Manual para la identificación varietal de caña de azúcar. Fernando Carlos Gómez-Merino y Héctor Emmanuel Sentíes-Herrera

Transcripción

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2 Manual para la identificación varietal de caña de azúcar Fernando Carlos Gómez-Merino y Héctor Emmanuel Sentíes-Herrera

3 El Colegio de Postgraduados es un organismo público descentralizado del Gobierno Federal con personalidad jurídica y patrimonio propio, sectorizado en la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), cuyas actividades sustantivas son educación, investigación y vinculación encaminadas a la producción de alimentos nutritivos e inocuos, el manejo sustentable de los recursos naturales y al mejoramiento de la calidad de vida de la sociedad. Colegio de Postgraduados Manual para la identificación varietal de caña de azúcar Fernando Carlos Gómez-Merino y Héctor Emmanuel Sentíes-Herrera Para la presente edición Colegio de Postgraduados Carretera México-Texcoco km 36.5 Montecillo, Texcoco, Estado de México Miembro número 306 Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana (CANIEM) Diseño, edición y fotografía Fernando Carlos Gómez-Merino Héctor Emmanuel Sentíes-Herrera Impreso en México Papel: Couché mate de 150 g Impresión: 4x4 tintas Medidas: 17x23 cm Páginas: 40 ISBN Todos los derechos reservados Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra sin la debida autorización del Colegio de Postgraduados. Edición 500 ejemplares MÉXICO 2015

4 Contenido Introducción 5 Caracterización varietal 7 Caracteres morfológicos útiles en la identificación varietal de la caña de azúcar 8 1. Tallo Tallo Longitud Hábito de crecimiento Entrenudo Disposición o zigzagueo del entrenudo Forma Longitud Diámetro Color Cera Canal de la yema Fisuras acorchadas o estrías de corcho Grietas Nudo Anillo de crecimiento Banda de raíces Posición de la yema en el nudo Yema Forma y presencia o ausencia de alas Color Pubescencia y posición en la yema Tamaño y tipo de yema Hoja Lámina Longitud Anchura Conformación Color Vaina Cera Color 24

5 Pubescencia Aurícula Lígula Collar: forma y color Copa Conformación Tamaño 27 Descripción de las tres principales variedades de caña de azúcar cultivadas en México 29 Mex Mex CP Agradecimientos 36 Literatura citada 37

6 Introducción La caña de azúcar (Saccharum spp.) se ha constituido como un cultivo de gran importancia en la provisión de alimentos y como insumos para la industria del azúcar y la cogeneración de bioenergías. Su importancia económica radica en tres atributos: a) es una especie altamente productiva; b) es muy eficiente en el uso de insumos y recursos (suelo y agua); y c) puede ser procesada de manera local y generar productos con valor agregado como azúcar, melazas, etanol y energía, todos ellos fáciles de almacenar y transportar (Gómez-Merino et al., 2014a). De manera conjunta, todos estos atributos contribuyen a que la caña de azúcar sea un producto comercial de primera importancia en los más de 130 países y territorios donde se cultiva, cubriendo así un área cercana a 25 millones de hectáreas, lo que representa alrededor del 1.7% de la superficie total sembrada en el mundo. En esta área se producen más de 1,832 millones de toneladas caña de azúcar como materia prima, lo que le convierte en el cultivo con la tasa más alta de producción global (Gómez-Merino et al., 2014b) (Cuadro 1). Cuadro 1. Niveles de producción, superficie cultivada, rendimiento y fracción de la superficie cultivada a nivel mundial dedicada a los seis principales cultivos alimenticios (FAOSTAT, 2014). Cultivo Producción (t) Superficie sembrada (ha) Rendimiento promedio (t ha -1 ) Fracción de tierra cultivada que ocupa (%) Caña de azúcar Maíz Arroz Trigo Papa Remolacha azucarera 1,832,541, ,066, ,738, ,875, ,808, ,865,481 26,088, ,379, ,199, ,489,485 19,202,082 4,900, Estos datos de producción evidencian que la caña de azúcar es un cultivo altamente productivo, y permite postular la posibilidad de incrementar rendimientos a través de estudios de mayor profundidad sobre su fisiología, manejo agronómico y mejoramiento genético. De hecho, Dal-Bianco et al. (2012) predicen rendimientos potenciales de 470 t ha -1, en tanto que Yadav et al. (2010) pronostican que este cultivo puede alcanzar las 805 t ha -1 en materia verde. Este enorme potencial de rendimiento hace de la caña de azúcar un cultivo multipropósito (alimento, forraje, bioetanol, sucroquímica, etc.) de relevancia mayúscula para su aprovecha- Manual para la identificación varietal de caña de azúcar 5

7 miento, incluyendo su potencial uso como biofábrica para la síntesis de nuevos compuestos (Gómez-Merino et al., 2014a). En México, el sistema de producción de la caña de azúcar genera más de 2 millones de empleos, tanto en forma directa como indirecta, y se desarrolla en 15 entidades federativas y 227 municipios (Enríquez-Poy, 2013; Hernández-Cázares, 2014). La zafra se realizó en 52 ingenios, en una superficie cosechada de 790,794 hectáreas, con una molienda de 54,327,765 toneladas de caña, y una producción de 6,020,480 de toneladas de azúcar (CONADESUCA, 2014), equivalente a un valor cercano a los 34 mil millones de pesos, aportando 11.6% del PIB del sector primario y 2.5% del PIB manufacturero (Sentíes-Herrera et al., 2014). Una de las premisas para lograr altos rendimientos de caña y azúcar producida es la generación de nuevas variedades, que muestren resistencia a plagas y enfermedades y tolerancia a factores ambientales adversos como las sequías y la deficiencia de nutrientes, entre otros. Un excelente programa de mejoramiento es necesario para asegurar que tanto el rendimiento en campo como en fábrica se logren satisfactoriamente. En términos sencillos, el mejoramiento genético de la caña de azúcar se refiere al desarrollo de nuevas variedades con características superiores en cuanto a rendimiento, costos de producción, ciclos de producción, adaptabilidad a nuevas condiciones de suelo y clima, contenido de sacarosa, sanidad, y usos alternativos (Gómez-Merino et al., 2014c; Sentíes-Herrera y Gómez-Merino, 2014). En consecuencia, las características deseables que se busca desarrollar en las nuevas variedades generadas incluyen: alta producción de caña y de sacarosa por unidad de superficie, conservando el nivel de producción por lo menos hasta el quinto corte; resistencia y tolerancia al ataque de plagas y enfermedades de importancia económica para el sistema de producción; buen deshoje natural; alta capacidad de amacollamiento; altura uniforme de tallos; menor exigencia de insumos agrícolas, incluyendo agua, fertilizantes y productos fitosanitarios; amplio rango de adaptabilidad a diferentes ambientes agroecológicos; jugos con alto contenido de sacarosa; alto porcentaje de extracción de jugo en la molienda, y factibilidad de usos alternativos y de transformación, entre otras. Además de lo anterior y de forma paralela, es necesario contar con una identificación clara y precisa de los cultivares de caña de azúcar. Para el reconocimiento de estos materiales, se debe contar con un conocimiento amplio de los caracteres botánicos que identifican y caracterizan a una variedad de otra y así reducir al mínimo los errores de identificación. 6 Manual para la identificación varietal de caña de azúcar

8 El Colegio de Postgraduados, tiene el compromiso de generar, difundir y aplicar conocimiento para el manejo sustentable de los recursos naturales, la producción de alimentos nutritivos e inocuos, y el mejoramiento de la calidad de vida de la sociedad. A través el Campus Córdoba, a partir de 2010 se ha dado impulso a un ambicioso proyecto de mejoramiento genético de caña de azúcar, interactuando con diversos centros de investigación, ingenios y productores cercanos a la zona de influencia el campus. En este contexto, se ha desarrollado el presente manual de identificación varietal de caña de azúcar, para cubrir parte de las necesidades apremiantes que demanda el sector, sirviendo como guía para investigadores, técnicos y productores para la identificación de variedades o caracterizar nuevas variedades obtenidas a través de un programa de mejoramiento genético. En esta primer edición se muestran los descriptores botánicos más comúnmente utilizados en la caracterización varietal de la caña de azúcar, de acuerdo a lo establecido por el Instituto para el Mejoramiento de la Producción de Azúcar (IMPA), la Unión Internacional para la Protección de las Obtenciones Vegetales (UPOV) y la experiencia en nuestra labor como investigadores de la caña de azúcar. Caracterización varietal La caracterización varietal, se entiende como la descripción de la variación existente en una colección de germoplasma, en términos de características morfológicas y fenológicas de alta heredabilidad con el propósito de identificar y diferenciar las accesiones de una especie (van Hintum, 1995). En la caracterización de una especie se estima la variabilidad existente en el genoma de la población de individuos que la conforman, por lo que es de uso indispensable la utilización de descriptores varietales. Un descriptor es una característica o atributo cuya expresión es fácil de medir, registrar, así como de evaluar y hace referencia a la forma, estructura o comportamiento de una accesión (González-Andrés, 2001). Por lo tanto, el objetivo principal de la caracterización, es la identificación de las accesiones. Para la caracterización se utilizan los descriptores, que son caracteres considerados importantes y útiles en la descripción de una muestra. Los estados de un descriptor son los diferentes valores que puede asumir el descriptor, pudiendo ser un valor numérico, una escala, un código o un adjetivo calificativo. Los descriptores para la caracterización deben reunir las siguientes características: 1) ser fácilmente observables; 2) tener una alta acción discriminante; y 3) mostrar baja influencia ambiental (lo que permite en algunos casos registrar la información en los sitios de colecta) (Peñazola et al., 2010). Los datos de caracterización varietal son tomados principalmente de las estructuras botánicas como: hojas, tallos, flores, frutos, semillas y raíces. Manual para la identificación varietal de caña de azúcar 7

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