mejoramiento de quinua y kaÑiwa

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: vapaza@inia.gob.pe

Email: vidalapaza@hotmail.com

GRACIAS… VIDAL APAZA MAMANI

Especialista del PNI Cultivos Andinos - INIA

Email: vapaza@inia.gob.pe

Email: vidalapaza@hotmail.com