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 la cría de nuevas variedades de arroz, como IR8 . El uso de heterosis en semillas híbridas de primera generación (F1) es bien conocido, pero en esos casos las semillas F1 solo 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 autopolinizadora del arroz. En 1974, los científicos chinos transfirieron con éxito el gen de esterilidad masculina del arroz silvestre para crear la línea genética de esterilidad masculina citoplasmática (CMS) y la combinación híbrida. [4] Esta es la primera vez que las semillas híbridas F1 se utilizaron para la plantación a gran escala. La primera generación de variedades de arroz híbrido fueron híbridos de tres líneas y produjeron rendimientos que fueron aproximadamente entre un 15 y un 20 por ciento mayores que los de las variedades mejoradas o de alto rendimiento de 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 del 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 en cultivos autopolinizadores como el arroz. [6]
Otro agrónomo chino, Li Zhengyou , desarrolló el arroz híbrido de tipo Dian y fue pionero en la investigación del arroz híbrido de gran altitud . Publicó el libro Arroz híbrido de tipo Dian ( en 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 países importantes 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 de ser igualmente rentable que otro arroz a un 34% más rentable. [11] Sin embargo, en Myanmar, miles de agricultores se han quedado sin tierra 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, en el norte de Myanmar. [13]
Fuera de China, otros institutos también están investigando el arroz híbrido, incluido el IRRI, que también coordina el Consorcio para el Desarrollo del Arroz Híbrido. [14]
En 2014, durante un estudio etnográfico sobre la gestión de las aguas superficiales, la investigadora estadounidense Joy D'Angelo descubrió un problema con el cultivo del híbrido en terrazas: el híbrido es en realidad tan eficiente en el uso del agua que puede poner en riesgo el ciclo de recarga del acuífero de montaña local y provocar el desmoronamiento de ciertos arrozales. [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 las raíces y las 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 puras son casi genéticamente idénticos a sus progenitores y, por lo tanto, se pueden almacenar para plantar más tarde. Si un agricultor intenta plantar las semillas genéticamente diversas (producidas por reproducción sexual ) guardadas de un cultivo híbrido anterior, las plantas resultantes mostrarán rasgos muy variables, de la misma manera que los hermanos se ven diferentes, y el cultivo resultante será una decepción con un rendimiento inconsistente. [16] Además, la adopción de variedades híbridas sigue siendo baja en el Sur Global, posiblemente debido a su bajo rendimiento en ciertas condiciones ambientales. [17]
En China, el sistema híbrido que implica límites en ciertas características ha impedido que los investigadores encuentren una forma de curar la poca resistencia contra enfermedades y plagas . Además, el arroz híbrido tiene una mayor frecuencia de tener "incidencia de barrenador del tallo , cigarra de lomo blanco , enrollador de la hoja , tizón bacteriano , tizón de la vaina y enfermedades virales ". [18] "mildiu velloso, carbón falso y carbón del grano" [18] se produjeron más en el arroz híbrido. Por lo tanto, hay un gran aumento en el uso de pesticidas en el arroz híbrido que en otros. Por ejemplo, en la provincia de Hunan, en comparación con el cultivo normal, se utilizó un 31% adicional de pesticidas en el arroz híbrido. [18] El proceso de mejoramiento en sí mismo también es una limitación del desarrollo del arroz híbrido. El cultivo de semillas y mano de obra altamente calificada costó mucho dinero al principio, lo que provocó que el 20% de las vías gubernamentales resolvieran la brecha. Según el famoso científico chino Yuan Longping, se necesitan sistemas de dos líneas para construir en el futuro debido a la limitada área 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 tienen problemas para trabajar con el arroz híbrido, ya que el proceso de cultivo es muy costoso y lleva mucho tiempo. Por ejemplo, Cargill compró las semillas al gobierno chino en los años 80 y se produjeron comercialmente hasta los años 92. En este ámbito, todavía hay más desafíos, como la "calidad inferior del grano, la resistencia inadecuada a enfermedades e insectos en la primera generación de híbridos, el rendimiento inconsistente y bajo de las semillas, el suministro inadecuado de semillas puras de líneas parentales y el alto costo de las semillas". [19] Además, la política de libre distribución del IRRI ha limitado el desarrollo de la investigación sobre el arroz híbrido. La información sobre tecnología está bloqueada para los países y las empresas, lo que impide el éxito del arroz híbrido.
El arroz híbrido sigue teniendo un problema considerable desde el punto de vista económico y político. Los agricultores perdieron sus derechos de obtentor porque las semillas híbridas no existen después de la cosecha y, por lo tanto, dependen en gran medida de empresas de siembra especializadas. El arroz híbrido de todo el país está controlado por unas pocas grandes empresas de siembra, lo que plantea posibles problemas de seguridad alimentaria .
Sin embargo, lo más importante es 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, se debe mejorar la calidad del grano y la resistencia a plagas y enfermedades. En comparación con las variedades de alto rendimiento , el rendimiento del arroz híbrido se impulsa mediante la mejora de la gestión agronómica. Además, se debe mejorar la "capacidad de producción de semillas híbridas de las líneas parentales" y el "desarrollo de híbridos que poseen un potencial de rendimiento mayor que las líneas endogámicas NPT" [19] . En el proyecto IRRI-ADB, se necesita que más investigadores y trabajadores sean más fuertes y profesionales. Las empresas de semillas necesitan invertir dinero en material e investigación, encontrando la forma más estable de producción de semillas y la forma potencial de comercialización. También se alienta al Gobierno a pulir la política o el dinero que puedan mejorar o impulsar la investigación del arroz híbrido.
Además, se debe controlar el cultivo en terrazas para evitar problemas de desmoronamiento y acumulación de toxicidad en el suelo, ya que nuevas investigaciones demuestran 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 aumentar la agroforestería y el cultivo intercalado de lo antiguo con lo nuevo en lugares estratégicos. [21]
Del 21 al 22 de octubre de 2019, se probó por primera vez el arroz híbrido de tercera generación en la aldea de Qingzhu, condado de Hengnan , Hengyang , provincia de Hunan . El rendimiento por mu fue de 1046,3 kg (aproximadamente 15 toneladas por hectárea). [ cita requerida ] La tecnología del arroz híbrido de tercera generación es una línea masculina estéril modificada genéticamente como herramienta genética, que permite que todos los tipos de arroz encuentren teóricamente la "otra mitad" que les conviene y produzcan una descendencia excelente.