La colza ( Brassica napus subsp. napus ), también conocida como colza , es un miembro de floración de color amarillo brillante de la familia Brassicaceae (familia de la mostaza o col), cultivada principalmente por su semilla rica en aceite, que contiene naturalmente cantidades apreciables de ácido erúcico. . El término " canola " denota un grupo de cultivares de colza que fueron criados para tener niveles muy bajos de ácido erúcico y que son especialmente apreciados para su uso como alimento humano y animal. La colza es la tercera fuente de aceite vegetal y la segunda fuente de harina proteica en el mundo. [2] [3]
_Brassica_napus_-_Habit.jpg/1280px-(MHNT)_Brassica_napus_-_Habit.jpg)
.jpg/1280px-Brassica_napus_fruit7_(14678237321).jpg)
Brassica napus crece hasta 100 centímetros (39 pulgadas) de altura con hojas inferiores sin pelo, carnosas, pinnatífidas y glaucas [4] [5] [6] que tienen pedúnculos, mientras que las hojas superiores no tienen pecíolos . [7]
Las flores de colza son de color amarillo brillante y miden unos 17 milímetros ( 3 ⁄ 4 pulgadas) de ancho. [5] Son radiales y constan de cuatro pétalos en forma de cruz típica, alternados con cuatro sépalos . Tienen una floración racemosa indeterminada que comienza en el cogollo más bajo y crece hacia arriba en los días siguientes. Las flores tienen dos estambres laterales con filamentos cortos y cuatro estambres medianos con filamentos más largos cuyas anteras se separan del centro de la flor al florecer. [8]
Las vainas de colza son silicuas verdes y alargadas durante el desarrollo que eventualmente maduran y se vuelven marrones. Crecen en pedicelos de 1 a 3 cm ( 3 ⁄ 8 a 1+3 ⁄ 16 pulgadas) de largo y puede variar de 5 a 10 cm (2 a 4 pulgadas) de largo. [7] Cada vaina tiene dos compartimentos separados por una pared central interior dentro de la cual se desarrolla una fila de semillas. [9] Las semillas son redondas y tienen un diámetro de1,5 a 3 mm ( 1 ⁄ 16 a 1 ⁄ 8 pulgadas). Tienen una textura superficial reticulada [7] y son negros y duros en la madurez. [9]
B. napus se puede distinguir de B. nigra por las hojas superiores que no abrazan el tallo, y de B. rapa por sus pétalos más pequeños que miden menos de 13 mm ( 1 ⁄ 2 pulgadas) de ancho. [5]
La especie Brassica napus pertenece a la familia de plantas con flores Brassicaceae . La colza es una subespecie con el autónimo B. napus subsp. napus . [10] Abarca las semillas oleaginosas, las hortalizas y la colza forrajera de invierno y primavera. [11] La col rizada siberiana es una variedad de colza de hoja distinta ( B. napus var. pabularia ) que solía ser común como verdura anual de invierno. [12] [11] La segunda subespecie de B. napus es B. napus subsp. rapifera (también subsp. napobrassica ; el nabo colinabo, colinabo o nabo amarillo). [13] [14]
B. napus es un anfidiploide digenómico que se produjo debido a la hibridación interespecífica entre B. oleracea y B. rapa . [15] Es una especie polinizadora autocompatible como las otras especies anfidiploides de Brassica . [dieciséis]
El término "violación" deriva de la palabra latina para nabo , rāpa o rāpum , afín a la palabra griega ῥάφη , rhaphe . [17]
En Irlanda del Norte, se registran fugas de B. napus y B. rapa en márgenes de carreteras y terrenos baldíos. [18]
Los cultivos del género Brassica , incluida la colza, estuvieron entre las primeras plantas cultivadas ampliamente por la humanidad hace ya 10.000 años. La colza se cultivaba en la India ya en el año 4000 a. C. y se extendió a China y Japón hace 2000 años. [11]
El aceite de colza se cultiva predominantemente en su forma de invierno en la mayor parte de Europa y Asia debido al requisito de vernalización para iniciar el proceso de floración. Se siembra en otoño y permanece en una roseta de hojas sobre la superficie del suelo durante el invierno. A la planta le crece un largo tallo vertical en la primavera siguiente, seguido del desarrollo de ramas laterales. Generalmente florece a finales de la primavera y el proceso de desarrollo y maduración de las vainas se produce durante un período de 6 a 8 semanas hasta mediados del verano. [8]
En Europa, la colza de invierno se cultiva como cultivo de descanso anual en rotaciones de tres a cuatro años con cereales como el trigo y la cebada , y cultivos de descanso como los guisantes y los frijoles . Esto se hace para reducir la posibilidad de que plagas y enfermedades se transmitan de un cultivo a otro. [19] La colza de invierno es menos susceptible a la pérdida de cosechas , ya que es más vigorosa que la variedad de verano y puede compensar los daños causados por las plagas. [20]
La colza de primavera se cultiva en Canadá, el norte de Europa y Australia, ya que no es resistente al invierno y no requiere vernalización. El cultivo se siembra en primavera y el desarrollo del tallo se produce inmediatamente después de la germinación . [8]
La colza se puede cultivar en una amplia variedad de suelos bien drenados, prefiere un pH entre 5,5 y 8,3 y tiene una tolerancia moderada a la salinidad del suelo . [21] Es predominantemente una planta polinizada por el viento , pero muestra un rendimiento de grano significativamente mayor cuando se poliniza con abejas , [22] casi el doble del rendimiento final [23] pero el efecto depende del cultivar. [24] Actualmente se cultiva con altos niveles de fertilizantes que contienen nitrógeno, y la fabricación de estos genera N 2 O . Se estima que entre el 3% y el 5% del nitrógeno proporcionado como fertilizante para la colza se convierte en N 2 O. [25]
La colza tiene una gran demanda de nutrientes; en particular, su demanda de azufre es la más alta entre todos los cultivos herbáceos. Desde la disminución de los aportes de azufre atmosférico durante la década de 1980, la fertilización con azufre se ha convertido en una medida estándar en la producción de colza. [26] [27] Entre los micronutrientes, en el cultivo de colza se debe prestar especial atención al boro , [28] al manganeso [29] y al molibdeno . [30]
Se espera que la variedad cultivable de colza disminuya debido al cambio climático y, cuando se cultiva colza, se espera que la calidad del cultivo, tanto en rendimiento como en volumen de aceite, disminuya sustancialmente. [31] Algunos investigadores recomiendan buscar variedades alternativas de Brassica para el cultivo. [31]
Las principales enfermedades del cultivo de colza de invierno son el cancro , la mancha foliar clara ( Pyrenopeziza brassicae ), la pudrición del tallo por alternaria y esclerotinia . El cancro provoca manchas en las hojas , maduración prematura y debilitamiento del tallo durante el periodo otoño-invierno (otoño-invierno). Se requiere un tratamiento con fungicida conazol o triazol a fines del otoño (otoño) y en primavera contra el cancro, mientras que se usan fungicidas de amplio espectro durante el período primavera-verano para el control de alternaria y esclerotinia. [32] La colza no se puede plantar en estrecha rotación consigo misma debido a enfermedades transmitidas por el suelo como la esclerotinia, la marchitez por verticillium y la raíz club . [19]
La colza transgénica es muy prometedora pararesistencia a las enfermedades . [33] La transexpresiónde unaquitinasa de clase IIdela cebada(Hordeum vulgare) y unaproteína que inactiva el ribosoma de tipo Ien B. juncea produce una granefecto de resistencia a los hongos . [33]Chhikaray cols. , 2012[34]encuentra que esta combinación detransgenesreducede las hifasen un 44% yretrasa la presentación de la enfermedaden Alternaria brassicicola dejuncea. [33]
La pierna negra ( Leptosphaeria maculans / Phoma lingam ) es una enfermedad importante. [35] Yu et al. , 2005 utiliza análisis de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción en dos poblaciones haploides duplicadas, DHP95 y DHP96. Encuentran un gen de resistencia en cada uno,LepR1 y LepR1 . [35]
La colza es atacada por una amplia variedad de insectos,nematodos ,babosas ypalomas torcaces. [36]El mosquito de la vaina de la col ( Dasineura brassicae ), el gorgojo de la semilla de la col (Ceutorhynchus assimilis), el gorgojo del tallo de la col ( Ceutorhynchus pallidactylus ), el escarabajo pulga del tallo de la col ( Psylliodes chrysocephala ), el gorgojo del tallo de la colza (Ceutorhynchus napi) ylos escarabajos del polenson los principales plagas de insectos que se alimentan del cultivo de colza en Europa. [37]Las plagas de insectos pueden alimentarse de las vainas en desarrollo para poner huevos en su interior y comerse las semillas en desarrollo, perforar el tallo de la planta y alimentarse de polen, hojas y flores. Los insecticidas piretroidessintéticosson el principal vector de ataque contra las plagas de insectos, aunque en muchos países se utilizanprofilácticos. [32] de molusquicidase utilizan antes o después de la siembra del cultivo de colza para proteger contra las babosas. [36]
En 2014, Dalton-Morgan et al. publicaron una matriz de SNP para B. napus . , [38] y otro de Clarke et al. , en 2016, [39] los cuales desde entonces se han utilizado ampliamente en el mejoramiento molecular . En una demostración de la importancia de la epigenética , Hauben et al. , 2009 encontró que las líneas isogénicas no tenían eficiencias de uso de energía idénticas en condiciones de crecimiento reales, debido a diferencias epigenéticas. [40] Geng et al. aplicaron la secuenciación de fragmentos amplificados de locus específico (SLAF-seq) a B. napus . , en 2016, que revela la genética del proceso de domesticación pasado, proporciona datos para estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) y se utiliza para construir un mapa de ligamiento de alta densidad . [40]
En 1973, los científicos agrícolas canadienses lanzaron una campaña de marketing para promover el consumo de canola . [41] La harina de semillas, aceite y proteínas derivada de cultivares de colza que son bajos en ácido erúcico y bajo en glucosinolatos se registró originalmente como marca comercial, en 1978, del Canola Council of Canada, como "canola". [42] [43] Canola es ahora un término genérico para variedades comestibles de colza, pero todavía se define oficialmente en Canadá como aceite de colza que "debe contener menos del 2% de ácido erúcico y menos de 30 µmol de glucosinolatos por gramo de aire". harina seca sin aceite." [43] [44] En la década de 1980, la disminución de los aportes de azufre atmosférico a los suelos del norte de Europa, en relación con un uso interno menos eficiente del azufre en el metabolismo de las nuevas variedades bajas en glucosinolatos (variedades 00), dio como resultado una mayor apariencia de color blanco. floración, un síntoma muy específico de la deficiencia de azufre, en los cultivos de colza [45] que durante los procedimientos oficiales de evaluación de variedades se atribuyó erróneamente a una falta de homogeneidad genética ("sangre canadiense"). [46]
Los daños previstos a los animales salvajes causados por la búsqueda de alimento en los cultivos de colza 00 se debieron a un cambio en la dieta de los animales hacia una mayor absorción de proteínas y metabolitos que contienen azufre a expensas de las fibras, pero no a características específicas de las variedades 00 genéticamente alteradas. . [47]
Tras la Directiva sobre biocombustibles para el transporte del Parlamento Europeo de 2003 que promueve el uso de biocombustibles, el cultivo de colza de invierno aumentó dramáticamente en Europa. [23]
Bayer Cropscience , en colaboración con BGI-Shenzhen , China, KeyGene, Países Bajos y la Universidad de Queensland, Australia, anunció que había secuenciado el genoma completo de B. napus y sus genomas constituyentes presentes en B. rapa y B. oleracea en 2009. El Proyecto Multinacional del Genoma de Brassica ha secuenciado el componente del genoma "A" de la especie de colza anfidiploide B. napus . [48]
En 1998 se desarrolló una variedad genéticamente modificada de colza, diseñada para tolerar el glifosato , y se considera la canola más resistente a las enfermedades y a la sequía. En 2009, el 90% de los cultivos de colza plantados en Canadá eran de este tipo. [49]
La empresa Monsanto diseñó genéticamente nuevos cultivares de colza para que sean resistentes a los efectos de su herbicida Roundup . En 1998, lo llevaron al mercado canadiense. Monsanto solicitó una compensación a los agricultores que tenían cultivos de este cultivar en sus campos sin pagar una tarifa de licencia. Sin embargo, estos agricultores afirmaron que el polen que contenía el gen Roundup Ready fue llevado a sus campos y cruzado con canola inalterada. Otros agricultores afirmaron que después de rociar Roundup en campos que no eran de canola para matar las malezas antes de plantar, los voluntarios de Roundup Ready se quedaron atrás, lo que generó gastos adicionales para eliminar las malezas de sus campos. [50]
En una batalla legal seguida de cerca, la Corte Suprema de Canadá falló a favor de la demanda de infracción de patente de Monsanto por el cultivo sin licencia de Roundup Ready en su fallo de 2004 sobre Monsanto Canada Inc. v. Schmeiser , pero también dictaminó que Schmeiser no estaba obligado a pagar ninguna daños y perjuicios. El caso generó controversia internacional, como una legitimación sancionada por los tribunales para la protección global mediante patentes de cultivos genéticamente modificados . En marzo de 2008, un acuerdo extrajudicial entre Monsanto y Schmeiser acordó que Monsanto limpiaría toda la cosecha de canola transgénica en la granja de Schmeiser, a un costo de aproximadamente 660 dólares canadienses. [50]
La Organización para la Agricultura y la Alimentación informa una producción mundial de 36 millones de toneladas métricas (40 millones de toneladas cortas; 35 millones de toneladas largas) en la temporada 2003-2004, y una estimación de 58,4 millones de toneladas métricas (64,4 millones de toneladas cortas; 57,5 millones de toneladas largas) en la temporada 2010-2011. [51]
La producción mundial de colza (incluida la canola) se multiplicó por seis entre 1975 y 2007. La producción de canola y colza desde 1975 ha abierto el mercado de aceites comestibles para el aceite de colza. Desde 2002, la producción de biodiésel ha ido aumentando constantemente en la UE y los EE.UU. hasta alcanzar los 6 millones de toneladas métricas (6,6 millones de toneladas cortas; 5,9 millones de toneladas largas) en 2006. El aceite de colza está en condiciones de suministrar una buena parte de los aceites vegetales necesarios para producirlo. combustible. Por lo tanto, se esperaba que la producción mundial aumentara aún más entre 2005 y 2015 a medida que los requisitos de contenido de biodiesel en Europa entren en vigor. [52]
La colza se cultiva para la producción de aceites vegetales comestibles, piensos para animales y biodiesel . La colza fue la tercera fuente de aceite vegetal en el mundo en 2000, después del aceite de soja y de palma . [2] Es la segunda fuente mundial de harina proteica después de la soja. [3]
El aceite de colza es uno de los aceites vegetales más antiguos conocidos, pero históricamente se utilizó en cantidades limitadas debido a los altos niveles de ácido erúcico , que daña el músculo cardíaco de los animales, y de glucosinolatos, que lo hacían menos nutritivo en la alimentación animal. [55] El aceite de colza puede contener hasta un 54% de ácido erúcico. [56] La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ha reconocido generalmente que el aceite de calidad alimentaria derivado de cultivares de colza, conocido como aceite de canola o aceite de colza con bajo contenido de ácido erúcico (aceite LEAR), es seguro . [57] El aceite de canola está limitado por regulación gubernamental a un máximo de 2% de ácido erúcico en peso en los EE. UU. [57] y 2% en la UE, [58] con regulaciones especiales para alimentos infantiles. No se cree que estos bajos niveles de ácido erúcico causen daño a los bebés humanos . [57] [59]
El procesamiento de la colza para la producción de aceite produce harina de colza como subproducto. El subproducto es un alimento para animales rico en proteínas, competitivo con la soja. La colza es un excelente cultivo para ensilaje (fermentado y almacenado en condiciones herméticas para su uso posterior como alimento para el invierno). El pienso se utiliza principalmente para la alimentación del ganado vacuno , pero también se utiliza para cerdos y aves de corral . [3] Sin embargo, los altos niveles de ácido erúcico y glucosinolatos en el aceite de colza natural reducen significativamente el valor nutricional de las tortas prensadas de colza para alimentación animal. [60] En China, la harina de colza se utiliza principalmente como fertilizante para el suelo y no como alimento para animales. [61]
El aceite de colza se utiliza como combustible diésel, ya sea como biodiésel , directamente en sistemas de combustible calentado o mezclado con destilados de petróleo para impulsar vehículos de motor. El biodiesel se puede utilizar en forma pura en motores más nuevos sin dañar el motor y frecuentemente se combina con diésel de combustibles fósiles en proporciones que varían del 2% al 20% de biodiesel. Debido a los costos de cultivar, triturar y refinar el biodiesel de colza, el biodiesel derivado de la colza a partir de aceite nuevo cuesta más de producir que el combustible diesel estándar, por lo que los combustibles diesel comúnmente se fabrican a partir del aceite usado. El aceite de colza es el aceite preferido para la producción de biodiesel en la mayor parte de Europa y representa aproximadamente el 80% de la materia prima, [ cita necesaria ] en parte porque la colza produce más aceite por unidad de superficie terrestre en comparación con otras fuentes de petróleo, como la soja, pero principalmente porque el aceite de canola tiene un punto de gelificación significativamente más bajo que la mayoría de los otros aceites vegetales.
Debido a los cambios en el medio ambiente causados por el cambio climático, un estudio de 2018 predijo que la colza se convertiría en una fuente poco confiable de petróleo para biocombustibles. [31]
La colza también se utiliza como cultivo de cobertura en los EE. UU. durante el invierno, ya que previene la erosión del suelo , produce grandes cantidades de biomasa , suprime las malezas y puede mejorar la labranza del suelo con su sistema de raíces. Algunos cultivares de colza también se utilizan como forraje anual y están listos para el pastoreo del ganado entre 80 y 90 días después de la siembra. [21]
La colza tiene un alto potencial melífero (produce sustancias que pueden ser recolectadas por los insectos) y es el principal cultivo forrajero para las abejas . [23] La miel de colza monofloral tiene un color blanquecino o amarillo lechoso, un sabor picante y, debido a su rápido tiempo de cristalización, una textura suave y sólida. Cristaliza en 3 a 4 semanas y puede fermentar con el tiempo si se almacena incorrectamente. [62] La baja proporción de fructosa a glucosa en la miel de colza monofloral hace que se granule rápidamente en el panal , lo que obliga a los apicultores a extraer la miel dentro de las 24 horas posteriores a su tapado. [23]
Como biolubricante , la colza tiene posibles usos para aplicaciones biomédicas (por ejemplo, lubricantes para articulaciones artificiales) y el uso de lubricante personal con fines sexuales. [63] El biolubricante que contiene 70% o más de aceite de canola/colza ha reemplazado al aceite de motosierra a base de petróleo en Austria, aunque suele ser más caro. [64]
La colza ha sido investigada como un medio para contener radionucleidos que contaminaron el suelo después del desastre de Chernobyl [65] [66] ya que tiene una tasa de absorción hasta tres veces mayor que otros granos, y sólo alrededor del 3 al 6% de los radionucleidos entrar en las semillas oleaginosas. [sesenta y cinco]
La harina de colza se puede incorporar al suelo como biofumigante . [67] Suprime hongos patógenos de cultivos como Rhizoctonia solani y Pratylenchus penetr . [67] : 39
Hulse-Kemp, Amanda M ; Lemm, Jana; Plieske, Jörg; Ashrafi, Hamid; Buyyarapu, Ramesh; Colmillo, David D; Frelichowski, James; Giband, Marc; Haya, Steve; Hinze, Lori L; Kochan, Kelli J; Riggs, Penny K; Scheffler, Jodi A; Udall, Josué A; Ulloa, Mauricio; Wang, Shirley S; Zhu, Qian-Hao; Bolsa, Sumit K; Bhardwaj, Archana; Burke, John J; Byers, Robert L; Clavérie, Michel; Gore, Michael A; Harker, David B; Islam, Mohammad Sariful; Jenkins, Johnie N; Jones, Don C; Lacape, Jean-Marc; Llewellyn, Danny J; Percy, Richard G; Pimienta, Alan E; Polonia, Jesse A; Mohan Rai, Krishan; Sawant, Samir V; Singh, Sunil Kumar; Spriggs, Andrés; Taylor, Jen M; Wang, Fei; Yourstone, Scott M; Zheng, Xiuting; Lawley, Cindy T; Ganal, Martín W; Van Deynze, Allen; Wilson, Iain W; Stelly, David M (1 de junio de 2015). "Desarrollo de una matriz de SNP de 63K para algodón y mapeo de alta densidad de poblaciones intraespecíficas e interespecíficas de Gossypium spp". G3: Genes, Genomas, Genética . Sociedad de Genética de América ( OUP ). 5 (6): 1187-1209. doi :10.1534/g3.115.018416. ISSN 2160-1836. PMC 4478548 . PMID 25908569. S2CID 11590488.
Medios relacionados con Brassica napus en Wikimedia CommonsMedios relacionados con el aceite de colza en Wikimedia Commons