICA Apartado Aéreo 151123 Bogotá,D.E. Tel: 2673013 Jorge Ortega Programa de Frijol ClAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT CO Eríc J. Owen Director Regional de Investigación ICA Apartado Aéreo 2011 Villavícencio, Meta Tel: 24701 César Ruiz Gómez Agrónomo Maíz y Sorgo ICA La Libertad VilIavicencío. Meta Tel: 24701 José G. Salinas Programa de Pastos Tropicales CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT CO Luis Fernando Sánchez Programa de Suelos ICA CRI La Libertad Apartado Aéreo 2011 Villavícencio, Meta Tel: 24701 Sorgo para Suelos Acidoo Carlos Seré Programa de Pastos Tropicales CIAT Apartado Aéreo 6713 Cali, Valle Tel: 675050 Télex: 05769 CIAT CO Manuel Torregroza Castro Dírector de la División Agronómica ICA Apartado Aéreo 151123 Bogotá, D.E. Tel: 2814942 José E. Vargas Sánchez Agrónomo Investigador, Sorgo y Maíz ICA Apartado Aéreo 233 Palmira, Valle Tel: 28162128166 Estados Unidos Stanley W. Buol Profesor de Suelos Norlh Carolina Slate University Raleigh. NC 27650 Tel: (919)737-2388 T élex: 579369 Ralph B. Clark Fisiólogo Vegetal, Profesor USDA-ARS Department of Agronomy 279 Planl Sciences University of Nebraska Líneoln, NE 68583 Tel: (402)489-4954 Télex: 438087 Rodney Foil Director MAFES Mississíppi State Universíty P.O. Drawer ES Míssissippi State, MS 39762 Tel: (601)325-3005 347 Panidpantes Lynn M. Gourley (Antes: Líder del Proyecto Sorgo, CIAT) Actual: Dept. of Agronomy Box 5248 Mississippi State University Mississippi State, MS 39762 Tel: (601)325-2311 John J. Nícholaides. m Associate Dean and Director ¡ntemational Agriculture 114 Mumford Hall University of Illinoi, Urbana, IL 61801 Te!: (217)333-6420 S. Ann Rogers Asistente de Investigación, Graduada Mississippi State University Box 5248 Mississippi State, MS 39762 Te!: (601)325-2311 India John Míchael Peacock Fisiólogo de Cultivos, Jefe Sorghum Improvement Program ICRISAT Palanchcru Po. Andhra Pradesh 502324 Hyderabad Te!: 224016 Télex: 0152-203 Naador Seetharama Fisiólogo Vegetal ICRISAT Patencheru Po. Andhra Pradesh 502324 Hyderabad Tel: 224016 Télex: 0152-203 348 México Sorgo para Suelos Acidos Vartan Guíragossian Fitomejorador ICRISATICIMMYT Lisboa 27, Col. Juárez Apdo. Postal 6-641 México, D.F. 06600 Tel: (52)595-42100 Télex: 1772023 CIMTME Evangelina Villegas Jefe, Servicio de Laboratorios CIMMYT Lisboa 27, Col. J uárez Apdo. Postal 6-641 México, D.F. 06600 Tel: (52)595-42100 Télex: 1772023 CIMTME Perú Osear Agreda Turciate Director Ejecutivo Instituto de Investigaciones de la Amazonia Peruana Jr. Nauta 289 Iquitos TeI: 235-527/234-292 Luis Alberto Narro León Líder, Programa Nacional de Maíz ¡NIPA Guzmán Blanco 309 Lima Tel: 320510 Antonio M. Pinchinat Genetis!a I1CA Lima Tel: 222833 349 Participantes Venezuela Osear R. de Córdoba Supervisor Regional de Investigación Cargill Ine., Seed Division Centro Andrés Bello, Of. 102 Avenida Las Delicias Apartado 2332 Maraeay 2101 Tel: 043-417121/043-414545 Télex: 48148 Héctor A. Mena T. Jefe, Instituto de Investigación Agronómica Coordinador de Sorgo FONAIAP-CENIAP Via el Limón, Apdo. 4653 Maracay, Aragua Tel: 22475/22485 Indice Almacenamien, 133, 322 Aluminio, 68, 81 cultivares sensibletlt a. S8, 179. 205,273,289 fosfatos de, 67, 68, 71 indice de tolerancia a, 184, 187. 192,210,300,323 intercambiable, 81, 124, 133, 136, 142, 146 niveles de saturación de, 63, 75, 80,81,83,86,109-117, 134, 165,174-175,193,212,295, 331 tolerancia genética a, 37, 44, 109,110,118,128,147,184, 192,293,313,317 toxicidad de, 95, 109, 110, 114, 136 Area sembrada, 38,141,154,162, 175 Calcio (Ca), 41, 71, 82, 131, 138, 318 deficiencia de, 95, 123, 125,138, 263 fosfatos de, 65, 67, 75 intercambiable, 123, 126, 129, 139 Cerrado brasileño, 104, 197, 285, 287,293,309,313 CIAT, 14,42,63,12,74,158,184, 187,197,202,205,273,310, 329,335 Cosecha, 38, 165, 167, 172, 175, 247,291,322 Cultivares, 31, 111,142,293,301, 313 CUltivo,20 domesticación, 19 sistemas, 240 Demanda de grano, 38, 153, 155 EDXRF (dispersión energética por rayos X... ), 254-262 Elementos minerales análisis (ver EDXRF) toxicidad per, 43, 82, 207, 209, 210, 211, 219, 263, 278 EMBRAPA, 124, 133, 313, 322 Establecimiento- de cultivos, 25, 27,41,61,87,165,170 Estrés abiótico, 25, 27, 31 Estrés biótico, 25, 29, 31 por enfermedades, 29, 55, 201, 205 por insectos, 30, 201, 205 per malezas, 29, 55, 168 Fosfatos adsorción, 68 distribucí6n t 65 fijación, 68 reacción, 68, 71 retención, 68, 16 solubilidad, 65, 67, 72, 76 trasformación, 67, 71, 72 Fósforo (P), 55, 63, 66, 74, 103 absorción, 74, 86,128,191,208, 211,242 deficiencia, 41, 83, 95, 191, 207, 239,250,257 disponibilidad, 72, 84. 106, 208, 317 distribución, 65, 67 fertilización, 58, 63, 65, 67, 73, 75, 84, lOO, 102, 106, 130, 208.255 fijación. 57, 63, 68, 70, 75, 84, 309 352 Sorgo para Suelos Acidos formas. 63. 64. 66 inerte l 66 inorgánico, 65, 66 meteorización química. 66, 75 nivel de estrés de. 213. 219. 239. 255.292 orgánico, 65, 75 retención de. 57. 59. 66 usado por la planta. 72. 85. 251 inoculando. con micorriz.as. 75.76.86.87.106.191.253. 254.317 Genotipos. 37. 136. 257. 270. 276. 277,292.297,314,316.323 adaptación, 41. 244, 246, 315 caracterlsticas agronómicas, 43, 291. 297 Germoplasma, 24, 101, 164, 174, 193,201,229,291,300 colección de, 27, 180, 224, 232, 235,303,313 intereambio de, 21, 303 métodos de selección de, 24-26, 182,190.215.231,247,250, 295,324 Híbridos, 21. 31, 33, 38. 131, 145, 250, 290, 299, 320 ICRISAT, 14-15, 17, 19, 30, 34, 226.233.324.329,333.334 programas de investigación en sorgo, 24, 29, 239 programas de mejoramiento de, 21.23,25.33.34,236,320 Incidencia de plagas y enfermedades. 36. 157, 184, 185, 191.233.279.305 INTSORMIL, 5, 11, 13, 14, 43, 313.323,329.333 capacitacíón, 12,333 investigación en sorgo. ll~ 13, 15, 43, 270, 320 Investigación. 23. 41, 42. 175,273. 279,290,304 programas de. 33. 205 Materia orgánica (ver Suelos) Material genético (ver Germoplasma) Mejoramiento genético, 31, 293, 332 de líneas. 31.133,139.185,202, 302 programas de, 31, 34. 109, 116, 153.201,203.250.269,299. 320,337 Nitrógeno, 297, 309 deficiencia de. 95.219,239 eficiencia. 247, 250 fijación de, 103 residual, 105 Oxisole" 52, 65. 93. 142.311 capacidad de intercambio catiónico (CIC), 53 fertilizantes en, 55, 56, 97. 102 fijación del fósforo en. 58, 64, 65 Iimitantes edáficas de. 80, 83, 95, 100 niveles de Al. 63. 175 P inorgánico en, 67 pH de. 53, 201 propiedades de. 51, 53 retención de agua en. 95. 201. 318 pH del suelo, 58, 82, 86, 124, 146, 160.202,207,265.282 en solución de suelo. 80, 181 Periodo vegetativo. 37. 38 Producción, 12. 14.20,22.29.37, 142,156,163,170,263,288 RaJces crecimiento. 123, 125, 138. 182. 184.203,209.290.295.318 longitud. 134. 135. 199,292,294, 300 longitod relativa (LRR). 185. 186. 193 Recolección (ver Cosecha)