7/30/2019 El Potencial de La Quinua

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El POTENCIAL DE LA QUINUA (Chenopodium quinoaWilld.) PARAEUROPA

Sven-Erik Jacobsen

1. Resumen

La quinua es un alimento sumamente nutritivo, debido a su calidad proteica sobresaliente yalto contenido de una serie de vitaminas y minerales. Carece de gluten y contiene saponina.Es uno de los principales cultivos alimenticios tradicionales de los Andes, que recientementetambin ha despertado inters en los Estados Unidos, Europa y Asia. La quinua ha sidoseleccionada por la FAO como uno de los cultivos destinados a ofrecer seguridad alimentariaen el prximo siglo.

La variabilidad gentica de la quinua es muy grande, se puede sembrar desde el nivel del marhasta los 4000 metros de altura, desde los 40S hasta los 2N y en climas fros, propios delas tierras de gran altitud, as como bajo condiciones subtropicales. De all la posibilidad deseleccionar, adaptar y mejorar cultivares en vastas regiones fras de Europa. El principalproblema que atenta contra su cultivo en dicho continente son las estaciones cortas, puesrequiere de 150 das para asegurar una buena cosecha de semilla. Por lo tanto, la maduracintemprana es una de las caractersticas ms importantes para que la quinua pueda crecer bajolas condiciones climticas de Europa del Norte.

La quinua tiene un potencial significativo en Europa, tanto por ser una nueva especie decultivo, como por provenir de Amrica del Sur. Se la puede usar cocida, horneada, etc.; en

diversos productos para personas alrgicas al gluten; en alimento para animales, como forrajeo grnulos; en productos alimenticios modificados como cereales para el desayuno, pastasalimenticias y galletas; y, como cobertura de cultivos. Asimismo, su almidn, protenas ysaponinas tienen usos industriales potenciales.

2. Introduccin

La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) se cultiva en la regin andina desde hace ms de7000 aos, constituyendo uno de los principales cultivos de granos que proporciona alimentossumamente nutritivos a los agricultores, lo cual le otorga una funcin clave en el futuro (FAO,1998).

La agricultura en el altiplano andino se caracteriza por su alto grado de riesgo debido a unavariedad de factores climticos adversos como sequa, heladas, viento, granizo y salinidad delsuelo. La escasez de agua es una gran limitacin debido al efecto combinado de bajasprecipitaciones y suelos pobres, con una baja capacidad de retencin de agua. Las heladastienen importancia en la altiplanicie andina, especialmente en la parte sur del Per y Bolivia,con variaciones significativas de temperatura diurna y con heladas en la noche de hasta 200das por ao. A ello se aade el alto nivel de sal en los suelos, especialmente en Bolivia yotras regiones del altiplano, lo que constituye un gran problema en las regiones secas, dondese usa irrigacin.

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Cuando comienza la sequa, a fines del perodo de crecimiento, la planta usa la estrategia demaduracin temprana para evadirla. Esta maduracin es importante, asimismo, debido a queel riesgo de heladas se incrementa hacia el final de la estacin y los cultivares precoces, portanto, requieren menos agua. En algunos ambientes secos de los Andes, es importantedesarrollar precozmente suficiente biomasa durante el perodo de crecimiento, cuando todavaes posible conseguir humedad, porque adems, una ligera mejora en las tasas de

maduracin temprana pueden conllevar a incrementar los rendimientos, como un patrnexponencial que acompaa dicho crecimiento (Richards, 1987)

La quinua es un cultivo de diferentes requerimientos de humedad y temperatura. Existenecotipos adaptados a condiciones diversas. Algunos genotipos se cultivan en condiciones desequa grave, sugiriendo la resistencia a este factor adverso (Tapia, 1997). Sin embargo, pocose conoce acerca de la base fisiolgica para los mecanismos y los niveles de estrs realesconferidos por el ambiente. Otros cultivares se cultivan en condiciones ms hmedas.

Sus caractersticas nutricionales, rusticidad, amplia adaptabilidad y usos mltiples, explican elinters en el cultivo no slo en Amrica del Sur sino en gran parte del mundo. La exigencia dequinua est aumentando en Estados Unidos, Europa y Asia, pero el suministro de los pasesproductores de Amrica del Sur es insuficiente. La produccin y la productividad podranaumentar en las zonas de cultivo tradicionales de los Andes a travs de la incorporacin demayor resistencia a los factores adversos y la siembra de ms reas con variedades atractivasal mercado de exportacin. Podran usarse zonas costeras de Amrica del Sur y nuevasregiones en crecimiento fuera de los Andes, que podran ser identificadas a travs de laPrueba Americana y Europea de Quinua, organizada por la FAO y el Proyecto Quinua CIP-DANIDA. Se cree que un mayor consumo de quinua en los pases desarrollados impulsara laproduccin tradicional de quinua en los mercados internos urbanos.

Con dicha Prueba se evaluar el potencial de crecimiento de la quinua fuera de los Andes, enlo que se refiere a produccin y consumo. Esta prueba incluye a cerca de 100 instituciones de25 pases. Se han seleccionado 24 accesiones de quinua para estudiar un conjunto desemillas de prueba, originarias de Amrica del Sur y Europa.

Proyecto vinculante entre Sudamrica y Europa

Debido a la importancia de la quinua, hace algunos aos se estableci el Proyecto QuinuaCIP-DANIDA, conducido por el Centro Internacional de la Papa (CIP) con fondos de la agenciadans de apoyo de desarrollo (DANIDA). El proyecto se denomina: Mejora de la productividadde la quinua (Chenopodium quinoa Willd.), con nfasis en la resistencia a sequas y heladas, ytolerancia a la sal. Los socios son la Universidad Nacional del Altiplano de Puno, Per; laFundacin para la Promocin e Investigacin de Productos Andinos (PROINPA), de La Paz,Bolivia; el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), de Quito, Ecuador y laUniversidad Real Veterinaria y Agrcola (KVL), de Copenhague, Dinamarca.

Con el proyecto se espera incrementar la competencia cientfica de los investigadores; mejorarla productividad y la adaptabilidad de la quinua; conocer mejor los mecanismos de resistenciade la quinua; desarrollar cultivares resistentes a los factores adversos, adaptados a la regin;y establecer y consolidar la colaboracin entre las instituciones participantes, con miras aproseguir investigaciones adicionales sobre quinua. Adems de las mencionadas, otrasinstituciones son bienvenidas a participar en el proyecto, por ejemplo, mediante el intercambiode estudiantes de M.Sc. y Ph.D.

Introduccin de la quinua fuera de Amrica del Sur

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La quinua se introdujo a Europa por Inglaterra en la dcada de 70 y posteriormente secomenz a estudiarla en Dinamarca. En 1993, se aprob un proyecto de la Unin Europea,titulado "Quinua: un cultivo multipropsito para la diversificacin agrcola de la CE", que incluaensayos en el campo en Inglaterra, Dinamarca, Holanda e Italia, adems de laboratorios enEscocia y Francia. En Dinamarca, el bajo contenido de gluten despert mucho inters de laindustria de panificacin. En los Pases Bajos se han lanzado la primera variedad europea de

quinua y se continan los trabajos de mejoramiento, con mayor nfasis en el rendimiento ybajo contenido de saponina. Nuevos pases, como Suecia, Polonia, Repblica Checa, Austriay Grecia, han mostrado inters en el cultivo y vienen participando en la Prueba de Quinua(Iliadis et al., 1997, 1999;Ohlsson, 1997;Keskitalo, 1997). En los Estados Unidos, el trabajopionero con quinua comenz en Colorado hace veinte aos.

Reino Unido

La quinua se vende en tiendas de comidas saludables, pero su aplicacin principal es comocultivo de cobertura, sola o mezclada con col. Una mezcla de genotipos de quinua demaduracin precoz, media y tarda se siembra, principalmente para aves, como faisanes yperdices, causando la expansin natural de las semillas durante la estacin de invierno deoctubre a enero (Nicholls, 1996). La semilla de quinua para cobertura se cultiva con xito en elsureste de Inglaterra. La Universidad de Cambridge viene realizando trabajos de mejoramientoen quinua desde hace ms de diez aos (Risi y Galwey, 1984, 1989a, 1989b, 1991,Galwey,1989;Fleming y Galwey, 1995).

Dinamarca

La quinua silvestre (Chenopodium lbum) fue un cultivo secundario en Dinamarca en la Edadde Hierro. Recientemente en Dinamarca la quinua es usada de las personas que padecencoliakia como una opcin frente a los cuatro cereales bsicos: trigo, centeno, avena y cebada,que contienen gluten; en la elaboracin de diversos productos libres de gluten; y, en panes,tortas y bizcochos. Adems, se han realizado algunos ensayos sobre la produccin degrnulos de quinua verde (Jacobsen y Stlen, 1993;Jacobsen y Bach, 1998;Jacobsen et al.,

1994, 1996, 1997;Jacobsen, 1997,1999; Lomholt, 1996). El precio al consumidor es c. 6US$/kg.

Holanda

En Holanda, los programas de mejoramiento han desarrollado la primera variedad europea,Carmen, de corta estatura, inflorescencia compacta y maduracin precoz. Los trabajoscontinan, especialmente para reducir el nivel de saponina (Mastebroek y Limburg, 1996;Limburg y Mastebroek, 1996;Mastebroek y Marvin, 1997).

Estados Unidos

El consumo actual de quinua en los EE. UU. es de aproximadamente 1500 t/ao. El precio alos productores es US$ 1.8/kg y en el supermercado se vende la quinua US$ 4/kg (Ward,comm. pers. 1999). Los productos para la venta son granos, harina, pastas alimenticias,galletas y cereales para desayuno, pero se analizan nuevos mercados para productosindustriales (Johnson, 1993).La quinua se considera un elemento gastronmico novedoso dealto precio, lo que puede haber impedido su uso por las grandes empresas de productosalimenticios, que han probado diversas formas de procesarla, pero que requieren grandesvolmenes y suministro seguro a precios ms bajos, como requisito para considerarseriamente el uso de quinua en sus alimentos procesados. El rendimiento promedio de semilla

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en la regin de Colorado (a 2000 m.s.n.m) es de 1000 kg/ha, pero cerca del 90% de la quinuaque se vende es importada de Amrica del Sur.

Espacio

La quinua es un nuevo cultivo potencial para el Sistema de Apoyo a la vida Ecolgica de la

NASA (CELSS), que utiliza las plantas para extraer el dixido de carbono de la atmsfera ygenerar alimentos, oxgeno y agua para la tripulaciones espaciales (Schlick y Bubenheim,1996). La quinua respondi bien a las prcticas de produccin en ambientes controlados,incrementando su produccin de semillas, manteniendo la corta estatura y obtenindose unmayor ndice de cosecha en comparacin al campo. Adems, en ambientes controlados sepuede manejar la composicin nutricional deseada. El valor protico se incrementa y lasproporciones relativas de aminocidos encontradas exceden los requisitos de los sereshumanos, salvo la cistena y la metionina. La concentracin mineral es excepcional y tiene elpotencial de manipularse fcilmente para satisfacer las necesidades alimentarias de nutricinhumana. Los niveles proticos altos, la calidad protica alta, las vitaminas, los minerales, suconveniente crecimiento y las caractersticas de rendimiento hacen de la quinua un candidatoidneo para las aplicaciones de CELSS.

Respuesta fotoperidica de la quinua

La respuesta fotoperidica de la quinua ha sido descrita por diversos autores. Se encontr quelos cultivares ecuatorianos necesitaban al menos quince das cortos de 10 hr. para inducirantesis (Svori, 1947), mientras que Fller (1949) encontr que los cultivares de quinuabolivianos florecan bajo un amplio rango de fotoperodos, pero no bajo iluminacin continua.Mientras ms corto el fotoperodo, ms rpido florecieron. AunqueSimmonds (1965)argument que la floracin de la quinua est controlada de una interaccin genotipo-nutricional y no por la duracin del da - sugiriendo que el espacio ms restringido de racespropicia ms rpidamente la floracin de las plantas - la quinua parece ser una especiecuantitativa de da corto, donde la duracin del perodo vegetativo depende no slo de laduracin del fotoperodo y la latitud de origen, sino tambin de la altitud de origen(Risi y

Galwey, 1984). En consecuencia, los experimentos que incluyeron un gran nmero degenotipos demostraron que los genotipos de diferentes orgenes variaron en la duracin detodas las etapas del crecimiento (Risi, 1986;Jacobsen, 1997;Bertero et al., 1999) y todos loscultivares de quinua evaluados se comportaron como plantas cuantitativas de da corto por eltiempo de antesis (Bertero et al., 1999). La sensibilidad al foto periodo y temperatura variaronentre origen. Los cultivares originarios de los trpicos se caracterizaron por una mayorsensibilidad al fotoperodo y una fase vegetativa ms larga. Los cultivares del altiplano de Pery Bolivia, y del nivel del mar del sur de Chile, fueron menos sensibles al fotoperodo, con unafase vegetativa ms corta. Estas pruebas indican que, para caracterizar el crecimiento ydesarrollo de quinua, es necesario analizar la respuesta a la temperatura y al fotoperodo entodas las etapas del crecimiento y en un gran nmero de genotipos.

La sensibilidad fotoperidica para el llenado de granos desempea una funcin importante enla adecuacin de las plantas al ambiente andino, que es un clima caracterizado por dficit deagua, o heladas hacia fines de la estacin de crecimiento. La sensibilidad permite un llenadoacelerado de semillas cuando el fotoperodo se acorta. Sin embargo, este carcter limita laadaptacin de la quinua a latitudes mayores. Por lo tanto, la adaptacin de la quinua a altaslatitudes ha sido una seleccin por carencia o menor sensibilidad al fotoperodo en el llenadode granos, usando los cultivares de origen chileno. El conocimiento de la variacin de lasensibilidad al fotoperodo y su base gentica, permite obtener genotipos para la siembra enaltas latitudes con poca o ninguna sensibilidad, o sembrar cultivares en los lugarestradicionales de los Andes con mayor sensibilidad.

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Los experimentos de campo en Dinamarca, con una latitud 56 N, probaron la duracin delperodo de crecimiento de material del Sur de Chile o Per (Cuadro 1). Se vio que en rangoentre las variedades fue casi el mismo entre aos, pero el nivel real del perodo de crecimientofue altamente dependiente del ao. Tambin la interaccin del cultivar x ao, fue sumamentesignificativa (Jacobsen, 1997). La primavera de 1991 y el principio del verano fue hmedo yfro, lo que caus un crecimiento lento y un perodo de crecimiento largo. La sequa de mayo y

junio de 1992 caus un rpido desarrollo. En 1995, la primavera fue fra, mientras que julio-agosto fue seco y caliente.

La complejidad de la respuesta fotoperidica de la quinua es tal, que el fotoperodo de llenadode granos y pre antesis y los fotoperodos aplicados despus de la antesis pueden afectar alcrecimiento de semillas y la respuesta al fotoperodo es fuertemente afectada por latemperatura (Bertero et al., 1999). La mayor inhibicin del crecimiento de semillas yrendimiento ocurri por una combinacin de temperatura y das largos, y todas las etapas decrecimiento son sensibles al fotoperodo (Bertero et al., 1999).

La respuesta a la temperatura y fotoperodo puede cuantificarse usando modelos lineales yasumiendo respuestas independientes a esos factores ambientales. Un modelo desarrolladobajo condiciones controladas, que haba resultado satisfactorio al predecir el comportamientode campo basado en el enfoque trmico de tiempo (Major y Kiniry, 1991), fue adaptadoposteriormente para ser usado con quinua (Bertero et al., 1999), pudindose cuantificar lasrespuestas que usan los datos del campo, si se usa un conjunto seleccionado de genotipos yambientes. Los ambientes deben combinar una variedad de temperaturas y fotoperodos dediferentes lugares y fechas de siembra.

En el modelo trmico, que pesa los efectos del fotoperodo con el tiempo trmico requeridopara su desarrollo, se supone que la tasa de desarrollo durante las diversas fases fenolgicas,a un cierto fotoperodo, aumenta linealmente por encima de la temperatura bsica hasta unatemperatura ptima, y luego disminuye linealmente hasta cero desde las temperaturas msaltas (Ritchie y NeSmith, 1991), tal como ha sido demostrado en la germinacin de la quinua(Jacobsen y Bach, 1999). El requisito del tiempo trmico para completar la fase fenolgica se

calcula como inverso a la inclinacin, relacionando la tasa del desarrollo y la temperatura enun rango subptimo. El modelo mostr respuestas confiables del tiempo de florecimiento,temperatura y fotoperodos de nueve cultivares seleccionados de diferentes orgenes (Berteroet al., no publ.).

Las respuestas ambientales se cuantificarn de los registros diarios de temperatura mxima ymnima y de los clculos del fotoperodo (Charles-Edwards, 1986). Deben recogerse datos dela localidad de origen o de mejor adaptacin de genotipos (latitud, longitud, altitud, datoshistricos de las intensidades de precipitacin y distribucin, nmero de das sin heladas,intensidad de heladas, evapotranspiration potencial, duracin de la estacin creciente,calculados de laFAO (1985), temperatura promedio a travs del ciclo de cultivos y manejo decultivos, es decir siembra, maduracin y fechas de cosecha). Todos ellos sern de utilidadpara interpretar respuestas especficas de los genotipos.

No se ha cuantificado la variacin en la sensibilidad al fotoperodo y a la temperatura para losprocesos que determinan el inicio del relleno de grano entre los cultivares, pero se sugiere quelos cultivares del nivel del mar en Chile son menos sensibles al efecto nocivo de temperaturasaltas y das largos, lo cual puede explicar su mayor adaptacin. El objetivo de este tipo deinvestigacin es caracterizar las respuestas de floracin de la quinua al fotoperodo y lastemperaturas, para comprender la base de adaptacin de la quinua a diferentes ambientes. Eluso de un rango de cultivares nos permite cuantificar la variabilidad intraespecfica de

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temperatura y la respuesta al fotoperodo y sus interacciones, que puede ser til para elmejoramiento en ambientes seleccionados.

Sembrando quinua en regiones fras y hmedas

El perodo ms crtico en el cultivo de quinua es el del establecimiento, porque la germinacin

de semilla es muy sensible a las condiciones ambientales adversas, entre las cuales estn unsuelo heterogneo o con costras, baja temperatura del suelo o semillas de escasa calidad,todo lo cual es causa de significativas reducciones en el rendimiento. Las condiciones ptimasrequieren sembrar semillas de alta calidad a una profundidad de 1 a 2 cms en sueloshomogneos, bien estructurados y a una temperatura de 8 a 10 C. El suelo debe estar librede malezas al momento de la siembra, porque no se recomienda el uso de herbicidas en estecultivo. Si se siembra en surcos distanciadas de 25 a 50 cms, las malezas pueden limpiarsecon azadn y nuevas plantas crecern hasta eliminarlas. Las plagas y enfermedadesnormalmente no causan mayores problemas, aunque el mildi (Peronospora farinosa) aparecetodos los aos, especialmente bajo condiciones hmedas y relativamente clidas, y es menosimportante cuando el verano es seco y fro. La cosecha precoz es esencial, requirindose queel crecimiento haya comenzado temprano en la primavera, para evitar el fro y la humedad enla estacin otoal, dificultndose la cosecha y reducindose la calidad de semillas. Unasiembra tarda y condiciones fras en la poca de crecimiento puede retrasar el desarrollo delcultivo, y por lo tanto, la fecha de cosecha. As, la siembra bajo las condiciones del norte deEuropa, deber hacerse, en un ao normal, a fines de abril o comienzos de mayo.

Anlisis costo-beneficio del cultivo de quinua

El resultado econmico para el agricultor depende del rendimiento y el precio (cuadro 2).Suponiendo un rendimiento de 2500 kg/has, el precio debe ser 0,6 EUR/kg, para obtener unresultado similar a la cebada. Un mejor resultado se obtendr con un mayor rendimiento o unprecio mayor. Con el actual material gentico, el rendimiento calculado parece ser realistapara las condiciones del norte de Europa, pero con cultivares de maduracin precoz podranreducirse los costos de secado. Si se logran rendimientos de 3500 kg/has, el precio se

reducira, lo cual sera atractivo para la industria y ms satisfactorio para el agricultor. En elproducto final debe calcularse el costo adicional de descascaramiento, molienda etc.

Potencial futuro de la quinua

La quinua est considerada como una planta de multifinalidad agroindustrial (Galwey, 1993).La semilla puede utilizarse para alimentacin humana, en productos de harina, y comoalimento para animales debido a su valor nutritivo alto.

Las propiedades especficas de la quinua deben ser identificadas y explotadas, y se debedesarrollar las tecnologas que permitan la explotacin de tales propiedades, para que puedancompetir con otras materias primas que generalmente son baratas, fcilmente disponibles y de

calidad aceptable. El almidn, con sus grnulos pequeos, tiene varias aplicacionesindustriales potenciales. Los posibles productos industriales de quinua sugeridos, sonmejoradores de flujo para incorporarse a los productos de harina de almidn, excipientes en laindustria plstica, talcos y polvos anti-offset y protenas complementarias para mejorar elequilibrio de aminocidos de los alimentos humanos y animales. Las saponinas quiz seaninteresantes como insecticidas potenciales, antibiticos y fungicidas, y tambin en la industriafarmacutica, como un mediador de la permeabilidad intestinal que podra ayudar la absorcinde medicamentos especficos, y para reducir el nivel del colesterol en el sangre.

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En los programas de investigacin debe estudiarse toda la cadena de produccin, incluida laproduccin primaria, cosecha, almacenamiento y tecnologas de procesamiento, el desarrollode productos y la evaluacin, los estudios de comercializacin y la economa. Se necesita unenfoque multidisciplinario, con participacin del sector pblico y privado.

Las caractersticas requeridas para la agricultura templada estn presentes en gran medida en

accesiones de quinua del nivel del mar del sur y centro de Chile, pero las caractersticas de lassemilla estn esparcidas en todo el germoplasma. El fitomejoramiento adicional de quinua enEuropa debe concentrarse en la uniformidad, madurez precoz, alto rendimiento, aspectos decalidad y usos industriales de la semilla y de sus ingredientes especficos. La variedad ideal dequinua para la produccin de semilla debiera ser de maduracin uniforme y precoz, lo cual esparticularmente importante para las condiciones del Norte de Europa. Un perodo decrecimiento mayor a 150 das normalmente debiera ser demasiado riesgoso. Adems deprecocidad, la quinua debe tener semillas de rendimiento consistentemente alto y un bajocontenido de saponinas, ser corta y no ramificada para facilitar la cosecha mecnica. Eltamao, la forma y la densidad de su inflorescencia pueden ser importantes para lamaduracin. Una inflorescencia larga y abierta se secar rpidamente antes de la lluvia y elroco de la maana, que una pequea y compacta, pero puede ser propensa a dispersar lassemillas. Los tipos forrajeros deben ser altos, con hojas grandes y de maduracin tarda, con

un alto rendimiento de materia seca y, de preferencia, con un bajo contenido de saponina. Lapropagacin de semillas para estos fines posiblemente no se haga en Europa del norte.

Puede usarse como un cultivo en rotaciones cereales, no siendo sensible a las enfermedadesde los cereales y poco susceptible a nematodos. Para muchas de las caractersticas aquexaminadas, existe una considerable variacin entre cultivares, por lo que es posible, a travsde la seleccin y mejoramiento, combinar muchas de las caractersticas deseadas en un solocultivar, todo lo cual puede conducir a establecer la quinua como un nuevo cultivo de laagricultura europea.