Loe raamatut: «Una mirada al cultivo de la quinua en el departamento de Boyacá»

CAPÍTULO 1

Botánica, Origen, Domesticación de la Quinua

1.1 Origen y evolución

La quinua (Chenopodium quinoa Willd) es un pseudocereal que se considera como el alimento más completo para los humanos, se cultiva en Suramérica desde Colombia hasta el sur de Chile, sin embargo, la mayor diversidad se encuentra en el área entre Sicuani (Perú) y Potosí (Bolivia), su importancia se debe a la alta calidad nutricional y su capacidad de adaptarse a condiciones edafoclimáticas variables (López & Recalde, 2016; Vargas et al., 2019).

El origen de la quinua según Wilson (1976), habría ocurrido en el hemisferio norte (México y Estados Unidos). Algunos estudios muestran que Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae fue domesticado en México, el cual sirvió antiguamente como un cultivo para uso de semillas, pero que hoy en día es cultivado por sus hojas e inflorescencias. Con base en investigaciones realizadas en materiales de Chenopodium cultivados C. berlandieri subsp. nuttalliae y C. quinoa, se concluye que estas son especies distintas, pero estrechamente relacionadas (Maughan & Coleman, 2007).

Otras hipótesis sobre el origen de la quinua, sugieren que esta se habría derivado directamente de algún tipo silvestre de Chenopodium en los Andes (Bhargava & Srivastava, 2013; Allende, 2014), con la participación de dos especies diploides, por lo que la quinua sería un anfidiploide con herencia disómica, siendo los parientes silvestres más cercanos, C. hircinum, C. nuttalliae, C. berlandieri (Ormeño, 2015).

Estudios recientes y basados en la secuenciación del genoma nuclear de la quinua, sugieren que su domesticación se dio de manera independiente, entre los ecotipos de tierras altas con respecto al ecotipo costero (Estrada, 2019).

Sin embargo, el origen y el momento exacto de su domesticación, y sus relaciones genómicas entre sus parientes tetraploides (C. hircinum y C. berlandieri) aún no se comprenden completamente. La secuenciación del genoma mitocondrial y cloroplástico reportado en el género Chenopodium, permite inferir que las relaciones filogenéticas entre las especies del género respaldan la hipótesis de que 1) el ancestro del genoma A fue el donante citoplasmático en el evento de tetraploidización original, y 2) las quinuas de las tierras altas y costeras se domesticaron de forma independiente (Maughan et al., 2019).

Evidencias arqueológicas muestran que el cultivo de la quinua comenzó en Perú hace 7.000 años, en donde se cultivaba en asociación con maíz, mientras que en Chile el cultivo inició hace 5.000, siendo este el alimento más relevante en la cultura Inca, en donde se la denominaba como atacameño dahue. En el lenguaje de los Incas, es llamado chisiya mama, que significa “grano madre”; por su parte, los chibchas en Colombia la denominaban pasca que significa “la olla o comida del padre”; en la Sabana de Bogotá Suba o Supha; en otros países se le han dado varios nombres, de acuerdo a la variedad así: la morada se llamaba cami, la blanca y la más apreciada ppfique, la colorada kana llapi, la amarilla cchusllunca y la silvestre isualla (Mujica et al., 2006; Mujica & Jacobsen, 2006; Allende, 2014; Cárdenas, 2017).

En Colombia se cree que los chibchas como otras tribus de la meseta Cundiboyacense, cultivaron intensamente la quinua, y que además los antiguos habitantes de Cuyumbe (actuales ruinas de San Agustín, Huila) quienes tenían relaciones con los pobladores de la Sabana de Bogotá, ayudaron a su dispersión, hacia el sur de Colombia y posteriormente esta fue llevada a Ecuador (Tapia et al.,1979).

La quinua es una especie nativa de la ladera de los Andes, en donde los indígenas de Ecuador, Perú, Bolivia, sur de Colombia, Chile y norte de Argentina, la han utilizado desde tiempos ancestrales, especialmente en aquellas regiones en donde habitaron los Incas, para la elaboración de diversos platos, considerándola el alimento de los dioses. Este pseudocereal con gran valor nutricional, utilizado desde la antigüedad en la alimentación de las poblaciones indígenas, con la colonización española fue perdiendo auge, debido a que los terrenos utilizados para su cultivo fueron destinados para la producción de alimentos con especies propias de los nuevos dueños de las tierras (Cárdenas, 2002). Los conocimientos tradicionales colectivos e integrales de los pueblos indígenas constituyen una parte fundamental de su cultura, representando un valor estratégico para el desarrollo socioeconómico de estos pueblos y una contribución al desarrollo sostenible de los países andinos (Guerrero, 2018).

En la actualidad la quinua hace parte del paisaje, de la comunidad indígena Yanacona del corregimiento de Guachicono, municipio de la Vega, en el departamento del Cauca, después de la ola de violencia por los cultivos ilícitos como la amapola, aquel se ha convertido en una esperanza para volver a lo lícito, y sembrar una especie con gran potencial de mercado y altamente nutritiva para su consumo. El estudio realizado por Guerrero (2018), en el cual se buscaba evaluar el impacto del cultivo de la quinua como alternativa productiva y socioeconómica para la comunidad indígena Yanacona, menciona que los adultos mayores cuentan que sus abuelos sembraban quinua en los solares de sus casas y le daban diferentes usos, tanto en la parte medicinal como para la alimentación, costumbres que hacen parte de la tradición oral de esta comunidad y que ha contribuido al mantenimiento de la diversidad genética del cultivo (Figura 1). En este sentido, la campaña de la quinua como alimento ancestral de la Región Andina, llamada “Lagrimas del Sol”, especialmente en el departamento del Cauca, está promoviendo la conservación, manejo y uso sostenible de este recurso fitogenético, como una alternativa económicamente sustentable.

Figura 1. Saberes ancestrales comunidad indígena Yanacona, Valle del Cauca.

Fuente: (Guerrero, 2018).

1.2 Domesticación, distribución geográfica y requerimientos climáticos

Las investigaciones iniciales sobre la domesticación de Chenopodium, según el registro fósil, buscaban determinar cambios en el tamaño y forma de las semillas, es así como en C. quinoa, se evidenció que el tamaño grande de sus semillas fue un proceso favorecido por la domesticación (Bruno, 2006); en cuanto a la forma, las semillas domesticadas son truncadas, mientras que las silvestres son redondas a biconvexas (Figura 2) (Vásquez & Rosales, 2019). Por otra parte, Wilson (1976), sugirió que los humanos también seleccionaron semillas con testas delgadas, porque tenían una menor latencia y un bajo contenido de saponinas. Aunque esta domesticación del cultivo generó pérdidas a nivel genético, la diversidad fenotípica sigue siendo amplia, y puede ser observada en la diversidad de colores de la planta, la panoja y la semilla, formas de ramificación, de productividad, de resistencia a condiciones ambientales desfavorables y a enfermedades (Fuentes & Bhargava, 2011; Cárdenas, 2017).

Figura 2. a. Semillas de Chenopodium petiolare “quinua negra”, en vista lateral, mostrando el margen, biconvexidad y la ornamentación de la superficie. b. Semillas de Chenopodium quinoa “quinua blanca”, en vista lateral, mostrando el margen truncado y la ornamentación de la superficie. Capturas con microscopio electrónico de barrido a 100x

Fuente: (Vasquez & Rosales, 2019).

Uno de los principales cultivos en la época de la colonia fue el de la quinua, sin embargo, este fue desplazado por los cereales introducidos, como el trigo y la cebada (Laguna, 2002); no es sino desde la segunda mitad de la década del 60, que se inició la revalorización del grano de quinua en los países andinos, a partir del estudio de su potencial nutritivo; a pesar de ello el cultivo, tuvo un papel marginal hasta mediados de los años 80, desde entonces el incremento de su demanda ha llevado a la multiplicación de la superficie cultivada y de su producción, principalmente en Bolivia y Perú (Jaikishun et al., 2019).

La quinua puede considerarse como una especie oligocéntrica, con centro de origen de amplia distribución y diversificación múltiple, considerándose las orillas del Lago Titicaca, como la zona de mayor diversidad y variación genética (Bojanic, 2011; García et al., 2020). La distribución natural del cultivo va desde Colombia (2°N) hasta Chile (40° S) (Bazile et al., 2016), donde las principales áreas cultivadas se extienden desde el extremo sur de Colombia a través de Ecuador, Perú y Bolivia, con extensiones en el altiplano chileno (Este de Tarapacá) y el norte de Argentina (Jujuy y Salta) (Via & Fernández, 2015).

Debido a su gran capacidad de adaptación, la quinua puede desarrollarse desde el nivel del mar hasta los 4000 m, con precipitaciones desde 200 a 2.600 mm anuales y una variedad de temperaturas (de -8 °C a 38°C) (Romaní & Valdez, 2019). Se adapta a suelos ácidos de pH 4.5, hasta alcalinos con pH de 9.0; sus semillas germinan hasta con 56 mmhos/cm de concentración salina, se adapta a diferentes tipos de suelos desde los arenosos hasta los arcillosos (Razzaghi et al., 2015), además es capaz de tolerar diferentes condiciones de humedad relativa (desde 40% hasta 88%) y se puede adaptar a diferentes fotoperíodos (Jaikishun et al., 2019; García et al., 2020). Su increíble tolerancia se refleja en las diferencias que presenta a nivel fenológico, morfológico, comportamental, agroecológico, ecológico y de resistencia a factores bióticos y abióticos (Killi & Haworth, 2017; Vilcacundo & Hernández, 2017). Estudios muestran que la tolerancia al estrés abiótico está determinada por mecanismos complejos y rasgos heredados poligéneticos, por ejemplo, la tolerancia a la salinidad en los suelos y el efecto de la temperatura sobre la germinación, fenología y crecimiento de la quinua (Ruiz et al., 2014; Bazile et al., 2016).

Por otra parte, las variedades de quinua presentan características en el intercambio gaseoso, dentro del rango de las plantas C3 y sus relaciones hídricas se caracterizan por bajos potenciales osmóticos, rasgos importantes en la tolerancia a la sequía, así, se mantiene una alta eficiencia en el uso del agua para compensar la disminución de la conductancia del estoma y optimizar la ganancia de carbono, lo que minimiza la pérdida de agua (Bhargava et al., 2007).

1.3 Características botánicas y taxonómicas

El género Chenopodium, posee cerca de 250 especies (Singh, 2010), siendo Chenopodium quinoa Willd., la más importante desde el punto de vista económico. La quinua fue descrita por primera vez, en sus aspectos botánicos por Carl Ludwig Willdenow (1778), y fue considerada como parte de la familia Chenopodiaceae, con la siguiente jerarquía taxonómica:

Reino: Plantae

División: Tracheophyta

Clase: Magnoliopsida

Orden: Caryophyllales

Familia: Amaranthaceae

Subfamilia: Chenopodiaceae

Género: Chenopodium

Especie: Chenopodium quinoa Willd.

Las familias Amaranthaceae y Chenopodiaceae durante mucho tiempo se trataron como familias relacionadas, estudios basados en morfología, anatomía, fitoquímica y datos moleculares, mostraron varias características en común que apoyan la combinación de las dos familias en Amaranthaceae (Singh, 2010; Veloza et al., 2016; Cárdenas, 2017). El estatus independiente de Chenopodiaceae y Amaranthaceae dejó de existir en 1998 cuando el APG (Angiosperm Phylogeny Group) publicó el APG I y II (Angiosperm & Group, 2003) en donde se combinaron las dos familias en una sola (Amaranthaceae) sobre la base de las evidencias morfológicas y moleculares.

La quinua es una planta anual, dicotiledónea, usualmente herbácea, que alcanza una altura entre los 0.5 a 3 m dependiendo del genotipo y de las condiciones edafoclimáticas. Las plantas pueden presentar diversos colores que van desde el verde, morado a rojo e intermedios entre estos (Figura 3) (Ormeno, 2015; Melorose et al., 2016).

Figura 3. Variedad Blanca de Jericó, se observa diversidad de colores en la panoja.

Fuente: (Manjarres, 2020).

El tallo de la quinua en la unión con el cuello de raíz es cilíndrico y a medida que se aleja del suelo, se vuelve anguloso en las zonas de nacimiento de hojas y ramas. La corteza es firme y compacta, formada por tejidos fuertes y lignificados. El color básico del tallo en época de floración, puede ser verde, verde-amarillo, naranja, rosado, rojo y púrpura. En algunas variedades se puede apreciar la presencia de estrías con colores variables, como el verde, amarillo, rosado y púrpura, y en otras, la presencia de axilas de color rosado, rojo y púrpura.

Las combinaciones resultantes del color básico del tallo, de estrías y de axilas pueden ser empleadas para identificar variedades (Figura 4). A la madurez el color del tallo, en general, se torna de un color crema o rosado con diferentes intensidades (Melorose et al., 2016). En cuanto al hábito de crecimiento, este puede ser sencillo o ramificado; en el primero, la planta termina en una panoja grande y en el segundo, todas las ramas terminan en panojas (Tapia et al., 1979; Fernández, 2012).

Figura 4. Tallos de las quinuas del Departamento de Boyacá.

Fuente: (Manjarres, 2020).

Dentro de una misma planta, las hojas son de carácter polimórfico, en donde las basales son grandes y pueden ser romboidales o triangulares, mientras que las hojas superiores generalmente alrededor de la panoja son lanceoladas (Tapia et al., 1979); las hojas son simples, enteras, esparcidas, glabras, pecioladas, sin estipulas, pinnatinervadas, presentan oxalatos de calcio o vesículas granulosas en el envés a veces en el haz; las cuales evitan la transpiración excesiva en caso de sequía (Ormeño, 2015); su color va desde el verde hasta el rojo, pasando por el amarillo y el violeta, según la naturaleza y la importancia de los pigmentos y la variedad; en la madurez las láminas se tornan amarillas, naranjas, rosadas, rojas o púrpuras (Figura 5) (Melorose et al., 2016). Las hojas son dentadas en el borde pudiendo tener de 3 a 20 dientes, su inserción en el tallo es alterna, en cada nudo se observan de 5 a 12 hojas de acuerdo a cada variedad y la distancia entre nudos que es de 0.8 a 4 cm (Bojanic, 2011; Fernández, 2012).

Figura 5. Tipos de hojas y colores de oxalatos de calcio de las quinuas

del departamento de Boyacá.

Fuente: (Manjarres, 2020).

El tipo de raíz varía de acuerdo a las fases fenológicas, empieza con raíz pivotante terminando en ramificada con una longitud de 25 a 30 cm, según el ecotipo, profundidad del suelo y altura de la planta; se caracteriza por tener numerosas raíces secundarias y terciarias (Ormeño, 2015); su profundidad presenta una estrecha relación con la altura de la planta (Tapia et al., 1979).

Las flores son pequeñas y densas, incompletas ya que carecen de pétalos; se ubican en glomérulos, son sésiles, de la misma coloración que los sépalos y pueden ser hermafroditas, pistiladas o androestériles. Los estambres, que son cinco, poseen filamentos cortos que sostienen anteras basifijas y se encuentran rodeando el ovario, cuyo estilo se caracteriza por tener 2 o 3 estigmas plumosos (Figura 6) (Abdelbar, 2018). Las flores permanecen abiertas por un período que varía de 5 a 7 días, y como no se abren simultáneamente, se ha determinado que el tiempo de duración de la floración está entre 12 a 15 días (Tapia et al., 1979; Lescano, 1994). En general, las flores perfectas están ubicadas en el extremo distal del glomérulo sobresaliendo sobre las pistiladas, ubicadas en el extremo proximal (Costa, 2014).

Figura 6. Tipos de Flores de quinuas.

Fuente: (Manjarres, 2020).

La inflorescencia es una panoja de 15 a 70 cm de longitud, con un eje principal del cual se originan ejes secundarios y terciarios (Costa, 2014), se han descrito dos tipos de inflorescencia para quinua: amarantiforme y glomerulada (Figura 7), dependiendo de la inserción del glomérulo. La inflorescencia ancestral es la glomerulada, la misma que es dominante sobre la amarantiforme, siendo esta última por lo tanto un mutante. En la inflorescencia glomerulada se observa que del eje principal nacen los ejes secundarios y de estos los ejes glomerulados que pueden tener de 0.5 a 3 cm de longitud. En el tipo de inflorescencia amarantiforme, el eje glomerular nace directamente del eje principal, dependiendo del tamaño del glomérulo y de la longitud del eje principal (Figuras 7 y 8). La inflorescencia puede ser laxa o compacta, dependiendo de la longitud de los ejes secundarios y de los pedicelos. Las panojas compactas tienen los ejes secundarios y pedicelos cortos (Tapia et al., 1979; Apaza et al., 2016).

Figura 7. Formas de inflorescencia: a. Amarantiforme; b. Glomerulada.