Variedades de palma aceitera tolerantes al estrés

ASD Oil Palm Papers, N°28, 5-20. 2005

Resumen

La tolerancia al déficit hídrico fue evaluada en dos localidades de Costa Rica: Coto (Pacífico Sur), con un déficit promedio estimado de 200 mm al año; y San Mateo (Pacífico Central), con un déficit de 700 mm. Durante cuatro años se determinó la respuesta a la sequía, el crecimiento vegetativo, y la producción de racimos en 34 cruzamientos (progenies) que fueron plantados en los dos sitios.

Las progenies obtenidas de las poblaciones Angola, Tanzania y Yangambi mostraron una menor acumulación de hojas sin abrir (flechas) durante la época seca en San Mateo. Los genotipos obtenidos de las líneas Bamenda y Angola, así como de las poblaciones silvestres Malawi y Mobai, presentaron una menor cantidad de hojas inferiores desecadas como consecuencia aparente de la falta de agua. Estas respuestas se interpretan como mayor tolerancia al estrés hídrico.

Las palmas silvestres de origen Malawi, las progenies de origen Bamenda y Tanzania, así como los derivados de Mobai, produjeron más racimos durante los primeros 24 meses en el campo.

Aunque todos los cruces probados fueron dañados en diversa magnitud a causa de las condiciones extremas, se observaron características superiores en algunos de ellos; lo que indica que la investigación sobre déficit hídrico en un ambiente con condiciones menos severas puede permitir la selección de progenies tolerantes para su uso comercial.

Los materiales tolerantes al frío se han evaluado desde la década del 70; después de la introducción a Costa Rica en 1967, de semilla silvestre proveniente de regiones altas de Camerún (1000 a 2000 msnm) y Tanzania (1000 msnm). Dichos genotipos se han adaptado adecuadamente a sitios en donde los cruces convencionales no lo hacen. Las progenies comerciales derivadas (Bamenda x AVROS, Bamenda x Ekona, Tanzania x AVROS y Tanzania x Ekona), producidas desde 1990, han sido evaluadas en diversas regiones de Camerún, Etiopía, Kenia, Malawi, Zambia y Ecuador; y han mostrado mayor producción inicial que los materiales de uso convencional.

El potencial de producción de aceite y las características de crecimiento de estas progenies se ha evaluado en Coto 47, Costa Rica en varios experimentos, en donde han mostrado buena producción de fruta y, en algunos casos, más aceite que los materiales de uso convencional.

Introducción

La necesidad de ampliar la frontera para el cultivo de la palma de aceite ha llevado la actividad a regiones cada vez menos aptas para el cultivo. Los programas de mejoramiento genético buscan variedades con tolerancia a enfermedades, al déficit hídrico y a las bajas temperaturas, que permitan una explotación económica adecuada en condiciones marginales.

La experiencia generada sobre la tolerancia a la sequía en esta especie es relativamente amplia, pero la base genética evaluada ha sido estrecha; por su parte, los estudios sobre la adaptación a bajas temperaturas son escasos. ASD de Costa Rica ha producido variedades con aptitud para soportar estas condiciones adversas, con las cuales se han realizado pruebas en Costa Rica y en diversas regiones de Africa. El presente documento resume las experiencias obtenidas con la evaluación de estos materiales en varias localidades.

Tolerancia al déficit hídrico

El cultivo de la palma de aceite expresa su óptimo desempeño en regiones con una precipitación abundante (> 2000 mm al año), y bien distribuida; los valores medios mensuales asociados con buenos rendimientos son superiores a los 150 mm (Hemptinne y Ferwerda 1961). Sin embargo, esta especie posee naturalmente gran capacidad para sobrevivir a periodos prolongados de sequía. Algunas características morfológicas y fisiológicas que facilitan esta adaptación natural son su tronco voluminoso, su sistema radical extenso y un eficiente sistema estomático (Maillard et al. 1974; Villalobos et al. 1991 y 1992). Además, la habilidad de abortar las inflorescencias, la variación estacional en los picos de producción de racimos, y la movilización de reservas, le permiten compensar la menor tasa de fotosíntesis debido al cierre de estomas (Nouy et al. 1999).

Los síntomas visibles más evidentes utilizados como indicadores del déficit hídrico en palmas en el campo, son la acumulación de hojas flechas, el doblamiento y secamiento prematuro de las hojas inferiores e intermedias y la falla de racimos (Umaña y Chinchilla 1989). Algunas variables fisiológicas como el contenido relativo de agua o el potencial hídrico foliar no siempre son buenos indicadores del estrés hídrico, en especial si se evalúan en horas del mediodía (Villalobos et al. 1992).

La rápida respuesta estomática ante el estrés hídrico, implica una reducción en la capacidad fotosintética, y por ende en el potencial de rendimiento; por lo que la producción de genotipos resistentes a la sequía y altamente productivos parece no ser compatible (Villalobos y Rodriguez 1998). Sin embargo, otros autores han observado diferencias en el comportamiento de algunos materiales genéticos, y sugieren la posibilidad de seleccionar genotipos resistentes y de alta productividad (Maillard et al. 1974).

Houssou et al. (1992), encontraron que el genotipo Deli x Yangambi toleró mejor el déficit hídrico con una tasa de mortalidad inferior al 3%; al tiempo que las parcelas de origen Deli x La Mé mostraron un 16% de mortalidad. No obstante, algunas progenies La Mé mostraron un mayor grado de adaptación a la carencia de agua. Nouy et al. (1999) obtuvieron resultados muy similares, y encontraron buena respuesta en el comportamiento de Deli x La Mé y Deli x Yangambi evaluados en dos sitios con diferente grado de déficit hídrico: 400 - 700 mm anuales.

Dos ensayos fueron sembrados en sendas localidades de Costa Rica, en los cuales se midió la respuesta ante el déficit hídrico y el potencial de producción de 34 genotipos. El primero de dichos ensayos se estableció en la Estación Experimental del Programa de Investigaciones en Palma Aceitera de ASD de Costa Rica, en Coto 47 (Pacífico Sur), a una altitud de 50 msnm. En esta región, la precipitación anual promedio es de 3900 mm; durante los meses de diciembre a marzo la cantidad de lluvia es menor, pero el déficit hídrico anual total es normalmente inferior a 200 mm. Las progenies se distribuyeron en dos bloques, con parcelas de ocho plantas en cada bloque.

El segundo ensayo se sembró en San Mateo (Alajuela, Pacífico Central). Este lugar se encuentra a 250 msnm, y es un sitio no apto para el cultivo comercial de palma aceitera, debido a la presencia de un déficit hídrico extenso asociado con fuertes vientos. La precipitación anual promedio es de 2400 mm, con un periodo seco definido de diciembre a abril, que registra hasta 700 mm de déficit hídrico total. Las progenies se distribuyeron en un solo bloque, en parcelas de 12 plantas.

En la localidad de Coto 47, las evaluaciones de producción y de las características del racimo se hicieron entre el cuarto y el sétimo año, y el crecimiento vegetativo se midió a los seis años. En las parcelas de San Mateo, las observaciones de variables asociadas al déficit hídrico (número de hojas secas y cantidad de flechas acumuladas), se realizaron a los cuatro años de edad, y la evaluación de la producción durante el tercero y cuarto años. Adicionalmente, se seleccionaron siete cruces de buena a regular adaptación, para medir algunas variables morfológicas y fisiológicas asociadas al déficit hídrico (potencial hídrico, contenido relativo de agua, tasa de pérdida de agua, contenido de ceras epicuticulares y peso específico foliar), durante el periodo de noviembre de 1997 a abril de 1998 (Villalobos y Rodríguez 1998).

Resultados. La acumulación de hojas flecha fue un síntoma consistentemente asociado con el estrés hídrico. Posteriormente, y conforme el déficit se acentuó, aparecieron amarillamientos, y zonas necróticas en las puntas de los foliolos. Eventualmente, se observó secamiento y doblamiento de las hojas ubicadas en la parte inferior y media del dosel, e incluso en algunas se presentó fractura del raquis.

La menor acumulación de hojas flecha por planta se observó en las progenies obtenidas de la población dura Angola (1.8 flechas por planta), y de la población Tanzania, como progenitor masculino (1.7 flechas por planta). Los materiales con el mayor número de flechas acumuladas incluyeron algunas progenies descendientes de las líneas Deli dura, en especial en sus combinaciones con las fuentes masculinas AVROS, Ekona y Calabar (2.8 - 2.5 flechas por planta). El origen Deli mostró mayor tolerancia a la sequía cuando fue cruzado con palmas de las poblaciones Tanzania, Yangambi y La Mé (Cuadro 1).

El número promedio de hojas inferiores secas por palma varió entre progenies, desde 1 hasta 21. Los cruces de origen Bamenda, Angola y las palmas de la población silvestre Malawi, mostraron la menor cantidad de hojas secas por planta (4-7.2 hojas). Las descendencias provenientes de las líneas Deli dura y Tanzania (progenitor femenino), presentaron el mayor número de hojas secas y dobladas (11 - 15.5). Las diferencias fueron menores entre las líneas masculinas, y la fuente Mobai (6.4 hojas secas) (Cuadro 2).

En este estudio no se realizaron mediciones morfológicas o fisiológicas que pudieran ayudar a explicar el grado de adaptación de los genotipos al déficit hídrico; pero la producción de racimos por palma durante los primeros 24 meses en el campo permite estimar su tolerancia al estrés. Las palmas silvestres de origen Malawi (14.2 racimos/palma), y las progenies derivadas de las líneas femeninas Bamenda y Tanzania (11.8 y 9.5 racimos) fueron las mejores, mientras que Deli dura tuvo un desempeño más pobre. Con respecto a las líneas masculinas, el mayor número de racimos fue registrado en las progenies de origen Mobai (14.2) y Tanzania (17.0) (Cuadro 3).

Las progenies comerciales derivadas de la población Deli dura, produjeron pocos racimos, mostraron síntomas severos de déficit hídrico, y fueron poco precoces. Solo las progenies de origen Deli x La Mé, y en menor grado Deli x Yangambi, tuvieron un comportamiento aceptable; coincidiendo con lo encontrado en la literatura (Maillard 1974, Houssou et al. 1992).

La apariencia y producción de la población silvestre de Malawi indican que tiene genes que le confieren un gran potencial para adaptarse a condiciones extremas de estrés hídrico.

Villalobos y Rodriguez (1998) ampliaron las anteriores observaciones, al evaluar con mayor detalle siete de los genotipos. Dichos autores encontraron diferencias entre ellos, al analizar otras variables fisiológicas asociadas al estrés hídrico. Concluyeron que es posible obtener descendencias tolerantes a la sequía dentro de las poblaciones Angola, Tanzania y La Mé, y en algunas líneas Deli. Encontraron que la mejor adaptación se asoció con progenies Angola x Tanzania y Angola x La Mé, por su apariencia, producción, mayor potencial hídrico al amanecer y mayor peso específico foliar. El potencial productivo de estos cruces en condiciones menos extremas de estrés puede ser estimado a partir de su desempeño en la localidad de Coto 47 (Cuadro 4).

Tolerancia a bajas temperaturas

El material genético con tolerancia a las bajas temperaturas fue introducido a ASD entre 1967 y 1977, proveniente de dos regiones de África durante una prospección en plantaciones silvestres. Después de una evaluación inicial sus descendencias fueron reproducidas y sembradas en diferentes localidades.

Bamenda (Camerún). Proviene de semillas de palmas silvestres recolectadas en las tierras altas de Bamenda, en la región noroeste de Camerún (900-1500 msnm), la cual posee una estación seca de seis meses. Estos genotipos presentan una tolerancia especial a condiciones extremas como baja radiación solar, sequía y bajas temperaturas. Las primeras evaluaciones en el vivero y en el campo mostraron una alta precocidad, y en algunas progenies, se observó tolerancia a la marchitez por Fusarium (Blaak y Sterling 1996). Las características de varios grupos de semillas sembradas en 1968 aparecen en el Cuadro 5.

La población original fue evaluada fenotípicamente durante cuatro años, considerando en particular las características del racimo. La formación del racimo en el grupo de plantas dura fue buena, con un promedio de 67% de frutos en el racimo, 41% de mesocarpo en el fruto y 14% de almendra en el fruto; aunque con una baja tasa de extracción de aceite (Cuadro 6).

Las mejores palmas se usaron para producir la siguiente generación de duras, que fue sembrada en 1994, y en donde se evaluó la producción de racimos durante los primeros tres años, el crecimiento a los cuatro años y las características del racimo del cuarto al quinto año. La producción promedio de fruta de este grupo fue de 94 kg por palma por año, y su tasa de extracción de aceite fue del 12% (Cuadro 7).

Kigoma (Tanzania). Este material proviene de semilla recolectada en 1977, en seis palmas (5 téneras y una dura) silvestres que crecían en regiones de altitud media, en el distrito de Kigoma, Tanzania. Este sitio se encuentra a 850 msnm, en donde se registran temperaturas mínimas cercanas a 12° C. La población muestreada presentó alta frecuencia de palmas ténera con frutos de cáscara excepcionalmente delgada (Richardson y Chavez 1986), (Cuadro 5).

La descendencia de las cuatro téneras fue sembrada en 1978 en Coto. La producción promedio por palma varió entre 90 y 107 kg de fruta durante los primeros cuatro años; producto de un alto número (19 a 21) de racimos pequeños (4.6 a 5.2 kg). Las palmas tipo dura se caracterizaron por una buena formación del racimo, con 72% de frutos en el racimo, 56% de mesocarpo en el fruto y 20% de aceite en el racimo. En las descendencias ténera, la extracción de aceite fue 27% (Richardson y Chavez 1986) (Cuadro 6).

Varios individuos tipo dura fueron posteriormente seleccionados, y se plantó una nueva generación en 1994. Las características de producción y crecimiento se evaluaron durante los mismos periodos indicados para la población Bamenda sembrada ese mismo año. Esta descendencia mostró una excepcional precocidad, con rendimientos anuales de fruta por palma de 185 kg, un alto porcentaje de mesocarpo en el fruto (54%) y una alta extracción de aceite (18.8%) (Cuadro 7).

Comportamiento de las variedades tolerantes a bajas temperaturas en condiciones extremas

Producción en regiones de elevada altitud. ASD de Costa Rica ha producido desde 1990, cuatro tipos de progenies con tolerancia al frío (Bamenda x AVROS, Bamenda x Ekona, Tanzania x AVROS y Tanzania x Ekona), con el propósito inicial de ser sembradas en las regiones altas de Camerún, Etiopía, Kenia, Malawi y Zambia (1000 a 1500 msnm). En varios grupos de plantas sembradas en estas regiones se ha demostrado que poseen una gran precocidad y tolerancia al déficit hídrico. En varias pruebas en la fase de vivero, también se demostró que algunas poseían tolerancia a la marchitez por fusarium (Chapman et al. 2003; Blaak y Sterling 1996; Steele y Grifee 2001; FAO 2002). La producción de racimos en dichas regiones, comenzó entre los dos y tres años después de la siembra, y la producción inicial de aceite ha superado hasta cuatro veces la obtenida de las palmas dura locales (Chapman et al. 2003; Steele y Grifee 2001; FAO 2002).

Aún con un manejo agronómico básico de las palmas, la producción de aceite ha alcanzado 9-12 litros por palma a los cuatro años y medio en los proyectos sociales de la FAO en Malawi y Zambia, y se ha incrementado a 20-30 litros a los seis años de edad. Los rendimientos de fruta más altos correspondientes a estas edades, fueron de 60 y 150 kg/palma, respectivamente. (Chapman et al. 2003; FAO 2002).

Esta precocidad es sorprendente, si se considera que en las tierras altas de Bamenda, otros materiales comerciales, llegan a estabilizar su producción hasta los 12 años de edad (Blaak y Sterling 1996), y en Zambia las duras locales inician su producción alrededor del octavo año (FAO 2002).

En el Cuadro 8 se anotan los resultados de un ensayo sembrado en 1992, en la región oeste de Etiopia, a 960 msnm, con 1800 mm de precipitación pluvial al año con buena distribución, y en suelos apropiados para el cultivo. La precocidad y producción de cruces Bamenda x AVROS y Tanzania x AVROS, se comparó con cruces comerciales Deli x Ekona y Deli x AVROS (Blaak y Sterling 1996)

La precocidad de los materiales Bamenda y Tanzania fue evidente en el primer experimento, tanto por su elevado porcentaje de palmas en floración como por la cantidad promedio de inflorescencias femeninas por palma, observada un año después de la siembra. Su comportamiento siguió siendo superior a Deli x AVROS a los tres y cuatro años, aunque no superaron a las descendencias Deli x Ekona, que también mostraron tolerancia a esa condición particular. Dos años después la situación cambió; tras un periodo de estrés que causó aborto de flores y racimos, se redujo la producción en todos los materiales, pero las descendencias de Bamenda y Tanzania mostraron una producción superior y más estable (Cuadro 8).

En un grupo de parcelas demostrativas plantadas en 1998 en Santo Domingo de los Colorados, Ecuador, la precocidad de las progenies Bamenda x Ekona y Tanzania x Ekona ha sido elevada, y su rendimiento acumulado al tercer año de producción (40 a 42 t/ha), supera al de los materiales de uso comercial más frecuente (33 a 38 t/ha). Esta región es bien conocida por presentar condiciones de nubosidad, bajas temperaturas y fuerte déficit hídrico que mantienen producciones usualmente marginales en los cruces comerciales de uso común (Cuadro 9).

Desempeño en ambientes normales para el cultivo de la palma

Diversas progenies de origen Bamenda y Tanzania se han sembrado en Coto, Costa Rica desde 1985, con el fin de evaluar su potencial de producción. La mayoría de los cruces evaluados han mostrado buena producción de fruta y algunas, incluso, han producido más aceite que los materiales Deli x AVROS y Deli x Ekona.

Las descendencias de origen Bamenda x AVROS producen tanta fruta como las progenies testigo, a lo cual se suma un menor crecimiento en altura en algunas progenies. La combinación Tanzania x AVROS ha mostrado alta producción de fruta y crecimiento vigoroso. Su extracción de aceite es ligeramente inferior a Deli x AVROS; el origen Tanzania x Ekona, muestra un rendimiento de fruta similar al testigo comercial, reducida altura y buena extracción de aceite (Cuadro 10).

Conclusiones

Es posible encontrar tolerancia al déficit hídrico dentro de la especie Elaeis guineensis. Múltiples pruebas, realizadas en varias localidades, han mostrado diferencias en el comportamiento de cruces genéticos de diferentes orígenes. Resultó claro que otras fuentes de germoplasma, distintas de La Mé y Yangambi, también muestran potencial para soportar estrés hídrico, lo que permitiría ampliar la base genética en la búsqueda de dicho objetivo.

Para profundizar en el estudio de la tolerancia al déficit hídrico, y explotar toda la diversidad genética disponible, se requiere establecer ensayos en regiones menos adversas a las descritas en este trabajo, en donde, además del fuerte déficit hídrico, el viento fue otro factor que contribuyó a acentuar el efecto y deprimir fuertemente el potencial productivo.

La posibilidad de obtener materiales genéticos comerciales que soporten temperaturas por debajo de las consideradas aceptables para el cultivo es también una realidad, dadas las buenas experiencias generadas en las plantaciones comerciales de las regiones elevadas y frías de África y Ecuador. La tolerancia combinada a varios factores de estrés (bajas temperaturas y déficit hídrico por ejemplo) parece también posible.

Con este tipo de experiencias, no solo se espera mejorar la productividad del cultivo en esas condiciones extremas, sino también encontrar nuevas combinaciones genéticas que muestren un buen desempeño en las regiones de siembra tradicionales; y ofrezcan ventajas adicionales como el incremento de la vida útil de la plantación o elevados rendimientos de aceite y almendra.

Literatura

Blaak G. & Sterling F. 1996. The prospects of extending oil palm cultivation to higher elevations through using cold-tolerant plant material. The Planter (Kuala Lumpur), 72:645-652.

Chapman K.R., Escobar R. & Griffee P. 2003. Cold tolerant or altitude adapted oil palm hybrid development initiatives in the Asia/Pacific region. Au. J. T. 6(3):1-5.

FAO 2002. Oil palm in western Kenya. Agriculture 21 Magazine, FAO. 3 p.

Hemptinne J. & Ferwerda J. D. 1961. Influence des précipitations sur les productions du palmier á huile (Elais guineensis Jacq.). Oléagineaux, 16(7) 431-437.

Houssou M., Cornaire B., Omore A. & Adje J. 1992. Selection pour la résistance á la sécheresse du palmier á huile. ISOPB. Montpellier, France.

Maillard G., Daniel C. & Ochs R. 1974. Analyse des effets de la sécheresse sur le palmier a huile. Oléagineaux (8-9): 397-404.

Nouy B., Baudouin L., Djegui N. & Omore A. 1999. Le palmier a huile en conditions hydriques limitantes. Plantations, recherche, développmement. pp 31-45.

Richardson D. & Chavez C. 1986. Oil palm germplasm of Tanzanian origin. Turrialba (C.R.), 36(4):493-498.

Steele P. & Griffee P. 2001. Western Kenya and the potential for oil palm. FAO Int. Rep. 7 p.

Umaña C. & Chinchilla C. 1989. Sintomatología asociada al déficit hídrico en palma aceitera. Bol. Tec. OPO-UB 3(3): 50-54.

Villalobos E., Chinchilla C., Echandi C. & Fernandez O. 1991. Short term responses of the oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) to water deficit in Costa Rica. PORIM Int. Conf, Kuala Lumpur, Malaysia.

Villalobos E. & Rodriguez W. 1998. Evaluación de la capacidad de asimilación del carbón, de la eficiencia en el uso del agua y de la resistencia a la sequía, en progenies de palmas aceitera (Elaeis aguineensis Jacq.) en Costa Rica. Universidad de Costa Rica, Informe de Proyecto VI-734-97-16, CIGRAS, 1998. 32 p.

Villalobos E., Umaña C. & Chinchilla C. 1992. Estado de hidratación de la palma aceitera, en respuesta a la sequía. Oléagineaux 47(5):217-223.

Villalobos E., Umaña C. & Sterling F. 1990. Determinación del contenido relativo de agua en progenies de palma aceitera (Elaeis guineensis), durante la época seca en Quepos, Costa Rica. Agronomía Costarricense 14(1): 73-78.