Evaluación del rendimiento y caracterización fisiológica de dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) sometidas a déficit hídrico bajo condiciones de invernadero

Abstract

El interés por el cultivo y el consumo de la quinua (Chenopodium quinoa) ha aumentado debido a las propiedades nutricionales de su grano y la capacidad de esta especie para crecer en condiciones adversas como la sequía. Escenarios de cambio climático predicen periodos de sequía con mayor duración y por tanto es de gran relevancia la búsqueda de cultivos que toleren estas condiciones. El objetivo de este trabajo fue evaluar parámetros de rendimiento, calidad y fisiológicos en dos variedades de quinua sometidas a estrés por déficit hídrico en condiciones de invernadero. Como material vegetal se utilizaron la variedad costera Rainbow y la variedad de altiplano Illpa provenientes de Chile. Hasta el inicio de la formación de fruto, las plantas crecieron con óptimas condiciones de riego. A partir de entonces, se inició la aplicación de los tratamientos de déficit hídrico, correspondientes a control o 100% de la capacidad de retención del sustrato en el contenedor (CC), 50% CC y 20% CC. En todos los tratamientos se analizaron parámetros de rendimiento, calidad de grano y fotosintéticos, biomasa de raíces, análisis del isótopo 13C, contenido de carbohidratos, aminoácidos, minerales y contenido relativo de Rubisco. No fue observado un efecto del déficit hídrico en las variables de rendimiento y calidad de grano. Sin embargo, hubo incremento significativo de la biomasa de raíces en plantas sometidas a estrés respecto al control en las dos variedades. Los parámetros fisiológicos disminuyeron en las dos variedades evaluadas. La variedad costera presentó mayor uso eficiente del agua y menor discriminación del 13 C bajo condiciones de déficit hídrico. En el caso de Rainbow bajo déficit hídrico, disminuyó el contenido de azúcares solubles pero incrementó los contenidos del aminoácido glutamina y el sodio. En Illpa los contenidos de azúcares solubles aumentaron junto con los niveles de los aminoácidos arginina, GABA, prolina y de los minerales sodio y potasio. Además, en las dos variedades se produjo disminución en el contenido relativo de Rubisco. Por lo tanto, en este trabajo, se puede demostrar cómo las dos variedades de quinua emplean diferentes estrategias de tolerancia al déficit hídrico que impiden la disminución del rendimiento y calidad del grano en condiciones de invernadero.

The quinoa (Chenopodium quinoa) crop and its consume have increased in the last years because of its nutritional properties and the ability to growth under adverse conditions such as drought. Climate change scenarios predict extended periods of drought and the searching for new tolerant crops for these conditions have been emphasized. The main goal of this work was to evaluate crop yield and quality parameters and to characterize physiological parameters in two varieties of quinoa grown under water deficit in greenhouse conditions. Two varieties of quinoa from Chile coast (Rainbow) and altiplano (Illpa) were used and then subject to water deficit treatments, control or 100% substrate holding capacity (CC), 50% CC and 20% CC applied at the beginning of fruit development. The crop yield and quality parameters, root biomass, carbohydrates, aminoacids, mineral content and Rubisco relative content were carried out. There were no differences in yield and quality parameters among treatments but the root biomass was higher in plants under severe water deficit conditions compared to control. The physiological parameters decreased with the enhanced of water stress in two varieties, but the coast variety showed higher water use efficiency and less discrimination of 13C under water deficit. Also, the carbohydrates level was decreased in the coast variety but the glutamine and sodium content increased in leaves. In contrast, the altiplano variety increased the carbohydrates, arginine, GABA, proline, sodium and potassium levels in leaves. Moreover, the two varieties showed a decreased relative content of Rubisco. In conclusion, this work showed that two quinoa varieties use different strategies to face water deficit stress which prevent the decreased of grain yield and quality under greenhouse conditions.