El arroz es el grano básico de más del 62,8% de la población mundial, lo que pone de relieve su importante papel en la producción agrícola. El arroz aromático es particularmente popular entre los consumidores, lo que demuestra un alto valor de mercado, por lo que la rotación de cultivos para este cultivo ha sido el foco de los investigadores chinos.
El arroz aromático contiene más de 100 compuestos volátiles, de los cuales el 2-acetil-1-pirrolina-2-AP es el principal compuesto responsable del aroma del arroz.
Sin embargo, la biosíntesis de 2-AP depende en gran medida de las condiciones ambientales de producción. Además, el rendimiento de grano del arroz aromático es generalmente menor que el del arroz no aromático. Por tanto, mejorar el aroma del arroz garantizando al mismo tiempo el rendimiento es un problema científico complejo.
La rotación de cultivos, como técnica agronómica importante, se utiliza a menudo para el cultivo de arroz en China. Gracias a la rotación de cultivos, la tierra cultivable se puede utilizar plena y eficientemente manteniendo la fertilidad del suelo.
China se ha convertido en el principal productor mundial de arroz y patatas, lo que demuestra logros notables en materia de seguridad alimentaria. En términos de rotaciones de cultivos de arroz, se probaron rotaciones con cuatro cultivos (ray-grass, papa, arveja y canola) y en estas pruebas la rotación arroz-papa produjo la mayor biomasa.
Además, los experimentos con la devolución de las puntas de las patatas al campo mostraron un efecto significativo en el aumento de la actividad microbiana del suelo, y las puntas también proporcionaron una fuente adicional de nitrógeno. Sin embargo, ha habido pocos informes relevantes sobre la posible influencia de la rotación de cultivos entre arroz aromático y papa sobre las características aromáticas del arroz.
Con base en los resultados anteriores, un equipo de investigadores de la Universidad de Yangtze, la Academia China de Ciencias Agrícolas y la Academia de Ciencias Agrícolas de Chongqing realizaron experimentos de campo sobre el sistema de rotación de cultivos aromáticos de arroz y papa durante tres años consecutivos.
El objetivo fue evaluar el impacto de esta rotación de cultivos en la productividad del arroz aromático mediante el análisis de los niveles de precursores clave y enzimas asociadas involucradas en la biosíntesis de 2-AP, así como en la calidad del grano y la formación del rendimiento.
En este estudio, se seleccionó la variedad de arroz aromático Meixiangzhan-2, desarrollada por la Academia de Ciencias Agrícolas de Guangdong. El arroz tiene un aroma fuerte y un período de crecimiento de unos 113 días cuando se planta en la provincia de Guangdong. La variedad de papa seleccionada fue Huashu-5, desarrollada por la Universidad Agrícola de Huazhong. Esta variedad de papa se cultiva comúnmente en China central y tiene las características de alta germinación, buen sabor y un período de crecimiento de 78 días.
El experimento de campo se llevó a cabo sucesivamente durante tres años, de 2020 a 2022, en la Base de Demostración de Ciencia y Tecnología Agrícola de la Universidad de Yangtze en la ciudad de Jingzhou, provincia de Hubei, China. El artículo correspondiente fue publicado en la revista Agronomy 2025 en el portal MDPI.
Se utilizaron dos esquemas de labranza: arroz aromático – barbecho invernal y arroz aromático – rotación de papa, lo que significa que en el primer caso no se sembró ningún cultivo durante la temporada de invierno, y en el segundo, las papas se sembraron después de la cosecha del arroz y se cultivaron. bajo una fina cubierta blanca. Después de cosechar las patatas, todos los tallos y hojas se devolvieron al campo.
Los resultados mostraron que, en comparación con el barbecho invernal, la rotación de cultivos de papa aumentó el número efectivo de panículas en un 10,88% y el número de granos en una panícula en un 8,82%, y por lo tanto aumentó el rendimiento en un 11,99%.
También los niveles de rotación de cultivos de papa de precursores 2-AP asociados (Δ1-pirrolina, Δ1-pirrolidina-5-ácido carboxílico y prolina al 8,95%, 18,14% y 13,75%, respectivamente) y enzimas (prolina deshidrogenasa, ornitina transaminasa y diaminooxidasa al 18,37%, 14,61% y 11,36% respectivamente) en la vía de síntesis, promoviendo así la acumulación de 2-AP. Además, los investigadores observaron un rendimiento más estable y un contenido de 2-AP en los granos de arroz aromáticos cuando se rotaban con patatas.
Las conclusiones de los científicos son que, en general, cuando se trata de aumentar el rendimiento y el aroma del arroz aromático, se puede recomendar el sistema de rotación de cultivos arroz-patata para una promoción vigorosa.
