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• “EFECTOS DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA SOLAR SOBRE LA CALIDAD DE PRODUCCCIÓN DE CULTIVOS ANDINOS: EN EL CASO DE LA QUINUA (CHENOPODIUM QUINOA-WILD)”

La presente propuesta de investigación es una profundización del estudio experimental de los efectos de la Radiación Ultravioleta sobre los cultivos de altura, en este caso sobre la calidad del grano de quinua, mediante la evaluación de la calidad de composición química de las diferentes partes de la planta hojas tallo y granos. En los experimentos previos, realizados hace una década en el LFA – UMSA, no se logró evaluar la calidad del grano, debido a la falta de acceso a un laboratorio de bromatología, que en este caso lo proporcionará el SELADIS – UMSA como participante del proyecto. Actualmente se tiene también una mayor demanda de quinua, lo que implica un mayor uso de recursos, tanto de tierra cultivable como de agua para riego. Un manejo no adecuado de los recursos disponibles (de por sí finitos y ahora escasos) está llevando a la colisión y agotamiento de los cultivos, por lo que es necesario estudiar las posibilidades de mejorar la calidad de los productos (granos); tanto para su tradicional uso alimenticio, como para una derivación industrial (saponinas). Se postula que la mayor exposición a la radiación ultravioleta incrementaría la concentración de compuestos no alimenticios (flavonoides y carotenoides) también en el. Grano, lo que derivaría en un mayor contenido de saponinas en los mismos. El estudio está planteado para realizar pruebas controladas a fin de verificar esa hipótesis y tal manera contribuir al conocimiento necesario para coadyuvar a la seguridad alimentaría del país.

Entre los organismos que son más vulnerables a las variaciones de la radiación solar están los vegetales, principalmente por su incapacidad para desplazarse a regiones con condiciones de irradiación más favorables. Además está el hecho que las plantas viven de la captura de la radiación solar (para el proceso de fotosíntesis) por lo que están diseñadas para recibir la mayor dosis posible de esa radiación. El conflicto viene en el hecho que mientras la planta optimiza su capacidad de recepción de luz también aumenta su vulnerabilidad ante la radiación ultravioleta que acompaña a la luz solar visible. Un exceso de radiación ultravioleta, en especial la del tipo UVB (con longitud de onda entre 280 y 320 nm) produce alteraciones en el proceso de fotosíntesis y, por tanto, en el desarrollo de la planta.

En las primeras etapas de desarrollo, cuando la planta genera hojas en cantidad adecuada para su supervivencia, un exceso de UVB causa una derivación de recursos de la planta hacia la producción de compuestos protectores. Así, la planta pierde parte del potencial para su desarrollo total, generando un desarrollo tardío, que puede causar, a su vez, que la planta no esté preparada para las condiciones climáticas en cada etapa fenológica, ya que está preparada para otra condición estacional. Estos procesos de retardación terminarían quitando nutrientes útiles a los frutos (granos) o evitarían la maduración en el tiempo adecuado, con desmedro en la calidad del mismo. Este proyecto tiene el propósito de cuantificar estos fenómenos en cultivos de alimentos de producción de altura (alimentos andinos).

El Laboratorio de Física de la Atmósfera, del IIF – UMSA realizó un experimento previo para comprobar la factibilidad del método, un estudio previo de algunos efectos de la Radiación Ultravioleta – B (RUVB) sobre quinua y cuyo principal resultado es que la Radiación Ultravioleta (RUV) afecta más a las plantas en los primeros estados del desarrollo. Además se comprobó que la respuesta de algunas variedades de quinua ante la RUV es también diferente, habiendo variedades como la chucapaca, en la que prácticamente no se observan los efectos, pero otras, como la robura, resultaron ser mucho más sensibles.

Con la presente propuesta de investigación se pretende ampliar el estudio de los efectos de la Radiación Ultravioleta sobre los cultivos de altura (caso quinua) hasta la evaluación de la calidad de composición química de las diferentes partes de la planta hojas tallo y frutos o granos de la quinua haciendo uso de métodos y técnicas analíticas de Laboratorio. Este aspecto no pudo ser evaluado con anterioridad, debido a la falta de acceso a un laboratorio de bromatología, que en este caso lo proporcionará el SELADIS.

Objetivo:

Estudiar los efectos de la Radiación Ultravioleta (RUV) sobre una planta cultivable de altura, la quinua, para preparar las líneas de acción ante el incremento de RUV que se espera durante el próximo medio siglo.

El objetivo a largo plazo es la evaluación de la factibilidad de obtener variedades resistentes para asegurar la producción agrícola y alimentaria en el Altiplano Boliviano.

Estrategia y Metodología

Este proyecto está diseñado para comprobar los datos obtenidos de los efectos de la RUV sobre los cultivos de quinua (Chenopodium quinoa, Wild.), ya que este tipo de vegetales es fundamental para la producción de alimentos de los residentes en el altiplano boliviano constituyéndose así Bolivia en el primer país productor de quinua de la producción mundial por su gran demanda en el mercado internacional por sus bondades alimenticias nutritivas y su alto valor biológico.

Asimismo las variedades de quinua es especial la Quinua Real que solo se produce en el Altiplano Sur y parte del Altiplano Central y no ha podido ser adaptada a otras regiones del mundo, ya que es una variedad de altura y su floración depende de un número de horas-luz bien definido

El estudio se realizará mediante tres áreas de cultivo: la primera contará con una protección ante la RUV solar (menor dosis recibida), la segunda estará expuesta a toda la RUV solar (grupo de control) y la tercera estará expuesta a la RUV solar y a RUV proveniente de lámparas (mayor dosis recibida). Los tres grupos de plantas serán sometidos a las mismas condiciones climáticas y de riego, de manera que se pueda aislar los efectos de la RUV sobre el desarrollo de las plantas, la producción final del grano y la calidad alimenticia del mismo. El grupo de trabajo mantendrá los cultivos en condiciones controladas; en especial con un monitoreo de la intensidad de Radiación Ultravioleta (RUV) que reciben las plantas de cada área.

Los compuestos químicos clave se medirán sobre muestras tomadas periódicamente de diversas partes de las plantas: hojas, tallos y raíces. El análisis de la concentración de clorofilas, carotenoides, flavonoides se realizará mediante técnicas estándar. Las proteínas, carbohidratos grasas y saponinas se medirán con procedimientos analíticos y reacciones químicas específicas que caracterizan a estas substancias. Estos análisis serán realizados en los laboratorios del Instituto del SELADIS.

Paralelamente al seguimiento del desarrollo de los cultivos, se tendrá un monitoreo de los parámetros físicos que afectan al desarrollo de las plantas; tanto del lote expuesto como del protegido. Se medirán los siguientes parámetros: Intensidad de Radiación Ultravioleta, temperatura ambiente y de suelo, humedad relativa y desarrollo de las partes aéreas de las plantas. Todos estos parámetros serán contrastados con las variaciones de concentración de los compuestos clave; y así obtener una cuantificación de los efectos de la RUV sobre este tipo de plantas. Se pondrá un énfasis particular en la composición final de la calidad alimenticia de los granos.

Los resultados obtenidos en este trabajo permitirán tener las bases fundamentales del conocimiento de los efectos de los cambios climatológicos sobre la atmósfera para realizar acciones a futuro en la producción de alimentos de altura (mayores a 4500 msnm), con el propósito de mantener la seguridad alimentaria.

Al final del trabajo se prepararán exposiciones sobre los resultados obtenidos ante los productores de quinua. Además se publicarán artículos científicos en revistas especializadas.

Autor: Dr. Eduardo Palenque Vidaurre
Enlace: edyruy@yahoo.es
Fecha: 2010-06-29