Indicadores agroindustriales y fisiológicos de Cultivares de Caña de Azúcar

Pensamiento.

"Tenemos que orientar nuestros esfuerzos y darnos
fervientemente a la tarea de las investigaciones, una buena
Selección de Variedades nos permitirá sembrar
aquellas que dan mayor cantidad de azúcar por unidad de
tierra".

Fidel Castro Ruz.

Resumen /
Abstract.

Resumen.

El trabajo se realizó en la Estación
Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar
de Ciego de Ávila, en áreas de su bloque
experimental, sobre un suelo Ferralítico rojo
típico, con el objetivo de determinar el comportamiento de
indicadores agroindustriales en cultivares de caña de
azúcar teniendo en cuenta los indicadores
fisiológicos evaluados atendiendo al tipo de madurez y
respuesta a la tolerancia hídrica en suelo
Ferralítico rojo típico. El diseño
experimental empleado fue bloque al azar. Se evaluaron
indicadores agroindustriales, diámetro del tallo, longitud
de los tallos, tallos/ m lineal, rendimiento agrícola,
rendimiento azucarero en porcentaje de pol en caña,
toneladas de pol/ha-1, además de todos los indicadores
fisiológicos como son: fotosíntesis,
transpiración, conductancia estomática y contenido
de clorofila. El procesamiento de los datos se efectuó
utilizando un análisis de varianza simple con cuatro
repeticiones, para cada uno de los indicadores de desarrollo
estudiados. Las medias se compararon por la prueba de rango
múltiple de Tukey (p=0.05) a través del programa
automatizado SPSS versión 17.0. Los resultados mostraron
que los cultivares con Madurez media y tardía y tolerancia
hídrica alta tuvieron valores más elevados de
fotosíntesis y conductancia estomática, sin embargo
la mayor concentración de clorofilas estuvo presente en el
cultivar de madurez tardía y tolerancia hídrica
baja. Los cultivares con Madurez media y tardía y
tolerancia hídrica alta manifestaron una respuesta
productiva mayor que el cultivar de madurez media y tolerancia
hídrica baja. Al correlacionar los indicadores
fisiológicos con los agroindustriales se muestra una
correlación inversa entre la fotosíntesis y el
porcentaje de pol en caña independientemente del tipo de
madurez y tolerancia hídrica. Los cultivares que presentan
madurez media y tardía con tolerancia hídrica alta
son los que mejores respuestas mostraron en sentido general al
analizar los indicadores agroindustriales y fisiológicos
evaluados para suelo Ferralítico rojo
típico.

Abstract.

The work was performed at the Research Station
Provincial Sugarcane Ciego de Avila, in areas of experimental
block, on a typical red Ferralitic, in order to determine the
behavior of agribusiness indicators in sugarcane cultivars
considering physiological indicators evaluated by type of
maturity and tolerance in response to water in typical red
Ferralitic. The experimental design was random block.
Agribusiness indicators were evaluated, stem diameter, stem
length, stem / m linear crop yield, sugar yield in percentage of
pol in cane, tons of pol/ha-1, plus all the physiological
indicators such as photosynthesis, transpiration, stomatal
conductance and chlorophyll content. Information processing was
performed using simple analysis of variance with three
replications for each of development indicators studied. Means
were compared by the multiple range test of Tukey (p = 0.05)
through the automated program SPSS version 17.0. The results
showed that in the physiological indicator Photosynthesis lower
activity occurs in low water tolerant cultivars and most
corresponds to maturing cultivars middle and late high water
tolerance, similar trend stomatal conductance. The highest
concentration of chlorophyll occurs in late maturing cultivar
with low water tolerance. Agribusiness indicators evaluated, in
tons of cane per hectare high tolerance cultivars water and
middle and late maturity cultivar maturity exceed the medium and
low water tolerance. In typical red Ferralitic cultivars of sugar
cane plantations (strain floor), only inverse correlation between
photosynthesis and percentage of pol in cane. Cultivars having
middle and late maturity with high water tolerance are the best
results showed in general to analyze agribusiness and
physiological indicators evaluated for typical red
Ferralitic.

Introducción

La caña de azúcar representa uno de los
cultivos más importantes en la alimentación de
muchos países en su mayoría subdesarrollados,
además de la utilización de los derivados de la
industria azucarera obtenidos en los procesos industriales de
este cultivo (Rossi, 2011).

La caña de azúcar representó para
nuestro país el principal producto agrícola e
industrial, por lo que 1.5 millones de ha, que representaron un
40 % del área total cultivada, se dedicaron a estas
plantaciones. A partir del año 2003 con un estudio que se
realizó sobre la aptitud física de los suelos se
redujo el área agrícola a 819 736.1 ha, para de
esta forma cultivar aquellos suelos más productivos y de
este modo facilitar que los cultivares expresen su mayor
potencial genético productivo (Jorge et al.,
2003). En Cuba, el Instituto Nacional de Investigaciones de la
Caña de Azúcar (INICA) fundado en 1964, posee una
red de Estaciones Experimentales a lo largo del país y
tiene entre sus objetivos fundamentales la obtención de
variedades de caña de azúcar y su manejo
agronómico, no solo para la producción de
azúcar, sino también para la diversificación
(Santana et al., 2002).

El Programa de Mejoramiento Genético para el
cultivo de la caña de azúcar en Cuba garantiza que
constantemente se estén incorporando a la
producción nuevos individuos para sustituir variedades que
van declinando y/o comienzan a ser sensibles a plagas (Cox et
al., 1986). Es por ello que la búsqueda de nuevas
fuentes genéticas, poco o no relacionadas entre sí,
constituye una línea de investigación importante,
como estrategia para elevar la eficiencia de los programas de
mejora (Fuentes et al., 2004).

En la década del 80 se comenzó a trabajar
en la búsqueda de fuentes de resistencias e
integración en los progenitores activos del programa
comercial, a partir de las cuales se han obtenido diversos
cultivares con adecuado nivel de resistencia y adaptadas a las
principales regiones agroclimáticas del país
(González et al., 2004). Sin embargo, en los
últimos años los progresos en el programa cubano de
mejora de la caña de azúcar se han limitado como
consecuencia del incremento del nivel de agresividad de las
plagas, el crecimiento de la cantidad de fondo de inoculo,
así como los cambios climáticos,
observándose una notable disminución de los
progresos por selección para los caracteres de la calidad
del jugo y el rendimiento agrícola, fundamentalmente en
las etapas finales de selección (Pérez et
al., 2008).

Las variedades empleadas en la actualidad para la
producción de caña de azúcar en Cuba son
productos de la experiencia acumulada durante la actividad de
fitomejoramiento en el propio país, así como la
extrapolación de los resultados más importantes
obtenidos por los principales países productores, pues
existen tres vías para la obtención de variedades
que son hibridación, intercambio internacional y la
biotecnología (Jorge et al., 2009). Los
cañeros desean variedades que produzcan más
caña por área, los industriales prefieren a las
más azucareras y los especialistas en sanidad vegetal
quieren variedades resistentes a plagas por lo que se debe lograr
un equilibrio entre estos tres factores (Bernal y Quintana,
2000a). Sin embargo, un mal manejo y explotación de las
mismas pueden ocasionar grandes pérdidas económicas
(Jorge et al., 2007).

Las persistentes y prolongadas sequías durante
varios años consecutivos han provocado una
situación de emergencia en el abasto de agua,
además de mermar las potencialidades de los ecosistemas,
al descender abruptamente el manto freático
convirtiéndose muchos de ellos en regiones
semiáridas (Díaz, 2000 y Cruz, 2000). Por otra
parte, la imposibilidad de incrementar los suministros de agua
por carencia de esta y de medios de aplicación, así
como el incremento del costo de explotación, hace
necesario buscar alternativas más sostenibles y
prácticas para mantener el cultivo viable (Díaz.,
2002).

De este modo, la selección y manejo de variedades
tolerantes al estrés por déficit hídrico
resulta la variante más apropiada para tales
circunstancias. Sin embargo, es conocida también la
variación existente entre los genotipos con respecto a su
adaptabilidad a condiciones estresantes, (Díaz., 2011)
refleja la importancia de seleccionar adecuadamente las
variedades que deben ser plantadas en esas condiciones debido a
la interacción que tienen con el ambiente.

El propósito de cualquier programa de mejora es
seleccionar las variedades más idóneas por su mayor
potencial de producción, el mejor comportamiento de estas
variedades sobre otras puede ser debido a la superioridad
genética inherente en rendimientos o calidad de sus jugos,
resistencia a plagas, otras características
agronómicas mejoradas o a la combinación de estos
factores (Bernal y Quintana, 2009). Los cultivares de la
caña de azúcar tienen vida útil limitada,
pues después de un período largo de
explotación declinan en sus rendimientos debido a
diferentes causas (Ortega et al., 1990), nuestro
instituto tiene como misión garantizar que los nuevos
cultivares de caña de azúcar seleccionados a
través del programa de fitomejoramiento genético
sustituyan los cultivares que declinan de la
producción.

Todo trabajo de selección e investigaciones de la
productividad de variedades se ha concentrado tradicionalmente y
casi de forma exclusiva, en los indicadores de cosecha, es decir:
ton/caña, porcentaje de pol en caña y ton/pol/ha
(Armas de et al., 2008). Aunque la productividad de una
planta está dada por el balance entre la síntesis
(fotosíntesis) y la degradación
(respiración), así como de otros parámetros
fisiológicos inherentes a cada cultivo (Vázquez y
Torres, 1995), se desconoce el comportamiento de algunos
indicadores fisiológicos en cultivares de caña de
azúcar de acuerdo a su madurez y respuesta a la tolerancia
hídrica en cepa de frio para la zona central de la
provincia de Ciego de Ávila sobre un suelo
Ferralítico rojo típico.

Para el presente trabajo se determinó que el
Problema Científico es que se desconoce el
comportamiento de algunos indicadores agroindustriales y
fisiológicos (evapotranspiración,
fotosíntesis, conductancia estomática y clorofilas
totales) en cultivares de caña de azúcar atendiendo
al tipo de madurez y respuesta a la tolerancia hídrica en
cepa de frio sobre un suelo Ferralítico rojo
típico.

Hipótesis: Si se determina el
comportamiento de indicadores agroindustriales y
fisiológicos (evapotranspiración,
fotosíntesis, conductancia estomática y clorofilas
totales) de cultivares de caña de azúcar atendiendo
al tipo de madurez y respuesta a la tolerancia hídrica en
suelo Ferralítico rojo típico se pueden manejar
alternativas que permitan una adecuada composición de
cultivares.

Objetivo General: Determinar el comportamiento de
indicadores agroindustriales en cultivares de caña de
azúcar teniendo en cuenta los indicadores
fisiológicos evaluados atendiendo al tipo de madurez y
respuesta a la tolerancia hídrica en suelo
Ferralítico rojo típico.

Objetivos Específicos.

• Determinar los indicadores fisiológicos
  (evapotranspiración, fotosíntesis, conductancia
  estomática y clorofilas totales) de cultivares de
  caña de azúcar en suelo Ferralítico rojo
  típico atendiendo al tipo de madurez y respuesta a la
  tolerancia hídrica.

• Determinar el comportamiento de indicadores
  agroindustriales en cultivares de caña de
  azúcar en suelo Ferralítico rojo típico
  atendiendo al tipo de madurez y respuesta a la tolerancia
  hídrica.

• Determinar la correlación entre los
  indicadores agroindustriales y fisiológicos
  (evapotranspiración, fotosíntesis, conductancia
  estomática y clorofilas totales) para suelo
  Ferralítico rojo típico.

Resultados Esperados.

• Determinación de los indicadores
  fisiológicos (evapotranspiración,
  fotosíntesis, conductancia estomática y
  clorofilas totales) de cultivares de caña de
  azúcar en suelo Ferralítico rojo típico
  atendiendo al tipo de madurez y respuesta a la tolerancia
  hídrica.

• Determinación de los indicadores
  agroindustriales de cultivares de caña de
  azúcar en suelo Ferralítico rojo típico
  atendiendo al tipo de madurez y respuesta a la tolerancia
  hídrica.

• Determinación de la correlación entre
  los indicadores agroindustriales y fisiológicos
  (evapotranspiración, fotosíntesis, conductancia
  estomática y clorofilas totales) para suelo
  Ferralítico rojo típico.

Revisión
Bibliográfica

2. Algunas generalidades del cultivo de la
caña.

2.1. Origen de la caña de
azúcar.

El origen de la caña de azúcar es,
aún en nuestros días, un tema polémico y
controvertido, aceptándose en general su origen
asiático, pero no está definida con claridad la
zona específica, aunque autores tan prestigiosos como
(Arceneaux., 1967) y (Humbert., 1963) aceptan a la India como
centro de origen. Fue llevada a España por los
árabes en el siglo VIII a. de C., donde se cultivaba
principalmente en las tierras costeras de Málaga y
Granada, territorios en los que aún se cultiva.

Según informe de (Jorge y Jorge., 2003),
diferentes autores coinciden en que este cultivo se introdujo en
Cuba después del descubrimiento. La fecha documentada
más antigua que se ha comprobado corresponde a la
encontrada en los archivos de la Villa de Puerto Príncipe
(actual Camagüey), los cuales registran el 13 de mayo de
1516 por el Puerto de Güincho (Nuevitas), el lugar de la
primera introducción en Cuba; no obstante esta fecha, la
industria azucarera no se estableció como tal hasta pasado
varios años, pues según (Matos., 2000), es en 1596
que se instala el primer ingenio para fabricar azúcar de
caña en la Habana.

2.2. Características
botánicas y clasificación
taxonómica.

La clasificación taxonómica de la
caña de azúcar según Cronquist (1988) es la
siguiente:

División: Magnoliophyta.

Clase: Liliosida.

Sub Clase: Commelinidae.

Orden: Ciperales.

Familia: Poaceae.

Género: Saccharum.

Especies: S. officinarum, S. robustum, S. spontaneum.
S.barberi (sinense) y S. edule.

Existen otras especies del mismo género que no
tienen valor comercial por ser de bajo contenido de azúcar
y altos en fibra, alguna de ellas silvestres, cuyo valor es
principalmente genético.

La caña de azúcar (Saccharum
híbrido) es una planta monocotiledónea con
apariencia de hierba gigante, sus tallos son más o menos
cilíndricos en su sección transversal, dividido en
nudos y entrenudos (González, 2001). Estos tienen una
mayor concentración de sacarosa en su base, comparada con
las del ápice el que se caracteriza por presentar gran
cantidad de sustancias melasigénicas y azúcares
reductores, su reproducción es sexual y asexual siendo
esta última, la más usada en el cultivo de la
caña de azúcar (Van Dilliwjin, 1952).

Morfológicamente se presenta en forma de macollas
o plantones, constituidos a su vez de tallos aéreos
cilíndricos, de hasta 3-4 metros de longitud, en
dependencia de la variedad y las condiciones de desarrollo. Se
propaga asexualmente por medio de trozos o canutos que contienen
las yemas. Cada yema puede desarrollarse en un tallo primario, el
cual a su vez forma tallos secundarios y estos terciarios, entre
otros. (Ver fig. 1)

Figura 1: Estructura
morfoanatómica de la planta de caña de
azúcar.

2.3. Importancia económica del
cultivo.

La caña de azúcar se utiliza
preferentemente para la producción de azúcar,
adicionalmente se puede utilizar como fuente de materias primas
para una amplia gama de derivados, algunos de los cuales
constituyen alternativas de sustitución de otros productos
con impacto ecológico adverso (cemento, papel obtenido a
partir de pulpa de madera, entre otros. Los residuales y
subproductos de esta industria, especialmente los mostos de las
destilerías contienen una gran cantidad de nutrientes
orgánicos e inorgánicos que permiten su reciclaje
en forma de abono, alimento animal y diversos productos
industriales (Jorge et al., 2006). En este sentido es
importante señalar el empleo de la cachaza como
fertilizante, las mieles finales y los jugos del proceso de
producción de azúcar pueden emplearse para la
producción de alcohol, lo que permite disponer de un
combustible líquido de forma renovable y la
incorporación de los derivados tradicionales (tableros
aglomerados, papel y cartón, cultivos alternativos para
alimento animal y mieles finales) (Mesa., 1995). Una
pequeña parte de la producción de caña de
azúcar tiene fines de producción de piloncillo, el
cual se obtiene de la concentración y evaporación
libre del jugo de la caña, también es conocido como
panela. El piloncillo tiene varios usos, como materia prima en la
industria de la repostería, pastelería, y como
endulzante en diversos alimentos, además, se usa para la
elaboración de alcohol y otros licores. Otra cantidad de
caña aún más pequeña se utiliza como
fruta de estación, aunque se vende todo el año, se
concentra en la temporada navideña para las piñatas
y el tradicional ponche.

2.4. Factores limitantes de la
producción agrícola.

En las plantaciones cañeras de Cuba, se considera
factor limitante del suelo, esencialmente el que reduce el
crecimiento y la productividad de la caña de azúcar
o conduce a su muerte (Shishov., 1983). Además del
déficit de los elementos nutritivos y las propiedades no
favorables alcalinas o ácidas, pueden encontrarse otros
factores como son : poca profundidad del perfil del suelo,
contenido de piedras, textura arenosa, formación de
concreciones y laterización, agrietamiento y
endurecimiento de suelos motmorilloníticos,
salinización, régimen de lluvia desfavorable,
desarrollo de hidromorfismo, entre otras causas. (Pineda., 2002).
Si bien puede ser extensa la consideración del
número total de ellos, no todos poseen la misma magnitud
económica adversa al cultivo en cuestión, de
ahí que solo deberán considerarse aquellos que
afecten seriamente la productividad (Roldós.,
1986).

En estudios recientes sobre la evaluación de la
aptitud física de las tierras dedicadas al cultivo de la
caña de azúcar en Cuba (Benítez et
al., 2007), el factor edáfico limitante de mayor
influencia en la evaluación de las tierras no aptas fue la
profundidad efectiva de los suelos. De la superficie con esta
categoría de aptitud, el 70 por ciento presenta esa
limitación, la cual se manifiesta en casi todos los tipos
de suelos y es la variable que determina la profundidad a la que
las raíces pueden penetrar de acuerdo con sus
características botánicas sin encontrar barreras
físicos o químicas (Balmaceda y Ponce de
León, 1999). Otros factores también importantes
son: salinidad, drenaje y pedegrosidad con 10, 8 y 5 por ciento
respectivamente.

En muchos casos, la corrección de estos factores
limitantes, se realiza adicionando el elemento deficitario o
modificando favorablemente el factor, lo que conlleva en ambos
casos al desembolso de recursos financieros y al encarecimiento
de los costos. En este sentido, desempeña un papel
importante la disponibilidad de cultivares con cierto grado de
tolerancia y con ello el mejoramiento genético
(García, 2004).

2.5. Mejoramiento genético de la
caña de azúcar

Los cultivares comerciales de caña de
azúcar son híbridos originados de progenies de
cruces entre cañas "nobles" (S. officinarum L.) y
silvestres (S. spontaneum L., S. sinense Roxb., o S. barberi
Jesw.) que fueron retrocuzados con S. officinarum en un
proceso llamado "nobilización" (Edmé et
al., 2005a). El objetivo central de cualquier programa de
mejoramiento de un cultivo de importancia económica, es la
liberación de variedades más productivas,
resistentes a las principales plagas y enfermedades y adaptadas a
las más disímiles condiciones de explotación
(Bernal et al., 1997a).

En los principales cultivos de los Estados Unidos se ha
estimado la contribución del mejoramiento genético,
en el incremento de los rendimientos, en alrededor de 50 por
ciento (Duvick., 1999; Frisvold et al., 1999). Por su
parte, (Baver., 1963) y Hogarth (1976) en Hawaii y Australia,
respectivamente, atribuyeron el 50 y 75 por ciento del incremento
de los rendimientos de la caña de azúcar al
mejoramiento genético. Similar estimación se ha
hecho en otros cultivos (Laurer et al., 2001) con vista
a trazar una estrategia necesaria para lograr mayores avances en
este aspecto (Edme et al., 2005b).

En Cuba, los primeros trabajos de hibridación se
realizaron en 1904, en el Jardín Botánico conocido
por "Harvard Garden", cerca de Cienfuegos (Díaz., 1974).
Hasta 1953, no hubo un programa de mejora bien organizado para la
caña de azúcar, aunque se realizaron cruzamientos
en diferentes regiones del país.

En el contexto de la agricultura cañera cubana,
con la creación del Instituto Nacional de Investigaciones
de la Caña de Azúcar (INICA), en 1964 por el
Comandante en Jefe Fidel Castro Ruz, el resultado más
relevante se ha obtenido en el mejoramiento del rendimiento en
caña. Esto se ha visto reflejado en el incremento de las
variedades nacionales en la composición varietal del
país; si en 1943 sólo 2 por ciento del área
cañera nacional era ocupada por cultivares cubanos, en
1979 era 36 por ciento (Bernal et al., 1997b), ya al
cierre del 2009 es del 85 por ciento (INICA-MINAZ,
2010).

Otras líneas del mejoramiento genético de
la caña de azúcar en el país ha sido la
obtención de variedades de alto contenido azucarero,
siendo reportada esta como una tecnología de relevante
incidencia en el incremento de la rentabilidad, productividad y
sostenibilidad de la producción azucarera
(González., 2001). También se ha trabajado en la
obtención de variedades para la producción de
biomasa, ya sea para ser utilizadas como alimento animal
(Milanés et al., 1997; Jorge et al.,
2003) o para la producción de energía (Campo et
al., 1998), y se dan los primeros pasos para dar respuestas
a las áreas afectadas por sequía, salinidad y mal
drenaje (Cruz, 2000).

2.5.1. Mejoramiento genético para la tolerancia a
la sequía

La resistencia ante condiciones ambientales adversas
constituye uno de los principales objetivos del mejoramiento
genético actual. Su naturaleza es generalmente de origen
poligénico y los métodos para su obtención
son muy diversos (Cornide et al., 1985). Según
Hall (1990), la respuestas de las plantas al estrés
ambiental se debe a caracteres que se expresan en los cuatro
niveles de organización: desarrollo, estructural,
fisiológico y metabólico; de ese modo mientras unas
plantas presentan una gran plasticidad fenotípica, en
otras, la tolerancia muestra claramente una base genética
que parece depender de varios genes con caracteres aditivos y
dominantes, aunque también se han encontrado casos de
tolerancia ligados a un único gen.

La eficiencia de la selección en un grupo de
ambientes bajo estrés es una función de la
repetibilidad o heredabilidad en sentido amplio del
carácter medido en el ambiente de selección y de la
correlación genética con el rendimiento bajo
estrés en el grupo de ambientes (Atlin y Frey, 1990). En
el cultivo del arroz, los mayores esfuerzos han sido dirigidos
sobre el análisis genético de caracteres tales como
arquitectura del sistema de raíces, potencial de agua en
las hojas, ajuste osmótico y contenido relativo de agua
(Jongdee et al, 2002; Pantuwan et al., 2002;
Toorchi et al., 2003). Sin embargo, esos caracteres
carecen de una alta heredabilidad bajo estrés por
sequía (Atlin y Lafitte, 2002).

En estudios recientes de poblaciones de arroz de dobles
líneas haploide sin selección, la heredabilidad en
sentido amplio del rendimiento del grano en estado reproductivo,
bajo estrés por sequía, fue comparable con el
estimado obtenido para el rendimiento del grano en condiciones
sin estrés (Atlin y Lafitte, 2002; Babu et al.,
2003; Lanceras et al., 2004). Esto induce a que la
selección directa, para el rendimiento bajo estrés
por sequía, sea probablemente efectiva (Venuprasad et
al., 2007).

Cambios en la expresión de proteínas,
acumulación y síntesis se han observado en muchas
especies de plantas, resultado de la exposición de estas
al estrés por sequía durante el crecimiento (Chen y
Tabaeizadeh, 1992; Cheng et al., 1993). En maíz,
se ha observado que el estrés por sequía incrementa
la expresión de 50 proteínas, decrece 23 e induce
la síntesis de 10 proteínas.

En los últimos años, la resistencia a las
altas y bajas temperaturas está siendo estudiada para
algunos cultivos como la papa (Estévez et al.,
1994), arroz (García y González, 1997; Bernier
et al., 2007), soya (Ortiz et al., 2000;
Samarah et al., 2006), tomate (Iglesias, 1995;
Martínez et al., 2000; Florido et al.,
2000), trigo (González et al., 2005), y la
caña de azúcar no ha quedado al margen de esa
dirección del mejoramiento genético. Al respecto,
(Cruz et al., 2000), con referencia a las perspectivas
del mejoramiento de este cultivo, mencionaron que los
métodos de mejora convencionales tienen amplias
posibilidades en el mejoramiento de la tolerancia de la
caña de azúcar a la sequía y la
salinidad.

Los avances en el conocimiento de los aspectos
fisiológicos y genéticos de la resistencia a la
sequía auguran una amplia aplicación en el
mejoramiento de la caña de azúcar. Cruz (2001),
señala que en Mauricio durante la última
década se han fortalecido los trabajos de mejora para
adaptación específica, ello le ha permitido
recomendar dos variedades tolerantes a la sequía. Resulta
obvio que la resistencia a la sequía está presente
en las plantas y su mayor o menor expresión obedece a la
presencia de sustancias hidrofilillas en el protoplasma y en la
habilidad de sintetizar ciertas proteínas. Estas son
fabricadas por la planta durante su desarrollo bajo la influencia
del déficit de agua, por lo que no están
involucradas en la tolerancia innata a una sequía
inesperada y súbita (Armas de et al.,
2008).

2.6. La interacción
genotipo-ambiente en el cultivo de la caña de
azúcar

El fenotipo de un individuo está determinado por
el genotipo y por el ambiente, estos dos efectos no siempre son
aditivos, lo cual indica que las interacciones genotipo-ambiente
(I. GXA) están presentes. El resultado de esta
interacción es la inconsistencia en el comportamiento de
los genotipos a través de los ambientes (Magari y Kang,
1993; Martin, 2004).

Campbell y Jones (2005) definen la I. GXA como la
respuesta diferencial de un genotipo o cultivar para un
carácter dado a través de diferentes ambientes y es
un fenómeno natural que forma parte de la evolución
de las especies. Sus efectos permiten el cruzamiento de genotipos
aptos a un ambiente específico, así como, de
comportamiento general aptos a varios ambientes (Lavoranti,
2003).

Este fenómeno es una de las principales
preocupaciones de los mejoradores por dos razones: primero,
porque reduce el progreso de selección (Cooper y Delacy,
1994; Delacy et al., 1996; Kang y Magali, 1996) y
segundo, porque hace imposible interpretar los efectos
principales (debidos exclusivamente a los genotipos o al
ambiente). Bajo estas condiciones, individuos o poblaciones que
exhiben características promisorias en un ambiente
determinado, pueden resultar inadecuados en otros, siendo un
importante efecto de la I. GXA el de reducir las correlaciones
entre el genotipo y el fenotipo (Falconer, 1960 y Gálvez,
1978).

La evaluación de genotipos a través de
distintos ambientes, principalmente aquellos más
contrastantes, es una de las prácticas más usuales
para la recomendación de nuevos materiales a los
productores de una región o zona específica
(Górdon et al., 2006). La ocurrencia a menudo de
I. GXA en ensayos multiambientales exige la realización de
estudios adicionales con el propósito de precisar la
selección de individuos con adaptabilidad general y
específica (Alejos et al., 2006).

(Bidinger et al., 1996) y Kang (1998), al
referirse a las causas que determinan la existencia de I. GXA,
plantearon que la mayor interacción puede esperarse cuando
por una parte existe una amplia variabilidad entre los genotipos,
para caracteres morfofisiológicos que confieren la
resistencia (o susceptibilidad) a uno o más tipos de
estrés, y por otra, cuando es apreciable una amplia
variación entre los ambientes, por la ocurrencia de los
mismos estrés (determinado por el clima, el suelo,
factores bióticos, y factores de manejo).

En Cuba, en las últimas tres décadas, se
han realizado numerosos estudios relacionados con el tema de la
I. GXA y sus implicaciones en el mejoramiento de los rendimientos
cañeros y azucareros, los que han abarcado diferentes
regiones y provincias, fundamentalmente en etapas finales del
proceso de selección de variedades. En la región
occidental, se destaca el trabajo de Gálvez (1978), en la
zona central los de López (1986), Jorge (1996) y
García (2004), y en la oriental los trabajos de Bernal
(1986), Castro (1991) y González (1995), los cuales
revelan, comúnmente, una elevada proporción del
componente ambiental, superior para el rendimiento
agrícola que para el industrial y la importancia de la
replicación de los estudios en tiempo y espacio para
explotar de manera conveniente la I. GXA existente. No obstante,
el estudio de este aspecto no ha sido abordado con amplitud en
los últimos 15 años a pesar de los grandes cambios
producidos en la industria azucarera cubana.

García (2004), en la región central del
país, en un estudio bajo condiciones de estrés
hídrico, señaló la no existencia de
solapamientos entre los diferentes ambientes estudiados, y una
mayor magnitud de la contribución del ambiente respecto a
otros reportes. Esto hace suponer que en estas condiciones de
sequía su efecto se acentúa, lo que sugiere que la
selección para este tipo de estrés solo será
efectiva bajo tales condiciones. Este mismo autor, al tener en
cuenta las variables hidrofísicas del suelo y
fisiológicas que se asociaron con el estrés por
sequía, recomienda que los trabajos de mejora
deberán encaminarse hacia la búsqueda de genotipos
con sistemas radicales capaces de aprovechar el agua muy
eficientemente, así como, de masa foliar provista de
mecanismos que le permitan atenuar el desbalance entre la lluvia
y la evapotranspiración.

Resulta común en todas estos estudios
(García., 2004), que los mismos fueron desarrollados en
condiciones normales, sin estrés, y si en algún
caso estuvieron presentes no fueron consideradas como tales, por
lo que reviste gran importancia la evaluación de este
fenómeno bajo niveles contrastantes como los que
están presentes actualmente en más de 30.3 por
ciento de las áreas cultivadas del país. Por tanto,
la revisión del significado del ambiente, el genotipo y la
interacción genotipo-ambiente en materiales que se liberan
a la áreas de producción, es importante no
sólo para la verificación de los resultados del
programa de mejora, sino para la elección de los
cultivares por parte de los productores (Gilbert et al.,
2006).

2.6.1. Caracterización y clasificación de
ambientes.

Numerosas investigaciones reportan que los efectos
ambientales en el rendimiento de la caña de azúcar
pueden deberse a múltiples causas: deficiencia de los
nutrientes (Anderson et al., 1995), presión de
las enfermedades (Magarey y Mewing, 1994) o diferencias en la
combinación suelo-clima (Bernal, 1986; Castro, 1991;
Gilbert et al. 2006). Bajo estas condiciones la magnitud
I. GXA resulta importante, por lo que puede fracasar la
diferenciación de la respuesta de los genotipos a
través de los ambientes (Collaku et al., 2002).
En tal sentido, los principales programas de fitomejoramiento del
mundo cañero, han prestado atención a la
clasificación de los ambientes de prueba con el objetivo
de verificar las similitudes y disimilitudes entre los mismos y
cuál es el origen de estas (Ghaderi, et al.,
1980; Collaku et al., 2002; Glaz y Kang,
2008).

Los resultados prácticos posibles a obtener
serían la reducción de aquellos ambientes con
similares poderes de discriminación de los genotipos, o la
adopción de los más ventajosos de acuerdo con las
posibilidades prácticas para conducir los estudios en los
mismos (Hogarth., 1989). Para este último objetivo se
tendría en cuenta la evaluación, en cada uno, de
los parámetros genético-estadísticos y de
esta forma seleccionar aquellos ambientes donde su magnitud sea
mayor y, por consiguiente, mayor será también la
eficiencia de la selección (Hamdi, 2009).

2.7. El clima y la sequía en
Cuba

El territorio cubano está situado en la zona de
los climas tropicales y subtropicales, y se halla bajo la
influencia de los vientos alisios. La extensión total es
de 110 922 km2 con una longitud de este a oeste de 1200 km y un
ancho que varía entre 31 y 190 km. La lluvia se encuentra
desigualmente distribuida tanto espacial como temporalmente. El
80 por ciento de las precipitaciones cae en el período de
apenas seis meses (Pérez et al.,
2004b).

Por otra parte, la diferencia en los valores de
evaporación media anual es de más de 300 mm entre
la provincia de Pinar del Río (1700 mm) y
Guantánamo (2005 mm). Este comportamiento, unido al de las
lluvias, determina que el clima en su conjunto sea más
árido en la región oriental, por lo que en esa zona
los efectos de la sequía y los procesos de
desertificación y salinización son mucho más
acentuado que en las demás provincias (Pérez et
al., 2004b).

En el contexto de la agricultura, la sequía no
comienza cuando cesa la lluvia, sino cuando las raíces de
las plantas no pueden obtener más humedad del suelo
(Centella et al., 2006). Según la
Organización Meteorológica Mundial, "hay
Sequía Agrícola cuando la cantidad de
precipitación y su distribución, las reservas de
agua del suelo y las pérdidas debida a la
evaporación se combinan para causar disminuciones
considerables del rendimiento de los cultivos y del ganado".
Existen tantas definiciones de sequía como objetivos hay
para definirlas, sin embargo, un denominador común en
todas las definiciones es la escasez de precipitaciones con
respecto a un comportamiento normal (ONS, 2008).

Desde finales de la década de los 70 del pasado
siglo, el clima cubano registra cambios importantes, como son el
aumento de la temperatura media del aire en 0.6 °C,
acompañado de una elevación del valor promedio de
la mínima cercana a los 1.4 °C. En el caso particular
de la sequía, los eventos moderados y severos se
duplicaron en el período de 1961-1990, respecto al
período anterior 1931-1960, con déficit en los
acumulados anuales de lluvias en el orden de un 10 por ciento,
concentrándose esa disminución en los meses del
período húmedo mayo-octubre (Lapinel et
al., 2010b).

2.8. Requerimientos hídricos de la
caña de azúcar.

Reynoso (1878), en su Ensayo sobre el cultivo de la
Caña de Azúcar, la definió como una planta
de regadío, resaltando sus exigencias en ese sentido. Al
respecto, (Fonseca y García., 1987), confirmaron el efecto
determinante de las épocas de plantación, la
evapotranspiración real y la lluvia aprovechable en la
definición de las necesidades de agua para la caña
de azúcar en el occidente de Cuba.

González y Cruz (1987), determinaron que en los
suelos Ferralíticos rojos la norma neta total y el
número de riegos varían en correspondencia con el
año climático y la fecha de plantación o del
corte. Estos autores determinaron que los mayores requerimientos
correspondieron a la cepa de caña planta de frío,
con una norma total de 7650-8100 m3.ha-1 entregados en 17-18
riegos en años secos medios. Por su parte
(Hernández., 2007), en la empresa azucarera El Salvador de
la provincia de Guantánamo, encontró diferencias en
los requerimientos hídricos del cultivo en las diferentes
cepas (frío, primavera quedada y retoño),
reportando consumos totales por cepa de 1420, 1830 y 910 mm
respectivamente.

Guntín y Tejeda (2007), en el norte de la
provincia de Las Tunas, señalan diferencias en las
necesidades hídricas de la caña de azúcar
por tipo de suelo; con normas netas de riego de 287 mm para los
suelos Pardo sialíticos y 316 mm para los Vertisoles. Con
un enfoque genético-fisiológico de este aspecto y a
partir del estudio de un grupo de variedades de caña de
azúcar de alta, media y baja sensibilidad al riego,
(Ferrer et al., (2000a, 2000b), encontraron que
variables fisiológicas y biofísicas como los
contenidos de fibra, número de hojas activas,
termorresistencia de las membranas celulares y los
parámetros de florescencia variable de los pigmentos
clorofílicos, tuvieron un papel importante en la respuesta
hídrica de la caña de azúcar.

García et al., (2003), en un estudio
sobre sistema de riego por goteo en dos unidades de
producción cooperativa de la provincia de La Habana y
Granma, y en cepa de caña planta, cosechadas con 19 y 20
meses de edad, obtuvieron rendimientos de 206 a 222.8 t.ha-1
respectivamente. De manera generalizada, estos autores coinciden
en la variación que introduce en los resultados la
utilización de diferentes cultivares. Esto presupone una
respuesta genética factible de ser mejorada, con la
finalidad de obtener genotipos capaces de aportar producciones
económicamente ventajosas en condiciones de estrés
hídrico; lo cual es común aún en condiciones
de suelos favorables, donde estas situaciones se presentan en
determinados períodos.

2.9. Fisiología de las plantas en
estrés hídrico.

Un estrés hídrico moderado puede tener un
efecto considerable sobre el metabolismo de las plantas
dependiendo no solo de la especie y el genotipo, sino
también de la duración e intensidad (Muriel y
Guerra, 1984). La pérdida de agua por transpiración
es inevitable pues la planta necesita abrir los estomas para
facilitar la absorción de CO2. Esta absorción es
consecuencia de la pérdida de humedad por
transpiración, indicando el equilibrio de estos dos
procesos signos del estado hídrico de la planta. Cuando
este equilibrio se pierde, las células y tejidos se
deshidratan incrementando su temperatura (Henckel, 1964). A
partir de este momento se inicia una serie de ajustes como:
cierre estomático, disminución del proceso
fotosintético y transpiratorio, (Bennet et al.,
1987); suspensión de la división celular y
reducción del alargamiento (Brevedan y Hogdes, 1973);
alteración de los procesos hormonales y como consecuencia,
la reducción del crecimiento (Larque, 1977).

2.10. Mecanismos de resistencia a la
sequía.

Se han usado diferentes términos para describir
la respuesta de las plantas a tensiones de humedad, resultante de
las interacciones de diversos mecanismos a los que se han
asociado algunos caracteres morfológicos,
fisiológicos y las variaciones en la demanda de agua
propias de la ontogenia (Morgan, 1989). La resistencia a la
sequía es conferida a las plantas por alguno o por la
combinación de cuatro mecanismos: escape, evasión,
tolerancia y recuperación. Cada uno de ellos incluye
varios caracteres que pueden ser manejados por los mejoradores de
plantas (Arrandeau, 1989).