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Instituto Nacional de Innovación Agraria
Vidal Apaza M.
MEJORAMIENTO Y MANEJO DEL
CULTIVO DE QUINUA Y KAÑIWA
CONTENIDO DE LA PRESENTACION
Origen de la quinua y kañiwa
Evolución de la productividad y producción
Importancia del Cultivo de Quinua y kañiwa
MEJORAMIENTO GENÉTICO
Objetivos del mejoramiento
Variabilidad Genética
Forma de reproducción de la quinua y kañiwa
Métodos de mejoramiento
Sistema reproductivo de la quinua y kañiwa
Ploidia de la quinua y kañiwa
Tipo de herencia de la quinua y kañiwa
Variedades de quinua y kañiwa desarrollados por el INIA
MEJORAMIENTO AGRONÓMICO
El lugar de origen de los
granos andinos es la zona
andina (Perú-Bolivia) por la
mayor variabilidad genética
existente
La zona andina es uno de los
8 centros de domesticación
de plantas cultivadas
(Cárdenas,Gandarillas, Rea)
ORIGEN DE LA QUINUA y
KAÑIWA
CENTROS DE ORIGEN
EVOLUCIÓN DE LA SUPERFICIE
COSECHADA, RENDIMIENTO DE
GRANO Y PRODUCCIÓN DE
QUINUA Y KAÑIWA
Producción de quinua en Perú por Regiones, 2009
Nacional: 33580 has, 35632 TM, 0.943 t/ha
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
1004 936
1671
947 1024 991
874 823
1414
1011
748
1194
Kg
/ha
Rendimiento de grano 2009
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
158 960 473 1771
227 2028
412 303 1454
415 28
31160
To
nel
ad
as
Producción de grano 2009
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
157 1026
282 1871
222 2047
471 368 1028
411 37
26095
Hec
táre
as
Superficie cosechada 2009
Producción de kañiwa en Puno, Cusco y
Arequipa (2004 – 2009)
Puno: 6068 has, 4726 TM, 0.779 t/ha (2009)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Puno Cusco Arequipa
5920
312 7
6068
974
8
Hectá
rea
s
Superficie cosechada
2004 2009
0
200
400
600
800
1000
1200
Puno Cusco Arequipa
684
500
951
779 727
1025
Kg
/ha
Rendimiento de grano
2004 2009
0
1000
2000
3000
4000
5000
Puno Cusco Arequipa
4052
156 7
4726
709 12
To
nel
ad
as
Producción
2004 2009
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 199
Importancia del cultivo de Quinua y
kañiwa
Alta demanda externa por sus cualidades
nutracéuticas (Aporte a la alimentación y salud)
Potencial para el valor agregado
Contribución a la seguridad alimentaria
Aporte a la Agroindustria
Alta variabilidad genética
Producto competitivo
Alto impacto social en su producción
Composición proximal de cereales y granos
andinos (g/100 g M.S.)
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 1992
Especie Proteína Grasa Fibra
cruda
Ceniza Carbohidra
tos
Calcio
(mg)
Magnesio
(mg)
Trigo 10.5 2.6 2.5 1.8 78.6 - -
Cebada 11.8 1.8 5.3 3.1 78.1 26.0 57.0
Avena 11.6 5.2 10.4 2.9 69.8 - -
Centeno 13.4 1.8 2.6 2.1 80.1 - -
Triticale 13.0 1.7 2.6 2.0 78.7 - -
Arroz 9.1 2.2 10.2 7.2 71.2 39.6 119
Maíz 11.1 4.9 2.1 1.7 80.2 - -
Sorgo 12.4 3.6 2.7 1.7 79.7 - -
Quinua 14.4 6.0 4.0 2.9 72.6 85.0 204
Kañiwa 18.8 7.6 6.1 4.1 63.4 157 210
Kiwicha 14.5 6.4 5.0 2.6 71.5 - -
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 199
Ácidos grasos insaturados en aceites de
quinua y kañiwa
Fuente: Repo-Carrasco 1992
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 199
Acido graso
insaturado
Aceite de
Quinua
Aceite de
Kañiwa Omega 6 (acido
linoleico)
50.24 42.59
Omega 9 (acido oleico) 26.04 42.59
Omega 3 (acido
linolénico)
4.77 6.01
Acido palmítico 9.59 17.94
MEJORAMIENTO FITOGENÉTICO
Fuente: Kent 1983; Repo-Carrasco 199
Producir más por unidad de superficie
mediante la obtención de nuevas variedades
de plantas.
Mejorar la calidad de los productos
OBJETIVOS DEL MEJORAMIENTO
OBJETIVOS DEL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE
LA QUINUA Y KAÑIWA
PRODUCTOR
Rendimiento
Precocidad
Resistencias
CONSUMIDOR
Color de grano
Tamaño de grano
Valor nutritivo
CARACTERES
A SER
MEJORADO
INDUSTRIA
Rendimiento molinero
Contenido de grasa,
Saponina
VARIABILIDAD GENÉTICA
Variabilidad en color de planta y grano, tipo panoja
Variabilidad en tamaño y color del Grano
100
120
140
160
180
200
220
PE
RIO
DO
VE
GE
TA
TIV
O E
N D
IAS
Variabilidad del periodo vegetativo de las
plantas de quinua
Kañiwa
Variabilidad Genética del Color de grano
Variabilidad del color de planta
Variabilidad del habito de crecimiento
ESPECIE Nª CARACTERIZADO
Chenopodium quinoa 1940
Chenopodium pallidicaule 430
Oxalis tuberosa 200
Tropaeolum tuberosum 25
Ullucus tuberosum 15
Total 2610
VARIABILIDAD DE GENES EN EL BANCO DE GERMOPLASMA
E.E.A. ILLPA-INIA
EXPRESIÓN DE LOS CARACTERES DE LA PLANTA DE
QUINUA Y KAÑIWA
Tipo de inflorescencia
AM
BIE
NT
E
GE
NO
TIP
O
FENOTIPO
CLIMA
SUELO
MANEJO
TODOS LOS
GENES
VARIACIÓN FENOTIPICA
V. f = V. g + Va
FORMA DE REPRODUCCIÓN DE LA QUINUA Y KAÑIWA
QUINUA: Especie autógama (9.9 % a 17.36% de Alogamia)
KAÑIWA: Especie autógama (11% a 36% de Alogamia)
BIOLOGIA FLORAL DE LA QUINUA
Flores con gineceo y androceo (Flor perfecta)
Flores pistiladas (Flor imperfecta)
Flores androestériles
QUINUA: Tetraploide
Kañiwa: Diploide
NÚMERO CROMOSOMICO DE LA QUINUA Y KAÑIWA
POLIPLOIDIA DE LA QUINUA Y KAÑIWA
QUINUA: Número Básico n = 9; 4n = 36
cromosomas somaticos
KAÑIWA: Número Básico n = 9; 2n = 18
cromosomas
HERENCIA DE ALGUNOS CARACTERES EN QUINUA Y
KAÑIWA
HERENCIA CUANTITATIVA:
HERENCIA CUALITATIVA:
• El color rojo de la planta dominante sobre púrpura
• El color púrpura de la planta dominante sobre verde
• Forma de panoja glomerulada es dominante sobre
amarantiforme
• El carácter amargo del grano es dominante sobre el
dulce
HERENCIA DE ALGUNOS CARACTERES EN QUINUA Y
KAÑIWA
• Axilas pigmentadas dominan sobre axilas normales
• El grano opaco es dominante sobre el grano chullpi
(perisperma cristalino)
• La fertilidad masculina domina sobre la androesterilidad
• El color negro del grano es dominante sobre cualquier
otro color
Esquemas de Mejoramiento ESQUEMA DE SELECCIÓN SURCO-PANOJA PARA
QUINUA, KIWICHA Y KAÑIHUA
Selección planta parcela
Panojas sembradas en surcos
Selección de mejores surcos
SEMILLA BASICA
0 año
1er. año
2do. año
3er. año
4to. año
5to. año
6to. año
III
II
I
III
II
I
III
II
I
Selección de plantas adecuadas
en el campo o en el Banco de
Germoplasma
4,000 – 5,000 ´plantas
Selección de 100 plantas que se
embolsan (autofecundación)
Siembra en surcos
Cada 20 surcos una
variedad comercial
(testigo)
Siembra con repeticiones
capacidad productora
Pruebas de rendimiento y
sanidad
Pruebas regionales de
rendimiento y sanidad
Multiplicación Semilla Genética
VARIEDADES MEJORADAS
(Liberación)
ESQUEMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA QUINUA
BANCO DE
GERMOPLASMA
Selección de
Progenitores
CRUZAMIENT
OS
Familias Segregantes
AMARGOS DULCES
SEMILLA BASICA
P2
F1
F2
F3
F..
.
F6
F7
F8
F8-
F9
SELECCIÓN INDIVIDUAL
SELECCIÓN INDIVIDUAL
GENERACIONES
AVANZADAS
COMPARATIVO DE
RENDIMIENTO Y
SANIDAD
SEMILLA GENETICA
MULTIPLICACION
VARIEDADES MEJORADAS
(Liberación)
I
V II
I II
I
Segregantes Seleccionados
ESQUEMA DE
MEJORAMIENTO
GENÉTICO PARA
KAÑIWA
Esquema del método de selección individual para kañiwa
Biodiversidad de kañiwa
Selección de plantas individuales
Surco por planta
Ensayos de rendimiento preliminar y
uniforme
Ensayos de adaptación y
eficiencia en red
Semilla Genética
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA
Y KAÑIWA
TÉCNICAS DE SELECCIÓN: No se crea un genotipo
nuevo, sino se selecciona de un grupo heterogéneo de
plantas un genotipo ya existente, que presenta los
caracteres deseados
SELECCIÓN MASAL: Se seleccionan plantas con los
caracteres deseados en grano lechoso. Se selecciona
netamente según el fenotipo.
SELECCIÓN INDIVIDUAL: La selección se basa en el
fenotipo y genotipo, se realiza la evaluación de la
progenie
SELECCIÓN POR AUTOFECUNDACIÓN: Antes de la
floración, se encapucha las panojas, luego de 4 semanas
se quita la bolsa y se marca la planta. Se evalúa la
progenie .
TÉCNICAS DE CRUZAMIENTO: Se crea un genotipo
nuevo, que hasta la fecha no existía
1. Selección de progenitores adecuados para combinar
caracteres deseados en el nuevo genotipo
2. Siembra de progenitores en forma escalonada para
obtener polen en un momento determinado polen vial
y estigma receptivo.
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA
Y KAÑIWA
3. Emasculación: Se elimina los glomérulos y flores mal
formadas. De las flores hermafroditas restantes se
eliminan los estambres. Se encapucha la panoja con
papel glassine
4. Colección del polen: la panoja de la planta
seleccionada como padre se introduce en una bolsa y
se sacude suavemente para que el polen caiga en la
bolsa.
5. Polinización/Cruzamiento: Con un pincel se traspasa
el polen colectado a los estigmas de las flores
emasculadas (Plantas madres). El estigma debe estar
receptivo al momento de la polinización (aspecto
brillante del estigma)
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA
Y KAÑIWA
después de la polinización se encapucha la panoja y se
deja 15 días después que termino la floración en todo el
campo.
6. Siembra de la F1: Se siembra la semilla obtenida del
cruzamiento. En esta generación no se evalúa ni se
selecciona, la progenie presenta siempre un fenotipo
homogéneo
7. Siembra de la F2: En la F2 la progenie segrega según su
genotipo, se descarta plantas que no reúnen los
caracteres deseados. Se continua hasta la estabilización
de caracteres deseados (F9).
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO EN QUINUA
Y KAÑIWA
ENSAYON DE RENDIMIENTO PRELIMINAR Y UNIFORME
DE LINEAS PROMISORIAS DE QUINUA
ENSAYOS DE
ADAPTACIÓN Y
EFICIENCIA
NUCLEOS GENETICOS
VARIEDADES DESARROLLADAS POR
MEJORAMIENTO GENÉTICO DE QUINUA POR EL
INIA
VARIEDADES MEJORADAS
Variedad Sabor de Grano
Color de
Grano
maño de grano
Regiones de producción
Amarilla marangani
Amargo Naranja Grande Cusco, Apurímac, Ayacucho
Blanca de junín
Semidulce Blanco Mediano Junín, Cusco, Ayacucho, Huancavelica, Huánuco
Rosada de junín
Dulce Crema Pequeño La libertad, Junín, Cusco, Ayacucho
Quillahuaman INIA
Semidulce Crema Mediano Cusco, Cajamarca
Salcedo-INIA Dulce Blanco Grande Puno, Arequipa, Cusco, Junín
Illpa-INIA Dulce Blanco Grande Puno, Arequipa, Cusco Fuente: PNICA - INIA, 2009
VARIEDADES MEJORADAS
Variedad Sabor de Grano
Color de
Grano
Tamaño de
grano
Regiones de producción
Blanca de juli Semidulce Blanco Pequeño Puno
Kancolla Semidulce Blanco Mediano Puno, Cusco
Cheweca Semidulce Blanco Mediano Puno, Cusco
Pasankalla Dulce Vino Grande Puno
Negra collana Dulce Negro Grande Puno
Ayacuchana Dulce Crema Mediano Ayacucho, Apurímac, Huancavelica
Huacariz Semidulce Blanco Mediano Junín, Cajamarca
Hualhuas Dulce Blanco Mediano Junín, Cajamarca
Mantaro Dulce Blanco Mediano Junín
Rosada yanamango
Semidulce Blanco Mediano Junín
Fuente: PNICA - INIA, 2008
Amarilla Marangani
Adaptación: 2500 a 3600 msnm
Ciclo vegetativo: 190 a 210 días
Altura planta: 1.6 a 2.0 m.
Color de grano: Amarillo
Panoja: Compacta Amarantiforme
Peso de cien semillas: 1.9 g
Rdto. Hasta 3.0 t/ha
AMARILLA MARANGANI
Blanca de Junin
Adaptación: 1900 a 3600 msnm
Ciclo vegetativo: 160 a 180 días
Altura planta: 1.4 a 1.6 m.
Color de grano: Blanco cremoso
Panoja: Compacta glomerulada
Peso de cien semillas: 1.7 g
Rdto. Hasta 2.5 t/ha
Blanca de Junín
Rosada de Junín
Adaptación: 1900 a 3300 msnm
Ciclo vegetativo: 180 a 190 días
Altura planta: 1.4 a 1.6 m.
Color de grano: Blanco
Panoja: Laxa amarantiforme
Peso de cien semillas: 1.7 g
Rdto. Hasta 2.5 t/ha
Rosada de Junín
Quillahuaman INIA
Adaptación: 2800 a 3500 msnm
Ciclo vegetativo: 190 a 200 días
Altura planta: 1.6 a 1.8 m.
Color de grano: Blanco crema
Panoja: Laxa amarantiforme
Peso de cien semillas: 2.2 g
Rdto. Hasta 3.5 t/ha
Salcedo INIA Illpa INIA
Adaptación: 3000 a 3900 msnm
Ciclo vegetativo: 140 a 160 días
Altura planta: 1.26 m.
Grano: Grande - Blanco
Panoja: glomerulada
Rdto.: Hasta 4.0 t/ha
Adaptación: 3000 a 3900 msnm
Ciclo vegetativo: 140 a 160 días
Altura planta: 1.3 a 1.6 m.
Grano: Grande - Blanco
Panoja: Glomerulada
Rdto.: Hasta 3.5 t/ha
• Longitud de panoja: 34 cm
• Diámetro de panoja: 12.0 cm
• Rdto/panoja: 42 g.
• Peso de 1000 granos: 3.7018 g
• Diámetro de grano: 2.0 mm
• % de Saponina: 0.020
Salcedo INIA
Illpa INIA
• Longitud de panoja: 36 cm
• Diámetro de panoja: 15 cm
• Rdto/panoja: 44 g
• Peso de 1000 granos: 3.8962
• Diámetro de grano: 2.2 mm
• % de Saponina: 0.022
Altura de planta: 94 a 110 cm
Diámetro de panoja: 5.0 a 6.6 cm
Longitud de panoja: 28 a 32 cm
Peso de 1000 granos 2.8497 g
Madurez fisiológica: 136 a 140 días
% de saponina: 0.015 a 0.018
Rdto. medio: 3.01 t/ha.
INIA 420 “Negra Collana”
Blanca de juli
• Altura de planta: 1.26 m
• Diámetro de panoja: 9.0 cm
• Peso de 1000 granos: 2.81 g
• Tamaño de grano: 1.6 mm
• % de Saponina: 0.041
KANCOLLA
Altura de planta: 1.20 m
Diámetro de panoja: 9.5 cm
Peso de 1000 granos: 2.7 g
Tamaño de grano: 1.8 mm
% de saponina: 0.348
Kancolla Blanca de juli Salcedo INIA Illpa INIA
VARIEDADES DESARROLLADAS POR
MEJORAMIENTO GENÉTICO DE KAÑIWA POR EL
INIA
RAMIS
CUPI
ILLPA INIA
Multiplicación de semilla Genética
Tecnología de producción del cultivo de quinua
PROBLEMÁTICA
Heladas
Sequía Granizo
Exceso de agua
CULTIVOS
•Quinua
•Cañihua
•Tarwi
•Oca
•Lisa
•Isaño
Preparación
deficiente
Acidez
Baja
Fertilidad
aves
Enfermedades
Plagas
Malezas
Superficiales
Aspecto
económico
Aspecto
Social
Características de la semilla
CALIDAD
SANIDAD
CANTIDAD
PODER GERMINATIVO PUREZA FISICA PUREZA VARIETAL HUMEDAD DEL GRANO PESO DE MIL SEMILLAS
Libre de enfermedades transmisibles por semillas
Adecuada densidad de siembra
Semilla
La semilla debe tener un valor cultural mayor a 80%. El poder germinativo se puede expresar por el porcentaje de granos con capacidad de germinación.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
PAPA HABA AVENA QUINUA
3.50 4.1
2.21 2.33
1.38 1.55 1.42
1.64
Rd
to. t/
ha
Rotación
Rendimiento de grano en rotación de papa, haba, avena y quinua
Sistemas de siembra
Siembra en surcos a chorro continuo
•Densidad: 10 kg/ha de semilla.
•Distanciamiento entre surcos: 50 cm, para variedades de altiplano y 80 cm en valles interandinos.
•Profundidad de siembra: 1.0 a 1.5 cm.
•Tapado de semilla: con ramas de arbustos.
Labores culturales en inicio de
panoja
Rendimiento de quinua con diferentes niveles de
estiércol y Humus
2.23 2.22
1.64
1.38 1.32 1.28
1.05
0
0.5
1
1.5
2
2.5
20 16 24 12 4 8 0
Rd
to.
( t/
ha
)
2.11 1.97
1.34 1.25 1.22 1.21
1.03
0
0.5
1
1.5
2
2.5
16 24 20 12 8 4 0
Rd
to.
(t/h
a)
Niveles de estiércol
Niveles de Humus de
lombriz
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
Con labores culturales Sin labores culturales
1.74
1.16
Rd
to. (t
/ha)
Labores Culturales
SE INCREMENTA EL RENDIMIENTO EN 33% .
MÉTODOS DE MEJORAMIENTO EN QUINUA Y
KAÑIWA
Heladas agrícolas
Hel Grado Fi %
Resistente 1 1 1
MR 3 3 2
Medio 5 71 54
Susceptible 7 53 40
Muy susceptible 9 4 3
Total 132 100
Color de la semilla Fi %
Blanco B 105 69
Negro N 30 20
Plomo P 2 1
Café oscuro Co 3 2
Blanco, negro BN 6 4
Blanco, café BC 4 3
No identificado 2 1
Total 152 100
Etapas de cosecha Cosecha semimecánica
Método utilizado por la EEA. Andenes, es más eficiente y menos
laborioso que el anterior. La siega y el emparve se realiza
manualmente. Pero la trilla, selección y venteo del grano se hacen
con máquina estacionaria. Los granos se seleccionan y ensacan
como en el sistema manual.
Etapas de cosecha
Emparve Consiste en la formación de arcos o parvas a una altura tal que permita el secado de panojas por efecto del sol y del viento, con la finalidad de evitar que se malogre la cosecha por condiciones climáticas (lluvias y granizadas). Las panojas permanecen así hasta que los granos tengan la humedad adecuada para la trilla (12 %), el tiempo es más o menos de 15 días.
Difusión de la tecnologías generadas por el
INIA
Difusión de la tecnologías generadas
Difusión de la tecnologías generadas
• EE.UU.
• CANADA
• ESPAÑA
• FRANCIA
• HOLANDA
• SUIZA
• ALEMANIA
• JAPON
MERCADO
GRACIAS… VIDAL APAZA MAMANI
Especialista del PNI Cultivos Andinos - INIA
Email: [email protected]
Email: [email protected]
GRACIAS… VIDAL APAZA MAMANI
Especialista del PNI Cultivos Andinos - INIA
Email: [email protected]
Email: [email protected]