Con una frecuencia e intensidad cada vez mayores de eventos de inundaciones y con la intención de aprovechar una técnica común de producción de arroz, los mejoradores de soja están en la búsqueda de desarrollar variedades con tolerancia a las inundaciones en cualquier etapa del desarrollo de la planta.
por John Lovett, Universidad de Arkansas
Los agricultores que utilizan campos de cultivo de arroz como su principal sistema de producción también están interesados en variedades de soja tolerantes a las inundaciones para la rotación de cultivos, dijo Caio Vieira, profesor adjunto de mejoramiento de soja e investigador de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas, el brazo de investigación de la División de Agricultura del Sistema de la Universidad de Arkansas. Los campos de cultivo de arroz se nivelan para minimizar el drenaje, una estrategia de conservación del agua que se ha convertido en una práctica clave de sostenibilidad en la producción de arroz.
Vieira es el autor principal de un estudio que ofrece más información sobre cómo las plantas de soja responden a las inundaciones en la etapa crítica de reproducción temprana, cuando la planta comienza a florecer. El estudio, «Impacto de las inundaciones en la etapa temprana de crecimiento reproductivo en el rendimiento de la soja y la composición de las semillas», fue publicado en la revista Crop Science.
«Las investigaciones sobre inundaciones se han centrado en la etapa reproductiva temprana simplemente porque es cuando el estrés es más pronunciado y causa la mayor pérdida de rendimiento», dijo Vieira. «En toda la región centro-sur, la soja es más susceptible a las inundaciones en la etapa R1».
R1 es el nombre que se le da a la etapa de floración temprana en el crecimiento de la soja. Existen ocho etapas de crecimiento reproductivo de la planta de soja, desde R1 (inicio de la floración) hasta R8 (madurez total).
Vieira dijo que los cambios de temperatura en Estados Unidos han permitido adelantar las fechas de siembra de la soja, por lo que los cambios en los patrones de lluvia también están generando estrés adicional en las plantas de soja. La soja también es muy sensible a las inundaciones durante la germinación de las semillas, explica el estudio.
«La intensidad y frecuencia de las lluvias se ha ido modificando hacia principios de la temporada», añadió. «Tenemos la posibilidad de inundaciones durante toda la temporada. Ha sido más difícil».
Por lo general, la soja en Arkansas se planta desde principios de abril hasta mediados de mayo, lo que sitúa la etapa R1 entre finales de junio y principios de julio. A medida que los productores vean los beneficios de la siembra temprana, incluidos los mejores rendimientos, Vieira dijo que, naturalmente, la etapa reproductiva temprana también cambiará.
«Puede ser un éxito o un fracaso», dijo Vieira. «Puede haber un año en el que el período sea de sequía total, o puede haber un año en el que el período R1 típico sea completamente húmedo con lluvias intensas. Es muy difícil predecirlo».
Los investigadores de la estación experimental también han trabajado para mejorar la tolerancia a la sequía en la soja.
Tendencia hacia la siembra temprana
Jeremy Ross, profesor y agrónomo de extensión de soja de la División de Agricultura del Sistema Universitario de Arkansas, dijo que ha notado que más agricultores plantan antes, a fines de febrero o principios de marzo en lugar de abril y mayo.
«Ha habido un gran impulso para plantar un mes antes que hace 10 años porque tenemos datos que muestran que eso genera hasta 10 puntos porcentuales más de producción», dijo Ross.
Ross añadió que la siembra temprana, posible gracias a un cambio en los patrones climáticos, puede ayudar a evitar los problemas de insectos al final de la temporada y posiblemente superar las temperaturas más altas de julio. Una cosecha más temprana también ha permitido a los primeros plantadores preparar sus campos para la temporada siguiente, cuando el suelo esté seco en otoño. A menos, por supuesto, que los restos de huracanes pasen por Arkansas, como ocurrió dos veces en septiembre de 2024.
Descubrimiento de la composición de las semillas
Si bien las pérdidas de rendimiento de granos debido al estrés por inundaciones han sido bien documentadas, Vieira dijo que ha habido una brecha en la literatura sobre el impacto de las inundaciones en la composición de las semillas de soja.
El estudio se llevó a cabo en el Centro de Investigación y Extensión del Arroz de la División de Agricultura en Stuttgart y comparó 31 genotipos de soja durante las temporadas de cultivo de 2019 y 2020. Las plantas se expusieron a condiciones de inundación y sin inundación para observar el rendimiento y la composición de las semillas, específicamente su contenido de aceite y proteína.
Un descubrimiento sorprendente, dijo Vieira, fue que la inundación de cuatro días en la etapa reproductiva temprana no alteró significativamente la composición de las semillas de soja de ninguna de las variedades probadas en comparación con el grupo de control no inundado.
Las apariencias pueden ser engañosas
Vieira señaló que la inspección visual de la soja dañada por las inundaciones ha sido útil, pero no cuenta toda la historia. El estudio descubrió que algunos genotipos clasificados visualmente como «moderadamente tolerantes» a las inundaciones tuvieron rendimientos más altos que los clasificados como «tolerantes».
«Aunque se ha demostrado que la tolerancia a las inundaciones proporciona seguridad en la producción en condiciones de exposición a inundaciones de corto plazo, aún se observan pérdidas en los genotipos tolerantes y se sabe poco sobre la estabilidad de la tolerancia y la multitud de efectos ambientales de la característica», señaló el estudio. «Las limitaciones de la puntuación visual subjetiva, combinadas con la variabilidad espacial, enfatizan la necesidad de métodos nuevos y mejorados para clasificar con precisión las respuestas genotípicas».
En promedio, por cada unidad de aumento en la puntuación de daño por inundación, el estudio mostró que el rendimiento de grano disminuyó en un 17,4 por ciento. Los genotipos tolerantes experimentaron aproximadamente un 33 por ciento de pérdidas de rendimiento entre los tratamientos con inundación y sin inundación, mientras que los genotipos «moderadamente» tolerantes y «susceptibles» experimentaron pérdidas de rendimiento del 44 por ciento y el 51 por ciento, respectivamente.
Vieira dijo que el estudio ayudará a su equipo a identificar e incorporar características tolerantes a las inundaciones en la genética futura de la soja, mitigando potencialmente las pérdidas de rendimiento inducidas por las inundaciones en diversas condiciones ambientales.
Entre los coautores del estudio se encuentran los asociados del programa de la Estación Experimental Agrícola de Arkansas Chengjun Wu, Liliana Florez-Palacios, Andrea Acuna y Derrick Harrison; el técnico del programa Daniel Rogers; el ex miembro de la facultad de la estación experimental Leandro Mozzoni; y John Carlin, director del Programa de Mejoramiento de Variedades de Cultivos de Arkansas. Henry Nguyen y Grover Shannon del departamento de ciencia y tecnología vegetal de la Universidad de Missouri también fueron coautores.
Aprendiendo más
En una investigación posterior, Vieira y su equipo trabajaron para identificar qué genes potenciales regulan la respuesta al estrés en condiciones de inundación y si los genes son los mismos en las etapas vegetativa y reproductiva. Por lo que pudieron ver, no son los mismos.
«El segundo paso de este trabajo es que debemos combinar la genética favorable para cada etapa de crecimiento, de modo que tengamos tolerancia a las inundaciones durante toda la temporada», dijo Vieira. «Hemos desarrollado variedades de soja con tolerancia a las inundaciones, incluida una nueva versión comercial a partir de 2024 llamada R19C-1012 que se ha probado en más de 40 entornos en el centro-sur.
«En condiciones normales de riego, funciona muy bien; cuando se introduce el estrés por inundación, supera considerablemente a los controles comerciales susceptibles a inundaciones en el mismo grupo de madurez. Los datos muestran una ventaja de rendimiento de más del 75 por ciento, lo que es una diferencia gigantesca».
Más información: Chengjun Wu et al., Impacto de las inundaciones en la etapa temprana de crecimiento reproductivo en el rendimiento de la soja y la composición de las semillas, Crop Science (2024). DOI: 10.1002/csc2.21397
