Morpho-agronomic characterization and yield performance of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes

Caracterización morfoagronómica y desempeño de rendimiento de genotipos de quinua (Chenopodium quinoa Willd.)

Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) stands out for its high nutritional value and agroecological adaptability, positioning it as a strategic crop in specialized markets. In Colombia, establishing crops in high Andean regions requires identifying improved genotypes with high yield potential and grain quality. The objective of this study was to agronomically characterize 14 improved sweet quinoa families, including the San Jorge family, and three commercial checks (Aurora, Blanca de Jericó, and Tunkahuan) under the agroecological conditions of Silvia (Cauca, Colombia), using a randomized complete block design with four replicates. Eleven morpho-agronomic variables were evaluated, and statistical analyses of ANOVA, Duncan’s test (P<0.05), principal component analysis (PCA), hierarchical cluster analysis, and selection index were applied. The results revealed high variability among the genotypes. The highest yield per hectare and per plant was recorded for the genotype F56 (6623.1 kg ha^-1 and 30.33 g), followed by the genotype FSJ. F25 stood out for the highest thousand-seed weight (3.13 g), and F38 for the largest grain diameter (2.38 mm). Aurora exhibited the most significant plant height (132.4 cm) and panicle length (53.9 cm), while F56 and F37 had the highest panicle diameter (68.79 mm) and stem diameter (16.5 mm). PCA explained 65.21% of the total variability, highlighting F56, FSJ, Aurora, and Blanca de Jericó as the genotypes with the most significant contribution. The most influential variables were plant height, yield, and thousand-seed weight. Cluster analysis grouped the 17 genotypes into three clusters: Group 1 (Aurora and Blanca de Jericó) characterized by robust architecture; Group 2 (Tunkahuan), with intermediate traits; and Group 3 (the remaining improved genotypes), which exhibited high productive efficiency and grain quality. Finally, the selection index effectively identified superior genotypes, positioning F56 and FSJ as promising candidates for future breeding and agronomic validation programs in high-altitude Andean zones.

La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) destaca por su valor nutricional y adaptabilidad agroecológica y la posiciona como un cultivo estratégico en mercados especializados. En Colombia, su consolidación en zonas altoandinas exige la identificación de genotipos mejorados con alto rendimiento y calidad de grano. El objetivo de esta investigación fue caracterizar agronómicamente 14 familias mejoradas de quinua dulce, incluida la familia San Jorge y tres testigos comerciales (Aurora, Blanca de Jericó y Tunkahuan) en condiciones del municipio de Silvia (Cauca, Colombia), mediante un diseño de bloques completamente aleatorizado con cuatro repeticiones. Se evaluaron 11 variables morfoagronómicas y se aplicaron análisis estadísticos de ANOVA, prueba de Duncan (P<0.05), análisis de componentes principales (ACP), análisis de conglomerados jerárquicos e índice de selección. Los resultados evidenciaron una alta variabilidad entre genotipos. El mayor rendimiento por hectárea y por planta fue registrado por el genotipo F56 (6623,1 kg ha^-1 y 30,33 g), seguido del genotipo FSJ. F25 destacó por el mayor peso de mil semillas (3,13 g) y F38 presentó el mayor diámetro de grano (2,38 mm). Aurora, testigo comercial, exhibió la mayor altura de planta (132,4 cm) y longitud de panoja (53,9 cm), mientras que F56 y F37 registraron los valores más altos en diámetro de panoja (68,79 mm) y de tallo (16,5 mm), respectivamente. El ACP explicó el 65,21% de la variabilidad total, resaltando a F56, FSJ, Aurora y Blanca de Jericó como los genotipos de mayor contribución. Las variables más influyentes fueron altura de planta, rendimiento y peso de mil semillas. El análisis de agrupamiento clasificó los 17 genotipos en tres grupos: el grupo uno (Aurora y Blanca de Jericó), caracterizado por arquitectura robusta; el grupo dos (Tunkahuan), con características intermedias; y el grupo tres (resto de los genotipos mejorados), con alta eficiencia productiva y atributos de calidad. Finalmente, el índice de selección permitió identificar genotipos con alto potencial productivo y calidad física del grano, proponiendo a F56 y FSJ como candidatos clave para futuros programas de mejoramiento y validación en zonas altoandinas.