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Producción de semillas

R.L. Paliwal

La semilla es el producto final de los programas de fitomejoramiento, los cuales serán exitosos solamente cuando ese producto final pueda llegar y sea efectivamente utilizado por los agricultores. Lamentablemente, este concepto no es comprendido por muchos programas de fitomejoramiento, como queda en evidencia por el hecho de que en los trópicos solo un pequeño porcentaje del área sembrada con maíz está cubierta con variedades mejoradas o híbridos (ver capítulo Consideraciones generales sobre el mejora-miento del maíz en los trópicos). También es significativo que algunos programas de fitomejoramiento hayan sido denominados Proyectos de mejoramiento de semillas, para enfatizar la importancia de estas.

La importancia de las semillas es algo que nadie discute. Son reconocidas como el insumo básico y mas importante para todos los cul-tivos. Además, son el insumo mas económico ya que todos los otros insumos agrícolas -agua, fertilizantes, pesticidas y herbicidas, maquinaria, mano de obra- pueden ser mucho mas costosos. El retorno de todos esos otros insumos está directamente influenciado por el insumo básico que son las semillas. Las semillas de buena calidad han jugado un papel importante en la revolución verde y han mostrado significativos incrementos de la producción donde estos han ocurrido. En la década de 1960, la India demostró que la lucha contra la escasez crónica de alimentos podía ser ganada con la importación/ayuda de semillas en lugar de la importación/ayuda de alimentos. La importación en gran escala de semillas de variedades de alto rendimiento de trigos enanos desde México comenzó la revolución verde en la India (Hanson, Borlaug y Anderson, 1982; Swaminathan, 1993; Paliwal, 1997). Es difícil creer que aun en los ambientes agrícolas tropicales menos desarrollados haya agricultores que no comprendan la importancia de las buenas semillas. A pesar de ello, es un hecho real que en menos del 40% del área sembrada con maíz en los trópicos se usan semillas mejoradas. La razón ineludible para la no aceptación y el no uso de semillas mejo-radas de maíz en los trópicos por parte de los agricultores, es que las semillas mejoradas no son consideradas como tales para satisfacer sus necesidades y por lo tanto, no son acep-tables y/o que además que el sistema de producción y abastecimiento de semillas no tiene la posibilidad de entregar semillas mejoradas a los agricultores. Lamentable-mente, ambas situaciones son predominantes en el cultivo del maíz en los trópicos. El desarrollo de variedades e híbridos superiores aceptables para los agricultores ha sido discutido en los capítulos anteriores que se refieren al mejoramiento del maíz. En este capítulo se tratarán los sistemas de producción y abastecimiento de semillas.

En los ambientes templados casi el 100% del área sembrada con maíz está cubierta con semillas de híbridos. Estos se basan en varias combinaciones tales como dobles cruzas, cruzas de tres vías o cruzas simples. En con-traste con esta uniformidad de los tipos de semillas que son requeridos en los ambientes templados, los agricultores en los climas tropicales utilizan una gran diversidad gené-tica; esto hace que los sistemas de producción de maíz en los trópicos sean mas complejos. Dentro de los maíces de polinización abierta se encuentran las razas nativas, las variedades de los agricultores, las variedades de polinización abierta, las compuestas y las sintéticas. Entre los híbridos hay varias combinaciones parentales de líneas endocriadas, de líneas x variedades y de varie-dades solamente (ver capítulos Mejoramiento de maíz por selección recurrente, Mejora-miento del maíz híbrido y Mejoramiento para resistencia a los estreses abióticos). Las semillas de las razas nativas y las semillas de las variedades que conservan los agricultores no son manejadas dentro de ningún esquema organizado de producción de semillas: los agricultores producen, conservan y usan sus propias semillas. Aún así, este sistema no organizado de producción de semillas puede ser mejorado capacitando a los agricultores para hacer un mejor trabajo de selección y mantenimiento de sus variedades y semillas (Sharanjit y Douglas, 1992).

Es, sin embargo, materia de discusión, si se deberían canalizar esfuerzos y recursos en esta dirección o si se deberían dirigir a fortalecer los sistemas organizados de producción de semillas de modo que semillas de buena calidad de variedades de polinización abierta y los híbridos puedan ser producidos y puestos a disposición de los agricultores. Las variedades de polinización abierta son mas fáciles de desarrollar y mantener; su produc-ción de semillas es relativamente simple y mas económica y, por lo tanto, el costo de la semilla es menor que el de la semilla de los híbridos. Los agricultores, en todo caso, pueden con-servar sus propias semillas para la siguiente estación y de este modo reducir su depen-dencia de los sistemas organizados de producción de semillas que, en muchos casos en los países en vías de desarrollo, pueden tener una oferta errática. Las prácticas de manejo de los cultivos y los insumos necesarios para el cultivo de variedades de polinización abierta son similares a aquellas de las razas nativas y de las variedades de los agricultores. Por otro lado, la adopción y el intercambio entre agricultores de las variedades de polinización abierta son mas simples y pueden dar lugar a una mayor cobertura del área de siembra. Esto explica porque las variedades de polinización abierta son nece-sarias en muchas zonas maiceras de los trópicos, a pesar del mayor potencial de rendimiento que ofrecen los híbridos. Las estadísticas sobre el uso de semillas mejoradas en los países en desarrollo presentan una paradoja; alrededor del 81% del área en los ambientes tropicales es sembrada con varie-dades de polinización abierta, mejoradas o no; solo 20% de esta área es sembrada con variedades mejoradas. El área sembrada con híbridos es casi la misma -19%- que la sem-brada con variedades de polinización abierta.

El sistema de producción y distribución de semillas de híbridos, que está sobre todo bajo el control del sector privado, está mejor organizado y es mas eficiente que el sistema para las variedades de polinización abierta, que está, en general, en manos del sector público. Los híbridos se usan especialmente en ambientes con abundancia de agua o bien irrigados, los que son mas productivos pero que representan un pequeño porcentaje del área de producción de maíz en los trópicos; por otro lado, las variedades de polinización abierta se cultivan en áreas con menor seguridad hídrica, las cuales representan la mayor área del cultivo de maíz en esas zonas. Algunas variedades de polinización abierta se comportan tan bien como los híbridos en zonas con potencial de producción de maíz por encima de la media, y se siembran en áreas mucho mayores que cualquier híbrido; por ejemplo, las variedades BR-106 en Brasil, ICA-156 en Colombia, INIAP-526 en Ecuador, Marginal 28 en Perú y Swan-1 en Tailandia (Shivaji Pandey, com. pers.). La conclusión inevitable es que en los ambientes tropicales son necesarios sistemas de semillas eficientes que abarquen un amplio espectro de la oferta, desde las variedades a los híbridos.

La tecnología de producción de semillas híbridas que se ha desarrollado para las zonas templadas, ha sido fácilmente transferida a la producción de semillas en las zonas tropicales. La tecnología de producción de semillas de variedades no ha sido necesariamente muy refinada, y en muchos casos sus semillas son producidas solo con tanto cuidado como es producido el grano comercial. En el caso del maíz híbrido, donde está involucrado mas de un parental, estos deben ser cruzados cada año para producir semillas. En el caso de las variedades de polinización abierta, solo un progenitor participa en la producción de semillas, proceso que muchas veces se denomina multiplicación, como en el caso de otros cultivos autógamos. Sin embargo, la producción de semillas de variedades de polinización abierta merece mas cuidado y atención que la simple multiplicación, en razón de la polinización cruzada de la especie. Los sistemas de producción de semillas para variedades e híbridos, en el caso de los maíces tropicales, deben ser desarrollados y mejo-rados. El área cubierta con materiales mejo-rados y semillas de calidad, tanto de variedades como de híbridos, debe ser incre-mentada para permitir mejorar la productividad de los maíces tropicales y así obtener mejores y mas rápidas ganancias.

Existe abundante bibliografía publicada sobre los distintos aspectos de la producción de semilla de maíz. Algunas de las publica-ciones hacen referencia especialmente a las condiciones de los países en vías de desarrollo en los ambientes tropicales. Douglas (1980) compiló y editó un libro titulado Successful seed programs: a planning and management guide. Este libro proporciona información sobre como planear, ejecutar y manejar los diferentes aspectos de los sistemas de producción y distribución de semillas. Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) revisaron varios aspectos que son importantes para llevar a cabo programas exitosos de produc-ción de semillas de maíz. El CIMMYT en México está preparando la publicación de un libro sobre las industrias de producción de semillas de maíz en los países en vías de desarrollo (Morris, 1997). La FAO ha publicado una serie de publicaciones cubriendo varios aspectos de la producción, procesamiento, almacenamiento, comercialización y análisis de semillas (FAO; 1977, 1987; Feistritzer, 1975; Feistritzer y Redl, 1975; Feistritzer y Kelly, 1978). La tecnología de la producción de semillas de híbridos ha sido cubierta en detalle por Steele (1978), Jugenheimer (1985) y Wych (1988). El CIMMYT (1984) publicó un boletín sobre el desarrollo, mantenimiento y produc-ción de semillas de variedades de polinización abierta de maíz. En este capítulo se discutirán varios aspectos de la producción de semillas de variedades de polinización abierta y de híbridos para los ambientes tropicales.

VARIEDADES DE POLINIZACIÓN ABIERTA

Los métodos para el mejoramiento de las poblaciones de maíz y el desarrollo de variedades de polinización abierta han sido descriptos en el capítulo Mejoramiento del maíz por selección recurrente y Mejoramiento del maíz híbrido. Bastante a menudo, las semillas cosechadas en el último ciclo de una población de maíz mejorada son entregadas como una variedad. Tales variedades son altamente variables y es difícil describir sus características distintivas para los propósitos de la producción de semillas. CIMMYT (1984), Córdova (1991), Córdova, Queme y Rosado (1992), Pandey y Gardner (1992) y Pandey (1997), han descripto varios métodos por los que se pueden obtener semillas de variedades de polinización abierta, mejoradas, de alto rendimiento y uniformes.

Las variedades de polinización abierta están formadas combinando solamente la fracción superior de la población que se está mejorando con un esquema de selección recurrente. Las familias de rendimiento superior, cerca de 10, uniformes en altura y madurez, con tallos fuertes y tolerantes al vuelco y a otros estreses bióticos y abióticos, son seleccionadas y recombinadas genética-mente para dar lugar a una variedad mejorada. Esta variedad puede ser identificada y descripta para su correcto mantenimiento, para la eliminación de las plantas atípicas durante el proceso de producción de semillas y también para la certificación. Por lo tanto, es necesario que cada variedad mejorada de polinización abierta presente características que la identifi-quen, para ser usadas como instrucciones en el mantenimiento, producción y certificación de semillas de la variedad. Las características cualitativas y cuantitativas que pueden ser usadas para describir una variedad se presentan en la Tabla 39. Los caracteres cuan-titativos deberían ser medidos y registrados en el área de adaptación de las variedades, donde estas serán mantenidas y serán usadas por los agricultores para la producción comercial. La desviación estándar esperada de la media para todos los caracteres cuanti-tativos debería ser indicada a fin de conocer las posibles variaciones dentro de la variedad. Para los caracteres cualitativos, la variación esperada y aceptable puede ser dada en por-centaje. Los descriptores cuantitativos son de gran importancia en el mantenimiento y en la producción de semillas básicas de las varie-dades de polinización abierta. Los caracteres cualitativos son mas útiles durante la producción de semillas de categoría fundación y certificada (CIMMYT, 1984). Las nuevas variedades de polinización abierta, desarro-lladas y mantenidas adecuadamente son mas uniformes que los viejos tipos de estas variedades. Sin embargo, estas variedades dificílmente serán mas uniformes que los híbridos obtenidos a partir de combinaciones de líneas endocriadas. Pero se debe tener en cuenta que en la mayoría de los ambientes tropicales esta variabilidad limitada es desea-ble, por lo tanto, los estándares de certificación de las variedades de polinización abierta deben ser realistas, flexibles y apropiados para el ambiente en que se cultiva la variedad. Una variedad que se cultiva en un ambiente bajo estrés mostrará mas variabilidad que una variedad cultivada bajo buena irrigación y en un ambiente con menos estrés.

TABLA 39

Descriptores morfológicos de variedades o híbridos de maíz

Parte de la planta

Descriptores

 

Cualitativos

Cuantitativos

Tallo

Color

Altura

   

Número de nudos

   

Número de macollos

Hoja

Color

Número de hojas

 

Color de la nervadura central

Número hojas sobre mazorca

 

Color de la vaina

Ángulo inserción hojas

 

Color de la pubescencia de

Ancho de las hojas

 

la vaina

Largo de las hojas

Panoja

Compacta o difusa

Largo del pedúnculo

 

Espiguilla central

Largo del eje central

 

Color de las glumas

Espesor del eje central

 

Color de las anteras

Número de ramificaciones

   

Días a 50% antesis

Mazorca

Color de los estambres

Días a 50% estambres

 

Color de la espata

Número mazorcas/planta

 

Cobertura de la espata

Largo pedúnculo mazorca

 

Pubescencia de la espata

Ángulo inserción mazorca

 

Forma de la mazorca

Diámetro de la mazorca

 

Ordenación filas de granos

Diámetro del olote

 

Color del olote

Porcentaje desgranado

Grano

Color del pericarpio

Largo del grano

 

Color de la aleurona

Ancho del grano

 

Color del endosperma

Espesor del pericarpio

 

Textura del endosperma

Peso de 1 000 granos

 

Tipo y forma del grano

 

Fuente: adaptado de CIMMYT, 1984.

Mantenimiento y producción de semillas de variedades de polinización abierta

Aparte del número de familias que fueron usadas en la composición de una variedad de polinización abierta, estas, cuando son entregadas para la producción de semillas y el gran cultivo, tienen solo un componente. Estas semillas reciben el nombre de semillas del mejorador o semillas de categoría breeder y son las semillas genéticamente mas puras de la variedad; la cantidad de estas semillas es siempre limitada, al máximo unos pocos kilos. Estas semillas pasan por sucesivas etapas de multiplicación para obtener volúmenes impor-tantes para la distribución a los agricultores y la producción de maíz comercial. La multipli-cación de las semillas de maíz debe continuar y ser hecha numerosas veces mas, durante el tiempo que la variedad permanezca bajo cultivo; por lo tanto, el proceso de producción de semillas debe ser sistemático y seguir un sistema pre-establecido. Esto podrá asegurar que la semilla comercial que se distribuye a los agricultores es fiel a la variedad en carac-terísticas genéticas y morfológicas y en los caracteres de calidad, con el potencial de rendimiento que tenía cuando fue obtenida y liberada al público. Lamentablemente, en muchos ambientes tropicales, los mejoradores se desentienden de ese proceso una vez que la variedad es liberada. Los procedimientos y las normas para la producción e incremento de las semillas de las variedades de polini-zación abierta muchas veces no son seguidas estrictamente, por lo que la variedad pierde sus características originales. No debe sor-prender, por lo tanto, que el área cubierta con variedades mejoradas en los trópicos sea baja y que el área cubierta con razas locales y variedades de los agricultores sea alta.

Como regla general, los mejoradores debe-rían ser responsables por el mantenimiento de los progenitores y de una pequeña cantidad de semillas puras de cada variedad, al menos por el tiempo en que estas permanecen en el gran cultivo. Debe ser mantenido un número mínimo de generaciones para el incremento de las semillas, desde las semillas breeder hasta la semilla certificada comercial que se distri-buirá a los agricultores para la producción de grano. La secuencia producción/incremento de las categorías de semillas de variedades de polinización abierta es: i) semilla pura de la variedad mantenida por el mejorador; ii) primer incremento de semilla por el mejorador para obtener la semilla breeder; iii) segundo incremento de semillas para producir la semilla fundación (también llamada a veces semilla básica); iv) tercer incremento de semilla para producir la semilla certificada o comercial, para distribución a los agricultores.

En algunas casos, la semilla que se obtiene en el tercer incremento es llamada semilla registrada y es usada para un cuarto incremento para producir semillas certificadas, si las necesidades así lo exigen. Es recomendable desarrollar un sistema de producción de semillas en el cual solo haya tres, o al máximo cuatro, incrementos de semillas a contar desde la semilla del mejorador hasta la producción comercial para distribu-ción a los agricultores. Este sistema debe continuar todos los años mientras la variedad continúe bajo cultivo. Los procedimientos para el mantenimiento de existencias de semillas genéticamente puras por parte del mejorador y las sucesivas etapas de producción de semillas son descriptas por Douglas (1980), CIMMYT (1984), Córdova (1991), Córdova, Queme y Rosado (1992), Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) y Agrawal et al. (1997).

Mantenimiento de existencias de semillas puras de variedades de polinización abierta y producción de semillas breeder

El CIMMYT (1984) sugirió dos métodos simples y eficientes para que los mejoradores mantengan las semillas puras de las variedades de polinización abierta y al mismo tiempo produzcan semillas breeder. Estos son el método de polinización masiva y el método de los bloques de cruzamientos de medio hermanas de mazorca por surco. La elección del método depende de las preferencias del mejorador y de si la semilla pura de la variedad es conservada y mantenida por el mejorador como semilla después de desgranar las mazorcas o si la semilla es conservada en las mazorcas. Si las semillas son conservadas desgranadas, entonces se puede usar el método de la polinización masiva; el tamaño del criadero para mantener la semilla pura de la variedad y producir semilla breeder dependerá de la cantidad de semilla pura de que se disponga y también de la cantidad de semilla a ser producida para las etapas sucesivas de multiplicación. Entre 1 000 y 5 000 plantas pueden ser cultivadas en el criadero para mantenimiento y producción de semillas breeder a partir de las existencias de semillas puras de la variedad de polinización abierta; cerca del 50% de las plantas que mas se acercan a la descripción de la variedad son seleccionadas e identificadas. Las plantas deberían estar comprendidas en el ± 0.7 s (desviación estándar) para los descriptores cuantitativos y ± 3% para los descriptores cualitativos. El polen de plantas seleccionadas es usado en forma masiva para polinizar las mazorcas de las plantas seleccionadas en el criadero. Al momento de la cosecha se seleccionan de 100 a 200 mazorcas represen-tativas de la variedad en lo que hace a las características de la mazorca y de los granos. Una igual cantidad de semillas de cada mazorca formará el grueso de semilla pura para el ciclo siguiente de incremento de semillas. El resto de las semillas cosechadas de todas las otras mazorcas de las plantas seleccionadas y polinizadas en forma masiva y que reúna las características de las mazorcas y los granos de la variedad dentro de los límites descriptos líneas arriba, serán usadas como semilla breeder de la variedad de polinización abierta.

El otro método es el de los bloques de cruzamientos de medio hermanas de mazorca por surco. Este método tiene dos importantes requerimientos que son el mantenimiento de las existencias de semillas puras de la variedad en la mazorca -se mantienen de 100 a 200 mazorcas con semilla, en lugar de desgranarlas- y que haya parcelas de aislamiento de los bloques de cruzamientos. El bloque de cruzamiento de las medio hermanas debería estar al menos a 300 metros de distancia de cualquier otro maíz que florezca en el mismo momento. La semilla de cada mazorca de semilla breeder se siembra en el sistema de mazorca por surco; este forma los surcos de plantas femeninas o familias en el bloque de cruza-miento de medio hermanas. Una cantidad pequeña e igual de semillas de cada mazorca de semilla breeder se usa para sembrar los surcos masculinos. El bloque de cruzamiento de las medio hermanas se siembra en una proporción de un surco de plantas masculinas por dos o tres surcos de plantas femeninas. Todas las plantas en los surcos femeninos son despanojadas1 antes que empiecen a derramar polen. Las plantas en los surcos masculinos que no coinciden con el rango de las caracte-rísticas de la variedad también son despano-jadas antes de que empiecen a derramar el polen; hasta el 30% de las plantas de los surcos masculinos pueden ser despanojadas. Esta selección asegura que el polen de las plantas mas representativas de la variedad efectuará la polinización de las plantas en los surcos femeninos. Tal control del polen es útil para mantener las características varietales y la pureza de la variedad. En el momento en que se secan los estambres, los surcos femeninos son revisados para constatar sus caracte-rísticas varietales. Los surcos masculinos dan una buena medida de comparación para la selección de las plantas que corresponden a la variedad. La selección es rigurosa y en algunos casos puede llegar a descartarse hasta el 50% de las plantas femeninas. En el momento de la madurez, de cinco a diez mazorcas que coinciden con la descripción varietal en lo que hace a las características de las mazorcas y los granos, son cosechadas de los surcos feme-ninos. Se conservan alrededor de las 100 mejores mazorcas como progenitores para el ciclo siguiente de producción de semilla breeder. La semilla sobrante de las mazorcas seleccionadas es usada para producir semilla fundación. Ambos sistemas son igualmente adecuados para mantener la variedad de polinización abierta y para la producción de semilla breeder. El mejorador puede cambiar de un sistema a otro conservando la semilla para el mantenimiento de la variedad por medio de las mazorcas o de la producción masiva.

Producción de semilla fundación

El primer incremento de la semilla de categoría breeder produce la semilla funda-ción, la cual algunas veces es llamada semilla básica. La responsabilidad de la producción de la semilla fundación recae en algunos casos en una Agencia para la Producción de Semilla Fundación o en otros casos en una institución que se asume la responsabilidad de produc-ción esas semillas a partir de las semillas recibidas de los mejoradores. La semilla bree-der es sembrada en parcelas aisladas de cualquier otra fuente de polen de maíz para evitar la contaminación. Una distancia de 200 metros de otros maíces en el momento de la floración puede ser considerada adecuada. La producción de semilla fundación se lleva a cabo por la polinización abierta de las plantas sembradas con la semilla breeder de la variedad. Todas las plantas fuera del tipo aceptable de descriptores de las variedades para la producción de semilla fundación son eliminadas antes de que derramen el polen. La eliminación de plantas por las características indeseables de la mazorca y los granos se hace en el momento de la cosecha y antes del desgranado. El rango de variación aceptable en la semilla fundación es mas amplio que en la semilla breeder, y está alrededor de ± 1,55 s para los caracteres cuantitativos y de ± 5% s para los caracteres cualitativos. Es altamente deseable que los mejoradores responsables del mantenimiento de la variedad y de la producción de semilla breeder inspeccionen las parcelas de producción de semilla funda-ción durante la floración y las operaciones de entresacado. Las parcelas de semilla funda-ción también deberían ser inspeccionadas por los técnicos de la agencia de certificación, responsable por la emisión de las tarjetas correspondientes. La semilla fundación será usada para la producción de semilla certificada, la cual a su vez será distribuida a los agricul-tores para la producción comercial de maíz. En algunas situaciones de emergencia la cantidad de semillas de la primera generación de semilla fundación puede ser menos de la necesaria para producir la cantidad requerida de semilla certificada. En tal caso, es posible producir otra generación de semilla fundación para producir una segunda generación de semilla, llamada en este caso semilla registrada. La semilla fundación 2 es producida con los mismos procedimientos y precauciones des-criptos líneas arriba para la producción de la primera generación de semilla fundación.

Semilla certificada

La semilla certificada es producida a partir de la semilla fundación -o de la segunda generación de semilla fundación. Esta es la última etapa del proceso de producción de semillas. La semilla certificada se obtiene por la polinización cruzada de las plantas culti-vadas a partir de la semilla fundación, en parcelas aisladas 200 metros de cualquier otra parcela de maíz que florezca al mismo tiempo. El sistema de producción es el mismo descripto antes para la semilla fundación, con la diferencia en los estándares para entresacar plantas fuera de tipo y un mayor rango aceptable de los descriptores varietales. Por lo general se quitan 5% de las plantas antes de la floración. El rango de variación en la producción de semillas certificadas es de ± 1,96 s para los caracteres cuantitativos y ± 8% s para los caracteres cualitativos. El entre-sacado de mazorcas basado en las caracte-rísticas de las mazorcas y de los granos, incluyendo las mazorcas con granos enfermos, es hecha en el momento de la cosecha y nuevamente al desgranar.

PRODUCCIÓN DE SEMILLAS DE HÍBRIDOS

Los procedimientos para la producción de semillas de maíz híbrido han sido descriptos por Steele (1978), Jugenheimer (1985), Wych (1988), Córdova, Queme y Rosado (1992), Ramírez y Córdova (1972), Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) y Agrawal et al. (1997). A diferencia de las variedades de polinización abierta donde solo un parental está involu-crado en la producción de semillas, en el maíz híbrido la producción de semillas requiere de dos a cuatro parentales. Es, por lo tanto, una operación mas compleja, necesita un mejor nivel de competencia técnica y requiere mas inversiones para el mantenimiento de las líneas endocriadas y otros parentales, así como también en las etapas de semilla fundación y certificada. Varios tipos de maíz híbrido han sido descriptos en el capítulo Mejoramiento de maíz híbrido. La responsabilidad de mante-ner los parentales y de producir la semilla breeder debe recaer en los mejoradores. Las líneas endocriadas son líneas puras con un alto nivel de homocigosis y la pureza genética y los estándares de uniformidad de las líneas endocriadas parentales deben ser cuidadosa-mente observadas y mantenidas. Las líneas endocriadas normalmente son mantenidas por cruzamientos naturales al azar entre parientes, con un cuidadoso entresaque de todas las plantas fuera de tipo antes de la polinización. La semilla breeder de las líneas endocriadas también es producida de la misma forma. Bastante a menudo, las semillas parentales y algunas veces las semillas breeder de las líneas endocriadas son producidas muy cuidadosa-mente en mayores cantidades y almacenadas a bajas temperaturas para su uso en años suce-sivos. Esto asegura la disponibilidad de semillas de las líneas endocriadas en la can-tidad necesaria y también reduce la deriva genética.

La semilla de las cruzas simples se produce cruzando dos líneas endocriadas en una parcela aislada. Algunas veces, la semilla de las cruzas híbridas simples, que es costosa, se usa para producir cultivos comerciales de maíz aprovechando el potencial de su alto rendi-miento. Para la producción de híbridos de tres vías, se siembra una cruza simple como pro-genitor femenino y una línea endocriada como progenitor masculino polinizador. En las cruzas de híbridos dobles, la semilla fundación de dos híbridos simples se siembra para la producción de semilla del híbrido. En el caso de las cruzas de líneas no endocriadas x parentales endoc-riados híbridos, la línea no endocriada puede ser mantenida y la producción de semilla fundación se realiza como se describió para las variedades de polinización abierta. El parental endocriado se mantiene y se incre-menta como se ha discutido para la producción de semillas de los híbridos.

Las combinaciones de híbridos de líneas endocriadas x no endocriadas pueden ser topcrosses -variedades de polinización abierta x línea endocriada- o topcrosses dobles -cruza simple de líneas endocriadas x variedades de polinización abierta. Solamente los parentales no endocriados de los híbridos son producidos cruzando dos variedades de polinización abierta mejorados, sintéticos o compuestos. Los parentales no endocriados de los híbridos pueden también ser producidos a partir de dos familias totalmente hermanas o medio herma-nas o cualquier combinación de las mismas. Es importante que en cualquier sistema de producción de semillas de híbridos, todos los parentales, tanto endocriados como no endocriados, sean mantenidos con el máximo cuidado y usados para la producción de semilla fundación y certificada en una manera sistemática.

Uno de los elementos importantes en la producción de semilla de híbridos es la identi-ficación correcta de las líneas endocriadas u otros parentales que serán usados como pro-genitores femeninos, el punto crítico de la floración, la producción de polen de los progenitores masculinos y el rendimiento de semillas de las plantas femeninas. La relación de surcos masculinos: femeninos y los métodos de siembra en las parcelas de cruza-mientos pueden tener influencia directa sobre el éxito o el fracaso de la producción de semillas. Ramírez y Agrawal et al. (1997) discutieron las relaciones entre surcos femeninos y mascu-linos y varios modelos de siembra. Es impor-tante asegurar la disponibilidad de polen en las parcelas de producción de modo que todas las plantas femeninas sean polinizadas para obtener una buena producción de semillas. Si no se usa alguna forma de macho esterilidad en la composición del progenitor femenino, todos los surcos femeninos deberán ser despanojados. El despanojado consiste en la remoción física de la panoja de todas las plantas femeninas antes de que derramen polen. Cuando el despanojado es hecho correctamente, todos los granos en las mazor-cas de los surcos femeninos han sido polinizados con polen de los progenitores masculinos, dando así una buena semilla del híbrido. El despanojado manual se efectúa tirando hacia arriba de la parte inferior del pedúnculo de la panoja. Si hubiera demasiadas plantas en cada surco femenino y si estos surcos están sembrados muy cerca, la efi-ciencia del despanojado puede ser insufi-ciente. El despanojado es una tarea de corta duración pero sumamente intensiva que no se puede detener en caso de mal tiempo o de días festivos. La calidad del despanojado afecta directamente la calidad de la producción de la semilla del híbrido. En muchos países en vías de desarrollo, las agencias de certificación de semillas tienen normas fijas y específicas para el despanojado de las plantas fuera de tipo en los surcos masculinos y establecen un límite máximo de derrame de polen en las panojas de plantas femeninas. En cualquiera de las inspec-ciones de despanojado, cuando las plantas femeninas tienen mas de 5% de estambres receptivos, los surcos masculinos no deberían presentar mas de 0,2% de plantas fuera de tipo derramando polen y las plantas femeninas no deberían tener mas de 1% de panojas polinizando (Agrawal et al.1998).

La eficiencia de la producción de semillas es importante para el éxito de cualquier pro-grama de semillas. Es deseable organizar las varias etapas de la producción de semillas en el área de adaptación donde será usada. Esto evitará la deriva genética y además el costo de transporte de la semilla será menor. Por otro lado, un elemento importante es la tasa de multiplicación de la semilla, desde la semilla breeder hasta la semilla certificada. Esto contribuye a producir las cantidades ade-cuadas de semillas en áreas relativamente pequeñas, permitiendo así una mas eficiente supervisión e inspección de los campos de producción y manteniendo bajos los costos. El manejo de las parcelas de semillas también debe ser el mejor posible, con el aporte opor-tuno de todos los insumos necesarios. La densidad de las plantas en las parcelas de producción de semillas debe ser uniforme y nunca ni excesivo ni menor del necesario; el tamaño de la semilla será mayor si la densidad de las plantas no es excesivamente alta. Será siempre conveniente conservar existencias de semillas de categoría breeder y fundación de reserva, ya que en caso del fracaso inesperado de un cultivo, el programa de producción no se interrumpa y se pueda mantener un abas-tecimiento regular de semillas a los agricultores. Es necesario tener presente que la producción de semillas es un sistema continuo, desde la produccón de semillas breeder hasta las semillas certificadas. Es necesario hacer una planificación cuidadosa para evitar la falta o el exceso de semillas y mantener un abasteci-miento regular. Un mecanismo de planificación puede ser estimar el área para la cual será necesaria semilla certificada y asegurar su producción por medio de una adecuada producción de semillas de las categorías superiores. Douglas (1980), CIMMYT (1984) y Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) han enfatizado la importancia del mecanismo de una planificación correcta para el éxito de un programa de producción de semillas. La Tabla 40 muestra el área, la semilla requerida para plantar esa área y la producción de semillas de las distintas categorías de semillas necesarias para producir semillas de una variedad de polinización abierta mejoradas destinadas a la siembra de 200 000 hectáreas de maíz comercial cada año.

Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) prepa-raron una guía similar para la planificación de la producción de semillas de híbridos de doble cruza para la siembra comercial de 200 000 hectáreas. Es un caso mas complejo ya que involucra la planificación de los requeri-mientos y producción de cuatro líneas endo-criadas y dos cruzamientos simples, los que son usados posteriormente para la producción del híbrido doble. La producción de semilla de híbridos es compleja y costosa y los produc-tores de semilla deben aprender diseños complicados para la siembra: la siembra de surcos femeninos y masculinos se debe hacer en tal forma que se sincronice la emisión de estambres de los primeros con el derrame del polen de las plantas masculinas. También se deben establecer normas mas exigentes, entresacar plantas y despanojar y tener sumo cuidado en la cosecha. El mayor costo de las semillas de los parentales contribuye al mayor costo de las semillas del híbrido, pero sin embargo, es provechoso para los agricultores pagar por ese mayor precio de la semilla si las ganancias esperadas por su uso son adecuadas en términos de productividad y económicos. CIMMYT (1987, 1994), López Pereira y Filippello (1995) y Dowswell, Paliwal y Cantrell (1996) han discutido varios aspectos de la economía de la producción de semillas en los países en vías de desarrollo.

TABLA 40

Planificación para la producción de semillas de varias categorías de semillas destinadas a la siembra de 200 000 hectáreas anuales de maíz comercial de una variedad de polinización abierta mejorada

Actividad

Rendimiento esperado

Área

Densidad de siembra

Semilla necesaria

 

(t/ha)

(ha)

(kg/ha)

(t)

Cultivo comercial

-

200 000

20

4 000

Semilla certificada

3,0

1 333

15

200

Semilla fundación

2,0

20a

15

0,3

Semilla breeder

1,0

0,6a

10

0,006

a Esta área es el doble del área real necesaria de modo de producir una cantidad adcional de semillas de reserva.

Fuente: adaptado de CIMMYT, 1984; Dowswell, Paliwal y Cantrell, 1996.

COSECHA Y PROCESAMIENTO DE LAS SEMILLAS

La cosecha de la semilla de maíz y su procesamiento, incluyendo secado, limpieza, separación por tamaño, tratamiento, embol-sado y almacenamiento hasta su distribución a los agricultores, han sido descriptos en varios libros y otras publicaciones (Jugen-heimer, 1985; Singh, 1987; Wych, 1988; Dowsewll, Paliwal y Cantrell, 1996; Agrawal et al.1997). La semilla de maíz está técnicamente pronta para ser cosechada cuando se ha formado la capa negra en el punto de inserción en el olote y la semilla ha alcanzado la madurez fisiológica. La semilla de maíz alcanza en este momento su mejor calidad, y después, a medida que pasa el tiempo y es sometida a varias fuerzas externas, comienza a declinar. Todas las operaciones a partir de la cosecha hasta su siembra por parte del agricultor deben estar dirigidas a conservar a los niveles mas altos la longevidad y la germinabilidad.

El contenido de humedad de la semilla en el momento de la madurez fisiológica está por encima de 30% y en algunos genotipos y condiciones ambientales puede llegar a 38%. En muchos ambientes tropicales la semilla no debe ser cosechada con tales niveles de hume-dad y se considera seguro dejarla secar en la planta hasta cerca de 25%. Si las parcelas de los campos de producción deben ser liberadas del cultivo, las plantas de maíz son cosechadas junto con las mazorcas y son puestas a secar en parvas con buena circulación de aire. Gran parte del maíz para semilla en los países tropicales es cosechado manualmente, al contrario de lo que ocurre en las zonas tem-pladas en los países industrializados donde es cosechado mecánicamente. En la práctica, esta cosecha manual de las mazorcas da una oportunidad favorable al productor de semillas para revisar su pureza genética y su sanidad. La cosecha de la semilla de híbridos debe ser muy cuidadosa a fin de evitar que las mazorcas de las plantas masculinas sean confundidas con las mazorcas valiosas de las plantas femeninas.

Secado

La humedad de la semilla debe ser llevada a menos de 15% para su desgranado y procesamiento. Hay tres sistemas de secado dependiendo de la cantidad de mazorcas a secar y de las facilidades disponibles. El secado al sol extendiendo las mazorcas en una capa fina y removiéndolas frecuentemente es el sistema mas económico y puede ser eficien-temente usado cuando la cantidad de mazorcas es escasa y está planificada la producción de una pequeña cantidad de semillas. Otra alternativa usada por los pequeños produc-tores es el almacenamiento en un granero o troja hecho de exprofeso para el secado; hay varios diseños de graneros, en general construidos con materiales locales. El secado en los graneros toma mas tiempo que el secado al sol y la semilla es mas proclive a ser infestada con insectos del almacenamiento. El sistema mas eficiente es el pasaje de aire forzado o secado artificial, ya sea con el aire a tempera-tura ambiente o con aire caliente; este sistema es el mas eficiente porque da menos oportu-nidades a las infecciones y al daño de las semillas. Muchas industrias de semillas usan el secado artificial para reducir la humedad de las semillas por debajo de 15% para el desgranado. Existen varios tamaños de secadores que usan distintos combustibles, adaptados a las distintas necesidades de los usuarios. Un secador consiste en un venti-lador que fuerza el pasaje del aire a través de un elemento caliente como un quemador o un calentador y lo empuja hacia las mazorcas en el secadero. La fuente de energía puede ser madera, carbón, olotes de maíz, paja, combus-tible diesel, gas natural, butano o propano; en algunos países existen secadores solares. Es importante que el quemador o el calentador tengan un control termostático de la tempe-ratura para evitar daños a las semillas. Las temperaturas excesivamente altas combinadas con una humedad de mas de 20% pueden dañar irreversiblemente el embrión. La regla general es que cuanto mas alto es el contenido de humedad de la semilla, mas baja debe ser la temperatura del aire que llega a las semillas. Cuando las semillas se secan con aire caliente forzado, la pérdida inicial de humedad es mas rápida, desde la capa exterior del endosperma en un gradiente de humedad desde el centro de la semilla hacia la periferia. Si este gradiente es muy grande, lo cual sucede en semillas con un contenido de humedad alto, ocurren una serie de estreses internos; estos pueden dañar el pericarpio, lo cual puede dar lugar a una menor viabilidad y longevidad de la semilla. Hay excelentes tablas disponibles para aconsejar al usuario sobre la temperatura del aire y el sistema de calentamiento, depen-diendo de la cantidad de maíz, su humedad y su humedad relativa.

Las etapas siguientes del procesamiento de las semillas -desgranado, limpieza, clasificación por forma y tamaño, tratamiento con funguicida e insecticida, embolsado y almacenamiento- están bien estandardizadas. Las normas de certificación de semillas y los procedimientos para análisis de semillas están claramente establecidos en muchos de los países en desarrollo; es posible decir que en algunos de estos países estos últimos aspec-tos del control de calidad están mas desarro-llados que los procedimientos para la producción de semillas.

LOS SISTEMAS DE SEMILLAS EN LOS SECTORES PÚBLICO Y PRIVADO

El sector privado está teniendo un papel cada vez mas importante en la producción y distribución de semillas de maíz en muchos países de la zona tropical. El papel de los sectores público y privado en el sector de semillas ha sido ampliamente discutido en los últimos años (Douglas, 1980; Echeverría, 1990, 1991; Jaffee y Shrivastava, 1993; CIMMYT, 1994; Chopra, 1994; Lantin, 1994; López Pereira y Filippello, 1995; Dowswell, Paliwal y Cantrell, 1996). Muchos de estos autores enfatizan la importancia de ambos sectores, el público y el privado, en la producción y distribución de semillas. También se ha enfatizado que el sector privado tiene ventajas para organizar servicios eficientes de producción y distribu-ción. En general, la creciente presencia de los sistemas del sector privado en los ambientes tropicales es un hecho positivo, si bien hay algunos puntos que causan considerable preocupación. Uno de ellos es la declarada -o no declarada- división de responsabilidades entre los dos sectores. El sector privado está sobre todo involucrado en la producción de semillas de híbridos adaptados solo para los ambientes favorables a la producción de maíz, y al sector público se le deja la responsabilidad de producir las variedades de polinización abierta, que por lo general son usadas en ambientes marginales o desfavorables. Esta dicotomía no es un enfoque correcto, ya que semillas de buena calidad son necesarias tanto de variedades de polinización abierta como de híbridos. La posición de que la producción de semillas de las variedades de polinización abierta pueden o deban ser responsabilidad del sector público y de que el sector privado debería tomar a su cargo la producción de híbridos superiores, no debería ser aceptada. El sector público, en términos generales debería ser responsable y capaz de satisfacer la demanda de semillas por un cierto tiempo hasta que las semillas de híbridos encuentran la aceptación masiva de los agricultores que siembran variedades de polinización abierta. Si el sistema del sector público no participa en el desarrollo de maíces híbridos, la producción de maíz en los trópicos no será capaz de llegar a una tasa de crecimiento satisfactoria.

La producción de semillas de híbridos, especialmente en las manos del sector privado, promueve el desarrollo de la industria de semillas. Por otro lado, las variedades de polini-zación abierta de alta calidad no promueven automáticamente la industria de semillas porque los agricultores están inclinados a usar sus propias semillas por algunos años, el precio de la semilla es bajo y no hay mayores ganancias en la producción y distribución de las semillas de las variedades. El verdadero potencial del aumento de la productividad y de la producción de las variedades de polini-zación abierta no ocurre en presencia de un sistema completo que maneje tanto variedades como híbridos. Es imperativo que toda la industria de semillas en los trópicos sea revitalizada. Deberían ser establecidas polí-ticas e incentivos de modo que la producción de cultivares no híbridos pudiera ser también tan eficiente como la producción de semillas de híbridos en el sector privado. En este contexto, los recientes trabajos sobre políticas publicados por el Banco Mundial (Srivastava y Jaffee, 1993; Jaffee y Srivastav, 1994) sobre la necesidad y posibles mecanismos para el desarrollo de una industria masiva de semillas merece ser considerado para la puesta en marcha de algunas ideas.

Han ocurrido además algunos adelantos científicos importantes como la introducción de la apomixis en el cultivo del maíz. Cuando esta sea una realidad de amplia difusión, tal como debería ser, la ecuación completa del desarrollo del maíz híbrido, producción y distribución de semillas, podría cambiar. Los híbridos apomícticos serán esencialmente híbridos de una sola línea para la producción de semillas y serán manejados como una variedad o un sintético, mientras que conser-varán su potencial híbrido. Mientras tanto, el desarrollo de sistemas mas eficientes de pro-ducción y comercialización de semillas, tanto de variedades de polinización abierta como de híbridos debe ser reforzado y mejorado de que modo que las ventajas de un germoplasma superior puedan ser explotadas en un área mayor del cultivo del maíz en los trópicos.

REFERENCIAS

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1 Los detalles sobre el despanojado se encuentran en el sección que se refiere a la producción de semillas de híbridos.

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