Laboratorio de Fisiología y Asistencia al Mejoramiento Vegetal

Ing. María Lucrecia Puig

Dra. Ayelén Gazquez

Dr. Cesar Bordenave

Dra. Mariana Checovich

Dr. Juan Manuel Vilas

Lic. Monica Rachoski

Lic. Nahuel Bonfiglio

Lic. Juan Eizaguirre

Diversos factores limitantes, intrínsecos de las distintas áreas arroceras de Argentina, explican el estancamiento del rendimiento del cultivo de arroz (Oryza sativa L.), que se mantiene en un rango de 6500 a 7000 Kg/ha desde hace dos décadas. En particular, las áreas arroceras templadas presentan suelos adecuados y una gran disponibilidad de agua y luz solar diaria alta que permiten un techo de rendimiento cercano a los 12000 Kg/ha.
Sin embargo, las temperaturas moderadamente bajas características del clima de estas áreas, presentes durante gran parte del ciclo del arroz, constituyen uno de los factores adversos más relevantes que impiden alcanzar dicho techo. En este sentido, dado que el arroz es una especie de origen tropical, presenta un rango óptimo de desarrollo entre los 25 y 30 °C. Pero el rango térmico crítico comúnmente presente en dichas áreas, en el cual los síntomas de estrés por temperaturas subóptimas (ETS) se hacen evidentes, abarca temperaturas aproximadas a los 20 °C hasta valores cercanos a los 10ºC, que representa la temperatura de crecimiento base del arroz. En relación con esto, los genotipos de arroz mayormente comercializados en las últimas dos décadas a nivel local y regional, presentan un trasfondo genético de origen tropical, lo que los hace particularmente sensibles al ETS, como es el caso de los genotipos Cambá, Puitá y Gurí.

Por lo tanto, el desarrollo de genotipos con tolerancia a ETS se presenta como una estrategia para elevar el potencial de rendimiento de los genotipos de arroz. En línea con esto, a pesar de que O. sativa incluye un gran número de genotipos sensibles al ETS, también está conformada por diversas subpoblaciones con alta variabilidad genética.
Dicha diversidad en términos de tolerancia a ETS, también ha sido confirmada por integrantes de este proyecto. En suma, todos estos factores indican que la selección de genotipos que combinen alta tolerancia al ETS con alto rendimiento es una posibilidad factible.

El LabFAMV del INTECH, lugar donde se llevará a cabo el presente proyecto, ha estado enfocado durante más de una década en obtener financiamiento con el fin de proporcionar soluciones prácticas a la problemática del rendimiento del cultivo de arroz en áreas templadas. Diferentes subsidios han dado origen a recursos económicosdirectamente enfocados en dicha problemática. Dicho apoyo económico ha sido utilizado y sigue siendo empleado actualmente para la formación de recursos humanos y el desarrollo de infraestructura, con el objetivo de generar información sólida y relevante sobre la tolerancia del arroz al ETS, publicada en diversas revistas de alto impacto. Parte de esta información ha sido y continúa siendo utilizada de diversas maneras, sirviendo como base científica para distintas estrategias orientadas al desarrollo de herramientas y metodologías complementarias escalables que optimicen la eficiencia del proceso de selección tradicional de genotipos tolerantes al ETS.

El objetivo general de este proyecto es generar información que pueda ser usada por los programas de mejoramiento para incrementar el potencial de rendimiento de arroces de alta proteína. El estudio de las respuestas fisiológicas en las distintas etapas del cultivo de arroz a temperaturas subóptimas, aportará información y herramientas para el aumento de la productividad. Esto último, sumado a la caracterización del ideotipo y los componentes de rendimiento, constituyen la base para desarrollar germoplasma de mejor aptitud agronómica y calidad de grano para la zona arrocera argentina.

En este contexto se estudiara la respuesta de los arroces de alta proteína a las temperaturas subóptimas en estadios vegetativos y reproductivos, así como la interacción de la temperatura durante el llenado de grano sobre el contenido de proteína y sus fracciones. En Argentina, gran parte de la zona arrocera se encuentra sometida a temperaturas subóptimas de crecimiento durante el periodo vegetativo que comprende la implantación y el macollaje. Esta restricción térmica obliga a retrasar la fecha de siembra e impide el máximo aprovechamiento de la radiación solar, con lo que se impide alcanzar el máximo potencial de rendimiento. Por otro lado el arroz cultivado en Argentina (Oryza sativa L.)  posee entre un 7 a 8 % de proteína en base pulido y a nivel mundial los niveles de proteína oscilan en estos mismos valores. A pesar de estos niveles, el arroz aporta el 60% de la ingesta proteica en los países asiáticos y además su calidad y solubilidad es superior comparada a otros cereales. No obstante, los niveles de proteína no son considerados en los estándares de comercialización y además, no existe una oferta amplia de cultivares con caracteres de alta proteína. Por otro lado, el comercio mundial de arroz se está incrementando, mientras los rendimientos y el área sembrada se encuentran estancados.

Mientras tanto, nuestro país exporta alrededor del 75% de su producción de arroz de alta calidad, ya que el consumo interno es de solo 6 Kg. per capita. Por otro lado, el Programa Arroz de la UNLP registro en 2004 el primer y único cultivar argentino de alta proteína denominado Nutriar. Este cultivar fue declarado de interés parlamentario por el Honorable Cámara de Diputados de la Nación (727-D-2005). El mismo fue seleccionado en un área de temperaturas subóptimas. Sin embargo, a pesar de que el mismo posee niveles aceptables de rendimiento, nunca fue evaluado en cuanto tolerancia a temperaturas subóptimas, ni se han estudiado el tipo de planta y el comportamiento de sus progenies. Debido a esto, nuestro país tiene el potencial de contar con exportaciones diferenciales de arroz de mejores características nutritivas que diversificaría la oferta existente y contribuiría a mejorar el ingreso de divisas así como disminuir el riesgo comercial. El desarrollo de estudios que aborden de manera integral el conocimiento sobre la respuesta de este cultivar al estrés por bajas temperaturas, así como el estudio de su ideotipo y la herencia de sus caracteres permitirá generar el conocimiento para el desarrollo de nuevos cultivares con altos niveles de proteína y mejores características agronómicas.

6,5 Tn/ha es el rendimiento actual del arroz en Argentina, un valor todavía distante del rendimiento potencial que se estima por encima de 12 Tn/ha y hasta un máximo de 14-15 Tn/ha según estimaciones para la zona arrocera entrerriana. Dicha diferencia entre el rendimiento actual y el potencial, está asociada a la influencia negativa de diferentes factores de vulnerabilidad para el arroz, y uno de los más importantes, con influencia directa sobre el rendimiento, está representado por las deficiencias térmicas o temperaturas moderadamente bajas desde la fase vegetativa temprana hasta la tardía. Dado que las bajas temperaturas coincide con la fase vegetativa temprana, y también avanzada, su mayor efecto es la disminución del desarrollo y la supervivencia de las plantas en el estadio plántula. Dichas deficiencias térmicas son una característica normal de una porción importante de la superficie arrocera total, particularmente, en la zona centro-sur de la Pcia. de Entre Ríos donde se concentra el 45% de la superficie sembrada. A pesar de lo dicho, las áreas en cuestión presentan recursos suelo-agua-luz suficientes para obtener rendimientos mayores a los actuales. Por lo tanto, el cultivo de plantas de arroz con tolerancia a las bajas temperaturas permitiría superar dicha limitante de la expansión de la superficie arrocera, una necesidad planteada para el cultivo a nivel global dado la disminución actual de las áreas arroceras en Asia y el incremento de las importaciones de China. A pesar de lo expuesto arriba, el mercado actual e incluso el regional, ofrece cultivares con buenos rindes pero sensibles a TS, lo que obliga al atraso de las fechas de siembra que consecuente, posiciona la fase reproductiva en período con menores recursos lumínicos y térmicos.

Teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente, la mejora del arroz a través de la introducción de cultivares con alta tolerancia a las bajas temperaturas tendría un doble propósito. Por un lado, proporcionaría una mejora de la supervivencia y el desarrollo de las plantas durante la fase reproductiva. Por otro lado, posibilitaría el adelanto de la fecha de siembra para reubicar la fase reproductiva en períodos de máximos recursos lo que impactaría de manera positiva en el rendimiento.

Es entonces que, el mejoramiento del arroz a través de la introducción de cultivares mejorados representa el objetivo general del presente proyecto, sobre el cual ya se ha avanzado en éste sentido a través de la generación de un Sistema de Selección Dual para alta tolerancia y rendimiento, a través de la aplicación de herramientas provenientes del conocimiento de las respuestas de las plantas de arroz cultivadas bajo condiciones de estrés por frío.

El Zinc  (Zn) es un elemento esencial para el crecimiento y el desarrollo de las plantas. En Argentina, este elemento ha disminuido su dotación a través de los años, principalmente por la intensificación agrícola y el bajo uso de fertilizantes, lo que llevo a situaciones de deficiencias de este nutriente en diversos cultivos como por ejemplo el arroz. Además, los suelos con pH altos y presencia de carbonatos, unido al alto índice de cosecha del Zn con poca o nula reposición, agudizaron la problemática de deficiencia de este nutriente. Por otro lado, en la zona arrocera centro sur, además de la escasez de este elemento, el cultivo se ve afectado por aguas de riego de baja calidad y por episodios de bajas temperaturas en los estadios iniciales. La deficiencia de Zn es mitigada actualmente con fertilizaciones realizadas vehiculizando el nutriente en aplicaciones a las semillas, lo que limita las cantidades aportadas y la corrección de las deficiencias. Por lo tanto, en este proyecto se propone aislar e identificar bacterias solubilizadoras de Zn que promuevan el crecimiento del arroz y mitiguen los efectos adversos de los estreses abióticos por salinidad y bajas temperaturas.

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