Frans Cristhian Lope Ccasa; Angel Alberto Salazar Joyo; Nerio Eliseo Lupa Condo; Alberto Anculle Arenas; Natty Wilma Llasaca Calizaya; Raymundo Oscar Gutierrez Rosales; Mayela Elizabeth Mayta Anco; Esther Emiliana Molina Gonzales; Dony Javier Flores Subeleta; Raquel Shany Betancur Choquehuayta; Jose Luis Bustamante Muã‘Oz

http://proyectos-vri.unsa.edu.pe/handle/91.103.221022/7562

Objetivo

FENOTIPAJE DE ALTA FRECUENCIA EN EL CULTIVO DE QUINUA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE GERMOPLASMA Y EL MEJORAMIENTO

Resumen:

El proyecto considera el fenotipaje del cultivo de la quinua a través de un monitoreo de alta resolución con la utilización de una cámara multiespectral instalada sobre un dron, con la finalidad de obtener una alta frecuencia temporal del cultivo y de encontrar algún tipo de correlación o asociación entre los parámetros morfológicos y/o fisiológicos evaluados a nivel de campo. La investigación tiene como fundamento el utilizar herramientas de sensoramiento remoto como complemento para el proceso de caracterización de germoplasma y mejoramiento genético del cultivo, contrastada con mediciones realizadas desde el nivel del suelo, en el campo. Asimismo, las evaluaciones tradicionales de medición que se utilizan en estos experimentos para obtener descriptores del cultivo, en las características biométricas o en la obtención de las líneas promisorias de quinua (o nuevas variedades), pueden realizarse prescindiendo de algunos de estas medidas, dado que indicadores como: el Índice de Vegetación Normalizado (NDVI), el Índice de Vegetación Corregido por el Suelo (SAVI) o la Densidad de las Células de la Planta PCD (Plant Cell Density); adquiridos remotamente desde un dron, pueden ser útiles y complementar a evaluaciones tradicionales. De esta manera, podría realizarse una investigación en el cultivo de quinua en un tiempo más corto y reduciéndose los costos de la investigación, lo cual con llevaría a un mayor impacto en el beneficio de los agricultores asociados al cultivo en el Perú. .

Palabras clave

Fenotipaje, quinua, sensoramiento remoto, agricultura de precisión, Arequipa, UNSA

Problema central

La principal problemática que existe en la investigación agrícola es la precisión en la metodología y la calidad de los datos tomados en las evaluaciones biométricas de germoplasma o de los nuevos cultivares en el campo, esto debido a que las evaluaciones son realizadas por personas, que tienen diversos criterios, y que a pesar de existir protocolos, manuales y procedimientos, no siempre las evaluaciones se realizan en una hora fija, o bajo las mismas condiciones climáticas, pues el número de lecturas, muestras o mediciones no se realizan de manera simultánea. En tal sentido, el tema de investigación propuesto, plantea la caracterización fenotípica de la quinua, con imágenes multiespectrales e imágenes dentro del rango visible en alta resolución (espacial y temporal) adquiridas desde un dron. Las preguntas planteadas son: ¿La información proporcionada por las imágenes multiespectrales y/o visibles pueden complementar las evaluaciones tradicionales realizadas a nivel de planta (en el campo)?. Asimismo, si existe medidas de algún descriptor morfológico, carácter biométrico o el rendimiento de la quinua que puede ser correlacionado con algunos índices de vegetación como el NDVI, SAVI, cociente Infrarrojo-rojo Infrarrojo-verde, o cobertura vegetal. ¿Es posible reducir el tiempo en la selección de las líneas mejoradas de quinua a través de un fenotipaje de precisión? La Universidad Nacional San Agustín de Arequipa tiene parte del Germoplasma de Quinua del Perú, sin embargo no cuenta todavía con una completa caracterización fenotípica de las accesiones que conserva.

Hipótesis planteada

Un uso adecuado de técnicas de sensoramiento remoto de alta frecuencia pueden hacer más preciso el fenotipaje de la diversidad genética y la evaluación de nuevas líneas mejoradas, con fines de predicción de rendimiento y mejoramiento genético. Aporte proyectado: Desarrollo de una base de datos de imágenes multiespectrales a lo largo de los diferentes estados fenológicos del cultivo, que servirán para caracterizar y establecer patrones de crecimiento de las accesiones en el germoplasma de Quinua de la UNSA. Predecir la eficiencia/biomasa/rendimiento de las accesiones evaluadas de quinua, en condiciones potenciales, a través de índices de vegetación como NDVI, SAVI, cociente Infrarrojo-rojo Infrarrojo-verde, cobertura vegetal, o del Fenotipaje a nivel de planta (altura de planta, rendimiento de grano por planta, índice de cosecha, días a la floración, peso seco por planta, contenido de saponina, tamaño del grano). Mejora de las capacidades de los investigadores, profesores, estudiantes de la Facultad de Agronomía. Equipamiento con Instrumentación para Agricultura de Precisión.

Resultados esperados

Como resultado propio de la investigación se obtendrán:
- Propuestas para mejorar el cultivo de quinua, a través de la evaluación del germoplasma y análisis genéticos.

Además del financiamiento se generarán:
- 01 científico aceptado para publicación en revista indizada en la base Scopus o Web of Science. Por parte del Investigador Principal y los Co-investigadores, en coautoría con el Investigador de Impacto.
- 02 artículo publicado por parte de los investigadores de pregrado en co-autoría del investigador principal y el investigador de impacto, con fines de titulación en revista indizados en SCOPUS o Web of Science.
- 01 ponencia de los resultados intermedios o finales de la investigación presentada en eventos científicos de nivel internacional o nacional de trascendencia.

Impactos esperados

Realizar un fenotipaje de alta frecuencia temporal y de alta resolución espacial, ayudaría caracterizar de manera simultánea una gran cantidad de germoplasma nativo de quinua, presente en los bancos de germoplasma. Asimismo, la re-valoración de los cultivos como la quinua, pasa por el interés de financiar investigación para conocer un poco más del fenotipaje del este cultivo de alta calidad nutricional, el mismo que será utilizado por los mejoradores genéticos, quienes pueden desarrollar nuevas variedades en el menor tiempo, con el uso de herramientas que pueden ser de acceso público para los científicos interesados. La difusión de los resultados y las capacitaciones en el uso de las herramientas propuestas, conllevaría a mejorar el enfoque de los trabajos que se realizan en la región Arequipa, no solo en el cultivo de la quinua, sino en las otras especies de interés regional, nacional e internacional.