El arroz híbrido es un tipo de arroz asiático que se ha cruzado a partir de dos variedades parentales muy diferentes. [1] Al igual que con otros tipos de híbridos , el arroz híbrido generalmente muestra heterosis o "vigor híbrido", por lo que cuando se cultiva en las mismas condiciones que variedades de arroz de raza pura comparables , puede producir hasta un 30% más de rendimiento . [2] Para producir semillas híbridas en gran cantidad, una variedad de arroz estéril de raza pura se fertiliza con polen fértil de una variedad diferente. Los cultivos de alto rendimiento , incluido el arroz híbrido, son una de las herramientas más importantes para combatir las crisis alimentarias mundiales .
La hibridación se ha utilizado durante mucho tiempo para generar nuevas variedades de arroz, como el IR8 . El uso de heterosis en semillas híbridas (F1) de primera generación es bien conocido, pero en esos casos las semillas F1 sólo se producen en pequeñas cantidades. El primer artículo académico sobre la aplicación de la heterosis a la producción de arroz se publicó en 1926, [3] pero su aplicación en la producción de arroz fue limitada debido a la naturaleza autopolinizante del arroz. En 1974, los científicos chinos transfirieron con éxito el gen de la esterilidad masculina del arroz silvestre para crear la línea genética y la combinación híbrida de la esterilidad masculina citoplasmática (CMS). [4] Esta es la primera vez que se utilizaron semillas híbridas F1 para plantaciones a gran escala. La primera generación de variedades híbridas de arroz eran híbridos de tres líneas y producían rendimientos entre un 15 y un 20 por ciento mayores que los de las variedades mejoradas o de alto rendimiento con la misma duración de crecimiento.
El científico chino Yuan Longping (1930-2021), conocido como el "padre del arroz híbrido", [5] es uno de los investigadores más famosos sobre el arroz híbrido. En la década de 1960, hizo su descubrimiento fundamental de la base genética de la heterosis en el arroz. Este fue un descubrimiento único porque anteriormente se pensaba que la heterosis no era posible para cultivos autopolinizados como el arroz. [6]
Otro agrónomo chino, Li Zhengyou , desarrolló el arroz híbrido tipo Dian y fue pionero en la investigación del arroz híbrido de gran altitud . Publicó el libro Arroz híbrido tipo Dian ( chino :滇型杂交水稻). [7] [8]
En China , se estima que el arroz híbrido se planta en más del 50% de los campos de cultivo de arroz y se le atribuye haber ayudado al país a aumentar sus rendimientos anuales de arroz, que se encuentran entre los más altos de Asia . El arroz híbrido también se cultiva en muchos otros importantes países productores de arroz, incluidos Indonesia , Vietnam , Myanmar , Bangladesh , India , [9] Sri Lanka , Filipinas , Brasil y Estados Unidos. [10] Un estudio de 2010 publicado por el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI), informa que la rentabilidad del arroz híbrido en tres estados de la India varió desde ser igualmente rentable como otros tipos de arroz hasta un 34% más rentable. [11] Sin embargo, en Myanmar, miles de agricultores se han quedado sin tierras y en la indigencia después de cuatro años consecutivos de malas cosechas. [12] Los inversores chinos en arroz híbrido se han apoderado de tierras que antes eran propiedad de minorías étnicas y, al mismo tiempo, han avivado el sentimiento antichino en el remoto estado de Shan, al norte de Myanmar. [13]
Fuera de China, otros institutos también están investigando el arroz híbrido, incluido el IRRI, que también coordina el Consorcio de Desarrollo del Arroz Híbrido. [14]
En 2014, durante un estudio etnográfico sobre la gestión de aguas superficiales, la investigadora estadounidense Joy D'Angelo descubrió un problema al cultivar el híbrido en terrazas: en realidad, el híbrido es tan eficiente en el uso del agua que puede poner en riesgo el ciclo de recarga del acuífero local de montaña, y hacer que ciertos arrozales se desmoronen. [15]
El vigor híbrido se expresa durante las primeras etapas de crecimiento vegetativo y reproductivo de la planta. Las plántulas híbridas jóvenes tienen un desarrollo más rápido de raíces y hojas y un mejor desarrollo del dosel ; la planta madura tiene mayor materia seca total, panículas más grandes (los brotes terminales que producen el grano ), más espiguillas (unidades de flor) por unidad de área , mayor peso total de los granos y, en consecuencia, mayores rendimientos. La desventaja es que los agricultores necesitan comprar semillas nuevas cada temporada. Los granos producidos por variedades de pura raza son casi genéticamente idénticos a sus padres y, por lo tanto, pueden almacenarse para plantarse más tarde. Si un agricultor intenta plantar semillas genéticamente diversas (producidas por reproducción sexual ) guardadas de un cultivo híbrido anterior, las plantas resultantes mostrarán rasgos muy diferentes, de la misma manera que sus hermanas se ven diferentes, y el cultivo resultante será inconsistentemente. produciendo decepción. [16] Además, la adopción de variedades híbridas sigue siendo baja en el Sur Global , posiblemente debido a su pobre desempeño en ciertas condiciones ambientales. [17]
En China, el sistema híbrido que implica límites a ciertas características ha impedido a los investigadores encontrar una manera de curar la mala resistencia contra enfermedades y plagas . Además, el arroz híbrido tiene más frecuencia de tener "incidencia de barrenador del tallo , saltamontes de espalda blanca , enrollador de hojas , tizón bacteriano , tizón de la vaina y enfermedades virales ". [18] "El mildiú velloso, el carbón falso y el carbón del grano" [18] ocurrieron más en el arroz híbrido. Por lo tanto, hay un enorme aumento en el uso de pesticidas en el arroz híbrido que en otros. Por ejemplo, en la provincia de Hunan, en comparación con la cosecha normal, se utilizó un 31% adicional de pesticidas en el arroz híbrido. [18] El proceso de mejoramiento en sí mismo es también una limitación del desarrollo del arroz híbrido. El cultivo de semillas y la mano de obra altamente calificada costaron mucho dinero al principio, lo que provocó que el 20% de las vías gubernamentales para resolver la brecha. Según el famoso científico chino Yuan Longping, en el futuro será necesario construir sistemas de dos líneas debido a la limitada superficie de la meseta. Lo más importante es que la falta de diversidad genética ha sido el principal problema que había que resolver.
Las empresas privadas de siembra también enfrentan desafíos al tratar con arroz híbrido porque el proceso de cultivo requiere mucho tiempo y es costoso. Por ejemplo, Cargill compró la semilla al gobierno chino en la década de 1980 y la semilla se produjo comercialmente hasta la década de 1992. Todavía hay más desafíos que enfrentar en esta área, tales como "calidad inferior del grano; resistencia inadecuada a enfermedades e insectos en la primera generación de híbridos; rendimiento de semillas bajo e inconsistente; suministro inadecuado de semillas puras de líneas parentales; y el alto costo de las semillas. " [19] Además, la política de libre participación del IRRI en realidad ha limitado el desarrollo de la investigación sobre el arroz híbrido. La información de la tecnología está bloqueada para los países y las empresas, impidiendo el camino del éxito del arroz híbrido.
Económica y políticamente, el problema que trajo consigo el arroz híbrido sigue siendo considerable. Los agricultores perdieron sus derechos de obtentor porque la semilla híbrida no existirá después de la cosecha y, por lo tanto, dependen en gran medida de empresas de semillas especializadas. El arroz híbrido para todo el país está controlado por unas pocas grandes empresas sembradoras, lo que plantea posibles problemas de seguridad alimentaria .
Sin embargo, es importante destacar que el arroz híbrido ha aportado mejoras significativas en el uso de la tierra y el agua, [20] el acceso a las calorías y la calidad de vida. [21]
Para futuras investigaciones es necesario mejorar la calidad del grano y la resistencia contra plagas y enfermedades. En comparación con las variedades de alto rendimiento , el rendimiento del arroz híbrido aumenta si se mejora la gestión agronómica. Además, es necesario mejorar "la capacidad de producción de semillas híbridas de líneas parentales" y "el desarrollo de híbridos que posean un mayor potencial de rendimiento que las líneas endogámicas NPT" [19] . En el proyecto IRRI-ADB, más investigadores y trabajadores deben ser más fuertes y profesionales. Las empresas de semillas necesitan invertir dinero en material e investigación, para encontrar la forma más estable de producir semillas y la vía potencial de comercialización. También se alienta al Gobierno a pulir políticas o fondos que puedan mejorar o impulsar la investigación del arroz híbrido.
Además, se debe monitorear el cultivo en terrazas para detectar problemas de desmoronamiento y acumulación de toxicidad del suelo, ya que una nueva investigación demuestra que el híbrido tiene una propensión a cambiar el ciclo de recarga de agua de la montaña más allá de lo que es sostenible. [21] Las soluciones propuestas incluyen el aumento de la agroforestería y el cultivo intercalado de lo antiguo con lo nuevo en lugares estratégicos. [21]
Del 21 al 22 de octubre de 2019, el arroz híbrido de tercera generación se probó por primera vez en la aldea de Qingzhu, condado de Hengnan , Hengyang , provincia de Hunan . El rendimiento por mu fue de 1.046,3 kg (unas 15 toneladas por hectárea). [ cita necesaria ] La tecnología del arroz híbrido de tercera generación es una línea masculina estéril modificada genéticamente como herramienta genética, que permite que todo el arroz encuentre teóricamente la "otra mitad" que se adapte a ellos y produzca una excelente descendencia.