Investigaciones científicas sobre el cultivo de sorgo

La intensificación sustentable del cultivo de sorgo en México se apoya cada vez más en evidencia experimental sólida, que redefine prácticas de manejo, selección de genotipos y diseño de sistemas productivos resilientes. Lejos de ser un cultivo “secundario”, el sorgo se ha convertido en un modelo para estudiar fisiología de estrés, uso eficiente de recursos y adaptación al cambio climático, con implicaciones directas para la rentabilidad de los productores y la seguridad alimentaria.

Mejoramiento genético y tolerancia a estrés abiótico

Un eje central de la investigación reciente se concentra en la tolerancia a sequía y altas temperaturas, rasgos cruciales en regiones sorgueras de Tamaulipas, Guanajuato y Sinaloa. El estudio “Genomic Dissection of Drought Tolerance in Sorghum” de Zhang et al. (2023) empleó mapeo de asociación de genoma completo (GWAS) en más de 400 accesiones de Sorghum bicolor, identificando loci asociados a profundidad radicular, mantenimiento de área foliar y estabilidad de rendimiento bajo déficit hídrico, lo que permitió explicar hasta 38 % de la variación fenotípica para rendimiento en condiciones de sequía controlada.

Estos hallazgos se enlazan con el trabajo “Root Architecture and Water Extraction Efficiency in Elite Sorghum Hybrids” de Villalobos-Rodríguez et al. (2024), conducido en el Bajío mexicano, donde se evaluaron híbridos comerciales y líneas avanzadas bajo riego restringido. Mediante minirizotrones y sensores de humedad, se demostró que los genotipos con mayor proporción de raíces finas por debajo de 80 cm lograron incrementos de 0.8 a 1.5 t/ha en rendimiento de grano frente a materiales de arquitectura radicular más superficial, sin aumento significativo en el uso total de agua, lo que redefine criterios de selección más allá del simple índice de cosecha.

La interacción entre temperatura y estabilidad de grano queda clara en “Heat Stress Resilience in Sorghum: Grain Set and Pollen Viability” de Singh y Kumar (2023), donde se documenta que la viabilidad de polen se reduce más de 40 % cuando la temperatura máxima supera 38 °C durante floración, pero ciertos híbridos con alelos específicos en genes reguladores de proteínas de choque térmico mantienen fertilidad aceptable, con pérdidas de rendimiento menores a 10 %. Esta evidencia respalda la incorporación sistemática de pruebas de estrés térmico controlado en los programas de mejoramiento orientados a zonas cálidas de México.

Ligado a lo anterior, el trabajo “Stay-Green QTL and Grain Yield Stability in Semi-Arid Sorghum” de Borrell et al. (2023) confirma la relevancia de los rasgos stay-green para sostener fotosíntesis durante el llenado de grano bajo estrés hídrico terminal. La piramidación de QTLs clásicos como Stg1–Stg4 en fondos genéticos adaptados a Mesoamérica permitió incrementos de 12–18 % en rendimiento promedio en ambientes de temporal errático, con menor incidencia de vuelco y mejor calidad de grano, lo que ofrece un camino claro para integrar marcadores moleculares en los programas nacionales.

Manejo agronómico de precisión y eficiencia en el uso de recursos

Si la genética define el potencial, el manejo agronómico determina cuánto de ese potencial se expresa en campo. En este sentido, “Nitrogen Use Efficiency in Sorghum under Variable Rainfall Regimes” de Hernández-Luna et al. (2024), realizado en parcelas de productores en Tamaulipas y San Luis Potosí, aporta evidencia contundente. Mediante diseños de dosis escalonadas (0–180 kg N/ha) y análisis de balance parcial, se observó que la dosis económicamente óptima se situó entre 80 y 120 kg N/ha en años con precipitación normal, pero cayó a 60–80 kg N/ha en ciclos con lluvias por debajo de 350 mm, con una eficiencia agronómica del nitrógeno que varió de 18 a 32 kg de grano/kg N según el patrón de lluvias.

Estos resultados se complementan con “Split Nitrogen Application and Sensor-Based Management in Sorghum” de Martínez-Bernal et al. (2023), donde el uso de sensores ópticos de índice de vegetación (NDVI) para ajustar la segunda aplicación de nitrógeno permitió reducir en 25–30 % la dosis total sin caída significativa en rendimiento, y en algunos lotes incluso se registraron aumentos de 0.4–0.6 t/ha. El enfoque de fertilización variable en tiempo real, basado en el estado nutricional real del cultivo, se perfila como una herramienta clave para amortiguar la volatilidad de precios de fertilizantes y minimizar pérdidas por lixiviación.

El manejo del agua se vuelve más crítico a medida que la variabilidad climática se acentúa. El estudio “Deficit Irrigation Strategies for Sorghum under Semi-Arid Conditions” de González-Pérez et al. (2023) probó riego deficitario controlado en el norte de Guanajuato, comparando riego pleno (100 % de la evapotranspiración de referencia, ETc) con esquemas de 70 y 50 % ETc en distintas fases fenológicas. Se encontró que reducir el riego al 70 % ETc durante el crecimiento vegetativo y la madurez fisiológica, manteniendo 100 % ETc en floración y llenado de grano, permitió ahorrar hasta 28 % de agua con una reducción de rendimiento menor a 5 %, mejorando de forma significativa la productividad del agua (kg de grano/m³).

En paralelo, “Sowing Date and Photoperiod Sensitivity in Mexican Sorghum Hybrids” de López-Salinas et al. (2024) mostró que la sincronización entre fecha de siembra y fotoperiodo es determinante para maximizar el aprovechamiento de lluvias de verano y evitar floración en picos de calor extremo. En ensayos multilocales se identificaron híbridos con sensibilidad intermedia al fotoperiodo que, al sembrarse en ventanas ajustadas por región, lograron incrementos de 0.9–1.7 t/ha respecto a la práctica tradicional de fechas fijas, lo que evidencia la necesidad de recomendaciones de calendario basadas en modelos fenológicos y pronósticos climáticos estacionales.

Salud del suelo, microbioma y manejo integrado de plagas

El rendimiento sostenible de sorgo depende también de la función biológica del suelo y de su microbioma asociado. El trabajo “Rhizosphere Microbiome Engineering to Enhance Drought Tolerance in Sorghum” de Pérez-Jiménez et al. (2023) exploró consorcios microbianos rizosféricos con bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) como Azospirillum, Bacillus y Pseudomonas. En condiciones de invernadero y campo, la inoculación con consorcios seleccionados incrementó la biomasa radicular en 20–35 % y el rendimiento de grano en 0.7–1.2 t/ha bajo sequía moderada, además de mejorar la eficiencia en el uso del fósforo, reduciendo la dependencia de fertilizantes fosfatados solubles.

La rotación con leguminosas y el uso de abonos orgánicos adquieren un soporte cuantitativo con “Long-Term Effects of Legume–Sorghum Rotations on Soil Health and Yield Stability” de Ramírez-Carrillo et al. (2024), donde ensayos de más de 8 años con rotaciones sorgo–soya y sorgo–frijol mostraron incrementos de 0.4 puntos porcentuales en carbono orgánico del suelo y aumentos sostenidos de 10–15 % en rendimiento de sorgo, con menor incidencia de Macrophomina phaseolina. La combinación de rotación y aportes orgánicos estabilizó la estructura del suelo, mejoró la infiltración y redujo la variabilidad interanual del rendimiento, aspecto crítico en sistemas de temporal.

En el terreno fitosanitario, el incremento de presión de pulgones y enfermedades fúngicas ha detonado investigaciones específicas. “Population Dynamics and Insecticide Resistance of Sugarcane Aphid in Sorghum” de Garza-Hernández et al. (2023) documentó la rápida expansión de Melanaphis sacchari en zonas sorgueras de México, identificando biotipos con resistencia incipiente a neonicotinoides. El estudio reveló que la implementación de umbrales de acción basados en el conteo de colonias por hoja y la conservación de enemigos naturales (particularmente Aphidius colemani y coccinélidos) redujo en más de 40 % el número de aplicaciones insecticidas sin impacto negativo en el rendimiento final.

Complementariamente, “Integrated Management of Charcoal Rot in Sorghum under Climate Warming Scenarios” de Navarro-López et al. (2024) analizó la interacción entre estrés térmico, humedad del suelo y severidad de pudrición carbonosa causada por M. phaseolina. Se encontró una correlación positiva entre temperaturas de suelo superiores a 30 °C, baja humedad y alta incidencia de la enfermedad, lo que refuerza la importancia de prácticas como la siembra en fechas que eviten estrés terminal severo, la reducción de densidades excesivas y el uso de híbridos con menor susceptibilidad, combinadas con rotaciones que interrumpan el ciclo del patógeno.

Digitalización, modelación y adaptación al cambio climático

La convergencia entre agronomía y ciencia de datos se refleja en “Crop Modeling and Climate Risk Assessment for Sorghum in Central and Northern Mexico” de Torres-Mendoza et al. (2023), donde se calibraron modelos tipo APSIM y DSSAT para distintos híbridos comerciales bajo escenarios climáticos 2030–2050. Las simulaciones sugieren desplazamientos en las zonas óptimas de siembra, con reducciones potenciales de rendimiento de hasta 15–20 % en áreas de baja altitud si no se ajustan fechas de siembra y no se adoptan genotipos más tolerantes a calor, mientras que algunas zonas más altas podrían volverse más favorables para el cultivo, siempre que se garantice disponibilidad hídrica.

Sobre esta base, “Decision Support Tools for Site-Specific Sorghum Management” de Delgado-Padilla et al. (2024) desarrolló una plataforma de apoyo a decisiones que integra datos de suelos, pronósticos climáticos y características de híbridos para recomendar densidad de siembra, fecha óptima y dosis de nitrógeno a nivel de lote. En pruebas con grupos de productores en Guanajuato y Tamaulipas, el uso de la herramienta incrementó el margen bruto entre 8 y 18 %, principalmente por mejor ajuste de insumos a la variabilidad intra-parcela y por evitar siembras en ventanas con alta probabilidad de estrés térmico en floración.

Finalmente, la incorporación de sensores remotos y monitoreo satelital se consolida con el estudio “Remote Sensing-Based Yield Prediction in Sorghum Using Multispectral and SAR Data” de Khan et al. (2023), que combinó imágenes Sentinel-2 y Sentinel-1 para generar modelos de predicción de rendimiento con errores inferiores a 0.6 t/ha a nivel de lote. Esta capacidad de anticipar el desempeño del cultivo semanas antes de la cosecha abre posibilidades para ajustar estrategias de fertilización tardía, manejo de riego y decisiones de comercialización, integrando al sorgo en la lógica de una agricultura digital de precisión.

• Borrell, A. K., Hammer, G. L., van Oosterom, E. J., et al. (2023). Stay-Green QTL and Grain Yield Stability in Semi-Arid Sorghum. Field Crops Research, 295, 108902.
• Delgado-Padilla, A., Rivas, J. M., & Morales, H. (2024). Decision Support Tools for Site-Specific Sorghum Management. Computers and Electronics in Agriculture, 218, 108632.
• Garza-Hernández, J., Rodríguez-del-Bosque, L. A., & Vásquez, G. (2023). Population Dynamics and Insecticide Resistance of Sugarcane Aphid in Sorghum. Crop Protection, 170, 106223.
• González-Pérez, F., Estrada, O., & Núñez-Barrios, A. (2023). Deficit Irrigation Strategies for Sorghum under Semi-Arid Conditions. Agricultural Water Management, 281, 108336.
• Hernández-Luna, M., Flores-Sánchez, D., & Paredes, J. (2024). Nitrogen Use Efficiency in Sorghum under Variable Rainfall Regimes. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 129, 45–62.
• Khan, M. A., Li, Y., & Zhang, X. (2023). Remote Sensing-Based Yield Prediction in Sorghum Using Multispectral and SAR Data. Remote Sensing of Environment, 297, 113793.
• López-Salinas, E., Reta-Sánchez, D. G., & Palomo-Gil, A. (2024). Sowing Date and Photoperiod Sensitivity in Mexican Sorghum Hybrids. European Journal of Agronomy, 152, 126025.
• Martínez-Bernal, A., Salinas-García, J. R., & Camacho-Tamayo, J. H. (2023). Split Nitrogen Application and Sensor-Based Management in Sorghum. Precision Agriculture, 24, 1023–1041.
• Navarro-López, R., Cárdenas-Soriano, E., & Tovar-Pedraza, J. M. (2024). Integrated Management of Charcoal Rot in Sorghum under Climate Warming Scenarios. Plant Disease, 108, 145–158.
• Pérez-Jiménez, A., Alarcón, A., & Ferrera-Cerrato, R. (2023). Rhizosphere Microbiome Engineering to Enhance Drought Tolerance in Sorghum. Applied Soil Ecology, 187, 104890.
• Ramírez-Carrillo, E., Govaerts, B., & Verhulst, N. (2024). Long-Term Effects of Legume–Sorghum Rotations on Soil Health and Yield Stability. Soil & Tillage Research, 236, 105870.
• Singh, P., & Kumar, S. (2023). Heat Stress Resilience in Sorghum: Grain Set and Pollen Viability. Journal of Agronomy and Crop Science, 209, 455–469.
• Torres-Mendoza, J., Ruíz-Corral, J. A., & Ramírez, P. (2023). Crop Modeling and Climate Risk Assessment for Sorghum in Central and Northern Mexico. Agricultural Systems, 207, 103620.
• Villalobos-Rodríguez, R., Flores, H. E., & Sánchez-García, M. (2024). Root Architecture and Water Extraction Efficiency in Elite Sorghum Hybrids. Plant and Soil, 494, 211–229.
• Zhang, H., Wang, Y., & Li, J. (2023). Genomic Dissection of Drought Tolerance in Sorghum. Theoretical and Applied Genetics, 136, 215–232.