Investigadores identifican desafíos de crecimiento únicos para la soja en África

URBAN, Ill. – A pesar del alto contenido de proteína y aceite de la soja y su potencial para aumentar la seguridad alimentaria en el continente, África produce menos del 1% de la cosecha mundial de soja. La producción está rezagada, en parte, porque la mayoría de los cultivares de soja se cultivan en condiciones de América del Norte y del Sur que no se adaptan a los entornos africanos.

Investigadores del Soybean Innovation Lab (SIL), un proyecto financiado por la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional dirigido por la Universidad de Illinois, están trabajando para cambiar eso. En un nuevo estudio, publicado en Agronomía, han desarrollado métodos para ayudar a los agricultores a mejorar los cultivares de soja específicamente para entornos africanos, con la intención de crear líneas de maduración rápida que aumenten los rendimientos y las ganancias para los pequeños agricultores.

“Es importante que los productores y obtentores sepan cuándo va a madurar un cultivar: ese momento en el que una planta está a plena capacidad y en su mejor rendimiento. Nos motivó a llenar vacíos en el conocimiento sobre el tiempo de maduración en África ”, dijo Guillermo Marcillo, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Culturales de la U del I y primer autor del nuevo estudio.

Marcillo y sus colaboradores capitalizaron cinco años de pruebas de rendimiento de SIL, que cubrieron 176 cultivares y líneas experimentales cultivadas en 68 sitios africanos. Los ensayos son parte de la red Panafricana de Ensayos de Variedades (SIL-PAT) de SIL, que actualmente opera en 100 ubicaciones y 24 países.

Los investigadores analizaron el tiempo de maduración de los cultivares en relación con las variables ambientales, incluida la temperatura, la duración del día y la altitud, utilizando un método estadístico conocido como modelo aditivo generalizado (GAM). El modelo pudo predecir el tiempo de maduración de la soja de 10 días para los cultivares plantados en África.

“La metodología que implementamos es bastante innovadora, introduciendo algoritmos basados ​​en datos y estadísticas de reproducción convencionales para capturar las interacciones entre cultivares y el medio ambiente en diferentes áreas”, dice Marcillo.

Era importante utilizar un nuevo método estadístico para analizar el conjunto de datos multientorno, según Nicolas Martin, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Culturales y coautor del estudio.

«Las pruebas en varios entornos permiten a los fitomejoradores analizar el rendimiento de los cultivos en diversas condiciones, pero también plantean desafíos estadísticos debido a los datos desequilibrados. Los métodos estadísticos modernos, incluido el GAM, pueden suavizar de manera flexible una variedad de respuestas al tiempo que retienen las observaciones que podrían perderse en otros enfoques ,» él dice.

Los investigadores encontraron que los factores ambientales, específicamente la temperatura mínima diaria y el cambio en la duración del día entre la siembra y la madurez, eran mucho más importantes que las diferencias genotípicas en el pronóstico del tiempo hasta la madurez.

«Nuestro estudio es la primera cuantificación sistemática de los efectos de estos dos factores en África», dice Marcillo. «Sabemos cómo la temperatura y la duración del día afectan el tiempo de maduración en Estados Unidos, Brasil y Argentina, pero en África es una gran incógnita. Si enviamos cultivares de estas regiones, sus entornos pueden acelerar o retrasar un poco la madurez. Esto el conocimiento es una gran ganancia para África «.

Michelle Da Fonseca Santos, quien dirige el estudio SIL-PAT, señala que la temperatura mínima depende de diferentes factores en África en comparación con las regiones productoras de soja en América del Sur y del Norte.

“La temperatura baja está inversamente relacionada con la elevación. En América del Norte y del Sur, no tenemos mucha variación en la elevación, por lo que es fácil para nosotros dividir los grupos de madurez por latitud ”, dice ella. «Pero en África, por ejemplo en Kenia, si tratamos de plantar las mismas líneas en elevaciones elevadas, demorarán una eternidad. Por lo tanto, es posible que necesitemos usar diferentes líneas para diferentes regiones dependiendo de la altitud».

El tiempo hasta la madurez es solo un factor que los mejoradores deben tener en cuenta al desarrollar nuevos cultivares para entornos africanos. Afortunadamente, el método GAM es flexible.

“Nos enfocamos en el tiempo de madurez en este primer proyecto, pero nuestro método puede aplicarse a muchas otras características de importancia económica, como el rendimiento, la calidad del grano, el contenido de proteínas y el contenido de aceite”, dice Marcillo.

Los investigadores dan crédito a los agricultores y criadores de SIL-PAT por hacer posible sus descubrimientos.

«No podríamos haber hecho nada parecido a esta magnitud sin el gran trabajo de nuestros colegas de SIL-PAT en la recopilación del conjunto de datos. Trabajar con los creadores en cada región es casi como una historia de amor. Hacerlo de forma manual o independiente habría sido imposible . «, dice Martín.

Da Fonseca Santos agrega: “La base de datos es sólida debido a las asociaciones público-privadas (empresas de semillas, procesadores, agencias gubernamentales) que tenemos en África. Nada de esto sería posible sin ellos. Y todo está impulsado por la demanda. nosotros diciendo que necesitamos soja. Entonces este trabajo es beneficioso en muchos niveles. «

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El artículo, «Implementación de un modelo aditivo generalizado (GAM) para predecir la madurez de la soja en ambientes africanos», fue publicado en Agronomía [DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy11061043]. Los autores incluyen a Guillermo Marcillo, Nicolas Martin, Brian Diers, Michelle Da Fonseca Santos, Erica Pontes Leles, Josy Francischini y Godfree Chigeza del Instituto Internacional de Agricultura Tropical. El financiamiento fue proporcionado por el Laboratorio de Innovación Feed the Future de USAID para la Investigación de la Cadena de Valor de la Soja (SIL) y socios del sector público y privado en África.

El Departamento de Ciencias Culturales y SIL son parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois.

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