Dámaso Castillo; Ana Adelfa Hernández; Armando Duany; Alvaro García; Justa Digna Hernández y Ramón Galano

Transcripción

1 DINÁMICA DEL AGUA EN LA FORMACIÓN DEL GRANO DE ARROZ. Dámaso Castillo; Ana Adelfa Hernández; Armando Duany; Alvaro García; Justa Digna Hernández y Ramón Galano Instituto de Investigaciones del Arroz. Autopista Novia del Mediodía Km. 16 ½. Apartado 5, Bauta, La Habana, Cuba. Teléfonos: 53 (047) y RESUMEN El grano de arroz se forma en la planta a partir de la inflorescencia, que comienza con la paniculación. La panícula brota de la vaina de la hoja bandera, con las espiguillas vacías o el ovario por llenar. La etapa de maduración del grano abarca todo este período en que se llena el grano con sustratos transportados por el agua, la cual urge que se evacue a medida que va entrando a la espiguilla, para poder mantener el proceso continuo de acumulación de materia seca en la cariópside. En este trabajo se estudió esta acumulación de sustancias en el grano a medida que avanza la maduración del mismo. Se utilizó un diseño de Bloques Completos al Azar con cuatro repeticiones, para cosechar el arroz alrededor de 9 veces en todo el período de maduración; se determinó el rendimiento agrícola; la materia seca, la cantidad de agua del grano y el efecto que tiene la humedad relativa del aire sobre el avance de este proceso. A través del análisis de regresión se llegó a la conclusión de que el rendimiento agrícola del arroz se forma con la capacidad que tiene el grano de evacuar agua al medio, en dependencia de la humedad relativa que domine en el ambiente. En la campaña seca hay menos presión de vapor de agua en el aire que en la campaña húmeda y esto permite que llegue más substrato al grano, porque el agua se evacúa con mayor rapidez y esta puede ser una de las causas de que el rendimiento agrícola sea mayor. Palabras claves: agua, arroz, cosecha, humedad relativa del aire, maduración del grano de arroz, materia seca del grano de arroz, Oryza sativa Lin. WATER DYNAMICS IN THE RICE GRAIN RIPENING. ABSTRACT Rice grain growth in the plant starts with the flowering, justly after the panicle is exerted from the flag leaf sheath. At heading, the spikelet is even empty and it has to be filled, through whole ripening period, with substances that have to be carried by water from the rest of the plant. Great quantity of water has necessary to be evacuated from the caryopsis at the same time that grain grows. Dry matter in the grain increases while it is ripening and thus the rice yield also become bigger in the time. In this paper was studied how is quantitatively accumulated the dry matter inside the spikelet through the whole ripening period and which is the level of water content in each time. A Complete Block Design with four repetitions was used and it was harvested 9 times while the grain was ripening by each rice variety One moisture steady level of about of Kg of water by kilogram of dry matter in the grain was registered and the relative humidity of the air was also the principal cause of this performance. Through regression statistical analysis was concluded that rice yield is higher in 85

2 the dry season than in the wet season; due to it, one cause could be that the air relative humidity, in the dry season, is lower than wet season during the ripening period. Key words: harvest, Oryza sativa L., relative humidity of the air, rice, rice grain dry matter, rice grain ripening, water INTRODUCCIÓN El período de maduración se caracteriza por el crecimiento del grano, en tamaño y en peso (1). El grano pasa por diferentes estadíos, de lechoso a pastoso, para llegar a madurarse, hasta alcanzar un peso estable. El agua juega un papel importante en este proceso, porque se va cediendo al medio en forma de vapor a medida que el grano se va secando (2) y se madura completamente. Esta agua llega a la espiguilla como transportadora de los substratos que van a formar parte de la materia seca del grano (1). Por tanto, para que el flujo de sustancias hacia el grano sea constante resulta de mucha importancia, que el agua salga del grano con una adecuada velocidad, la cual dependerá de la humedad relativa que tenga el aire que sirve de ambiente al campo de arroz. Esto último es lo que se quiere demostrar en este trabajo, a través de ensayos experimentales de campo y de algoritmos matemáticos, comparando diferentes cosechas, realizadas en Cuba en distintas campañas de siembra y aprovechando el comportamiento natural y desigual del contenido de agua en el aire o la variación de la presión de vapor hídrica atmosférica. Los caracteres morfológicos de la panícula también influyen en la acumulación de materia seca y la humedad del grano en cada campaña de siembra, como han señalado otros autores (9,10). Este experimento tuvo como objetivo determinar la acumulación de sustancias en el grano durante la etapa de maduración en dos campañas de siembra. MATERIALES Y MÉTODOS Los experimentos fueron realizados en áreas experimentales del Instituto de Investigaciones del Arroz, ubicado en el municipio Bauta, provincia La Habana, Cuba. Variedades de arroz Se utilizaron en este estudio un total de 9 variedades cubanas de arroz: J-104; IACuba 19; IACuba 28; Perla de Cuba; IACuba 20; IACuba 29; Reforma; IACuba 27 e IACuba 30. Siembra Las siembras de estas variedades de arroz se realizaron en áreas experimentales del Instituto de Investigaciones del Arroz, sobre un suelo Gley Oscuro Plástico Concrecionario (3). 86

3 Fertilización y riego Las labores de fertilización y riego, para todas las variedades, se realizaron según las recomendaciones del Instructivo Técnico del arroz (3). Diseño experimental Para el desarrollo del experimento se utilizó un diseño de Bloques Completos al Azar, con 4 repeticiones, dividiéndose el área experimental en tantas subparcelas como número de cosechas se planificaron [9 cosechas por variedad en 2 campañas de siembra, seca (diciembre/abril) y húmeda (mayo/15 agosto)]. Cosecha La primera cosecha de cada variedad se realizó en el momento en que más del 50 % de la población alcanzó el 50 % de paniculación (1), cuya medición se realizó dentro del campo, utilizando un marco de 25 x 25 cm². Antes de iniciarse la paniculación se cuentan, diariamente, todos los hijos fértiles de los plantones, Cuando el número de panículas emergidas se corresponde con la mitad del total de los hijos fértiles, entonces este es el día de realizar la primera cosecha, cuya fecha corresponde con el día cero (0) tomado como referencia para efectuar las sucesivas recolecciones de granos, con una frecuencia de 5 días a partir de la fecha en que se alcanzó el 50 % de paniculación. Las cosechas se realizaron en un área de 2 x 2 m² ; las 3 primeras generalmente se realizaron con un marco de 25 x 25 cm², porque apenas el campo posee suficiente granos llenos para realizar las mediciones del rendimiento en el molino de blanqueo. La cosecha se realizó con hoz y la trilla se hizo manualmente (por golpe). Determinaciones realizadas en el momento de la cosecha: Humedad de cosecha (%) (4) Rendimiento agrícola (t/ha) (3) Humedad relativa del aire (%) Análisis estadístico Se realizaron los respectivos análisis de regresión con los siguientes objetivos: Seleccionar el modelo de mejor ajuste para explicar la relación funcional entre el momento de cosecha y el rendimiento agrícola para cada campaña de siembra. Seleccionar el modelo de mejor ajuste para explicar la relación funcional entre el momento de cosecha y el contenido de materia seca para cada campaña de siembra. Seleccionar el modelo de mejor ajuste para explicar la dinámica de entrada de agua al grano de arroz durante la fase de formación del grano para cada una de las campañas de siembra. 87

4 Seleccionar el modelo de mejor ajuste para explicar la relación funcional entre la proporción (cantidad de agua en el grano/kilogramo de materia seca) y el momento de cosecha para cada una de las campañas de siembra. Seleccionar el modelo de mejor ajuste para explicar la relación funcional entre el rendimiento agrícola y la materia seca para cada una de las campañas de siembra. Todos los análisis de regresión se realizaron con el software CurveExpert 1.3 Copyrigth RESULTADOS Y DISCUSIÓN El rendimiento agrícola de una variedad de arroz se completa en el período de maduración del grano, porque cuando éste comienza a formarse ya las glumelas están formadas (1) y sólo resta el llenado. A medida que avanza el período de maduración, se incrementa el rendimiento agrícola y la materia seca, existiendo diferencias entre campañas de siembra (seca o húmeda), pero la tendencia en ambas campañas es modelada por un polinomio de segundo orden (Figuras 1 y 2). Figura 1. Relación funcional (polinómica orden 2) entre el rendimiento agrícola (t/ha) y el momento de cosecha (DDP) para las dos campañas de siembra. Promedio de 9 variedades (DDP: Días después del 50 % de paniculación). 88

5 Figura 2. Relación funcional (polinómica orden 2) entre la materia seca promedio y el momento de cosecha (DDP) para las dos campañas de siembra (Época seca, izquierda y Época Húmeda, derecha). Promedio de 9 variedades (DDP: Días después del 50 % de paniculación En la campaña seca, en los primeros 10 días a partir del 50 % de paniculación, ocurre una rápida entrada de agua al grano, mientras que en la campaña húmeda ocurre en los primeros 15 días, modelado este comportamiento, para cada campaña de siembra, por una ecuación lineal (Figura 3), destacándose con una mayor pendiente la campaña seca, o sea que la entrada de agua al grano durante los primeros 10 días después del 50 % de paniculación es más rápida en la campaña seca que en la húmeda. Figura 3. Comparación entre campaña de siembra en cuanto a la dinámica de la cantidad de agua en el grano de arroz en el periodo desde el 50 % de paniculación hasta 10 días después. Sin embargo a partir de la cuarta cosecha (13-15 DDP) el agua se mantiene cuantitativamente estable en el ulterior desarrollo del grano, con niveles relativamente más altos en la campaña seca, mientras que el rendimiento agrícola y la metería seca, muestran, en este período, un marcado incremento (Figuras 1 y 2). Para que el grano complete su crecimiento necesita que el agua llegue a el, como transportadora de nutrimentos, sin 89

6 embargo si no existe, a nivel del grano, un equilibrio entrada/salida de agua, entonces se retiene el incremento en el tiempo del rendimiento agrícola y a su vez no se mantiene casi constante la proporción de agua en el grano como se muestra en la Figura 4. Figura 4. Proporción de agua en el grano de arroz en dos campañas de siembra. Las variedades de arroz de ciclo corto (Perla de Cuba e IACuba 20), en cuanto a la cantidad de agua presente en el grano por unidad de materia seca, durante la fase de formación del grano en la campaña seca, tuvieron un comportamiento similar, modelado a través de un polinomio de orden 3 (Figura 5 superior, izquierda y derecha), sin embargo para las variedades de ciclo medio el comportamiento fue diferenciado entre variedades estudiadas (IACuba 19 y J-104) (Figura 5 inferior, izquierda y derecha); demostrándose finalmente que cada variedad, independientemente de su ciclo biológico, presenta un patrón único en cuanto a la cantidad de agua presente en el grano por kilogramo de materia seca acumulada durante la fase de formación del grano en la campaña seca. 90