El arroz es el segundo cereal más producido en el mundo (741,5 millones de toneladas), por detrás delmaíz (1000 millones de toneladas) y por delante deltrigo (713 millones de toneladas).[3][4] Debido a que el maíz es producido con otros muchos propósitos aparte del consumo humano, se puede decir que el arroz es el cereal más importante en laalimentación humana y que contribuye de forma muy efectiva alaporte calórico de ladieta humana actual; es fuente de una quinta parte de lascalorías consumidas en el mundo.[5] Desde 2008, se ha realizado unracionamiento en algunos países debido a lacarestía de arroz.[6] En países comoBangladés yCamboya puede llegar a representar casi las tres cuartas partes de la alimentación de la población.[7]
Se dedican muchashectáreas al cultivo del arroz en el mundo. Se sabe que el 95 % de este cultivo se extiende entre losparalelos 53° latitud norte, y 35° latitud sur. Se calcula que la producción de arroz causó más del 1 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en 2022.[8] Se prevé que el rendimiento del arroz disminuya en torno a un 3.2 % con cada aumento de 1 °C de la temperatura media mundial.[9]
El método tradicional de cultivo del arroz es la inundación de los campos, durante o después de la plantación de la implantación de las plántulas. Este método sencillo requiere una planificación cuidadosa, pero reduce el crecimiento de malas hierbas menos robustas que no crecen cuando están sumergidas y también impide las infestaciones. Aunque la inundación no es obligatoria para el cultivo del arroz, todos los demás métodos deirrigación requieren mayores esfuerzos en el control de malas hierbas y otras plagas durante los periodos de crecimientos y un enfoque diferente en cuanto a la fertilización del suelo.
El arroz, que es una plantamonocotiledónea, se cultiva normalmente comoplanta anual, aunque en lasáreas tropicales puede sobrevivir comoplanta perenne y puede producir cosecha a partir deretoños hasta durante 30 años.[10] El cultivo del arroz está bien adaptado a países y regiones concostes de mano de obra bajos y alto régimen depluviosidad, ya que se trata de un cultivo con altos requerimientos tanto de mano de obra como de agua. Aunque sus especies ancestrales son nativas de Asia y ciertas partes de África, siglos de comercio y exportación lo han hecho común en muchas culturas en todo el mundo.
El origen y domesticación del arroz ocurrió en dos ocasiones y de forma independiente en África ( variedad O. glaberrima) y en Asia (variedad O. sativa).[11]
Las raíces son delgadas, fibrosas y fasciculadas. Posee dos tipos de raíces: las seminales, que se originan de la radícula y son de naturaleza temporal, y las raíces adventicias secundarias, que tienen una libre ramificación y se forman a partir de los nudos inferiores del tallo joven. Estas últimas sustituyen a las raíces seminales.
El tallo se forma de nudos y entrenudos alternados. Es cilíndrico, nudoso y mide de 60 a 120 cm de longitud. Las hojas son alternas, envainadoras, con el limbo lineal, agudo, largo y plano. En el punto de reunión de la vaina y el limbo se encuentra una lígula membranosa, bífida y erguida, que presenta en el borde inferior una serie de cirros largos y sedosos.
Las flores son de color verde blanquecino y están dispuestas en espiguillas cuyo conjunto constituye una panoja grande y terminal.
Existen cerca de diez mil variedades de arroz. Todas ellas entran en una de las dos subespecies deOryza sativa,[7] la variedadíndica, que suele cultivarse en lostrópicos, y lajapónica, que se puede encontrar tanto en los trópicos como en las zonas declima templado y que se caracteriza por su alto contenido en almidón del tipoamilosa (arroz glutinoso). Por regla general, cuanto más amilosa contiene un grano de arroz, más temperatura, agua y tiempo requiere para su cocción.
La mayoría de arroces se «pulen» previamente para liberarlos de la cubierta que los protege (que se convierte ensalvado), lo que elimina asíaceites yenzimas del arroz. El resultado es un grano de arroz que se mantiene estable durante meses.
La categorización habitual del arroz de cocina es:
Arroz de grano corto: de apariencia casi esférica, que se suele encontrar enJapón, en elNorte de China y enCorea. Es ideal para la elaboración delsushi debido a que los granos permanecen unidos incluso a temperatura ambiente.
Arroz de grano largo: que puede tener entre cuatro y cinco veces la longitud de su grosor. Posee una cantidad elevada de amilosa y por ello requiere una proporción relativamente alta de agua para cocinarse. Es muy empleado en lacocina china eindia y es el más vendido enEstados Unidos. También es de consumo muy común enislas Canarias yVenezuela, especialmente formando parte delpabellón criollo o como acompañamiento de platos de carne, pollo o pescado.
Arroz silvestre: proveniente del géneroZizania, que se emplea en alimentación y procede tanto de recolección silvestre como decultivo. Posee un granolargo que puede llegar a casi 2 cm de longitud.
Arroz integral: es arroz descascarillado, al que solo se le ha quitado la cáscara exterior ogluma, no comestible. Conserva elgermen íntegro con la capa desalvado que lo envuelve, lo que le confiere un color moreno claro.Arroz integral
Arroz glutinoso: denominado también arroz dulce o arroz pegajoso. Es, como su nombre indica, pegajoso después de cocerse y los granos permanecen unidos. Necesita poca cantidad de agua y tiende a desintegrarse si se cocina demasiado. Se emplea en la elaboración de platos dulces a base de arroz en Asia. El grado de adherencia que posee un grano de arroz se mide por su contenido de amilosa.
Arroz pigmentado: arroz cuyo salvado posee pigmentos en forma deantocianinas que le confierencolores tales comopúrpura o rojo. En este tipo de arroz, cuando el salvado se elimina del grano, el color desaparece.
Antes de ser comercializado, el arroz puede recibir ciertos tratamientos:[14]
Arroz vaporizado: al que se le ha quitado el salvado mediante agua en una ligeracocción. Este tipo de arroz tiene algunas ventajas debido a que lasvitaminas del salvado se difunden en elendosperma, por lo que es nutricionalmente más completo. El precocinado endurece el grano y hace que no se rompa al ser cocinado. El almidón del arroz precocido se ha gelatinizado. Este tratamiento es tradicional enIndia yPakistán.
Arroz precocido orápido: cocido y fisurado previamente para facilitar la cocción definitiva, que pasa de unos veinte minutos a unos cinco.
Paella valenciana, un manjar de la comida española
El arroz posee máslisina que eltrigo, elmaíz y elsorgo.[2] Contiene grandes cantidades dealmidón[15] en forma deamilosa (que cohesionan a los granos). El otro contenido de almidón en el arroz, tras la amilosa, es laamilopectina. El arroz limpio, ya desprovisto de su salvado, suele tener menosfibra dietética que otros cereales y, por lo tanto, es más digestivo.[16] Puede ser un alimento de sustento, a pesar de su bajo contenido enriboflavina ytiamina, y proporciona mayor contenido calórico y más proteínas porhectárea que el trigo y el maíz. Es por esta razón por la que algunos investigadores han encontrado correlaciones entre el crecimiento de la población y la expansión de su cultivo.[17]
El arroz posee una elevada posición entre los cereales al considerar su aporte energético encalorías, así como en proteínas. Labiodiversidad lo coloca en un 66 %, si bien posee pocas proteínas comparado con otros cereales.
A veces, elarroz integral selimpia y se le elimina la capa de salvado (rica ensilicio) quedando elcariópside ograno. No obstante, suele aconsejarme el uso de arroz integral frente al refinado o blanco. Uno de los problemas a los que se enfrentan los países productores de este cereal es la acumulación de cascarilla de arroz que se genera en el proceso de trillado en los molinos, pero existen procesos para transformar la cascarilla de arroz en fertilizante orgánico de gran calidad en el que lalombriz se alimenta solo de cascarilla.[20]
Por regla general, el arroz se cocina mediante aplicación de humedad y calor a los granos. Lacocina de la India suele cocer el arroz en un exceso de agua, de tal forma que el agua residual se elimina cuando la cocción se ha completado. Lacocina de China yJapón emplea cantidades justas de agua, lo suficiente como para humedecer el arroz durante su calentamiento en unaolla cerrada. Esta forma de cocinado favorece su ingesta mediantepalillos. En lacocina mediterránea se sueleenriquecer el arroz con el cocinado deaceites,mantequilla,caldos (fumet) y otros ingredientes diversos. De esta forma surgen lospilafs, losrisottos y laspaellas. Lacocina persa elabora lospolo mezclados con carne diversa cocinada en abundante agua, hasta que los granos de arroz se hinchan, alargándose varias veces su longitud natural. Suelen añadirfruta desecada,nueces, entre otros, a menudo hasta que el agua se agota, quedando un arroz marrón denominadotahdig (muy similar alsocarrat de lapaella).
Las formas de aplicar calor al arroz para su cocinado son diversas. En algunas ocasiones sefríe ligeramente en sartenes conaceite vegetal para elaborar una serie de platos englobados en el «arroz frito». O se le aplicavapor de agua mediantevaporeras y de esta forma se realiza lacocción al vapor. Hoy en día se emplean en muchos países asiáticos electrodomésticos especializados como laolla arrocera. Las cocinas delsudeste asiático consideran el arroz como un alimento que debe estar presente en las tres comidas diarias. Se incluye habitualmente en losdesayunos como un plato denominadocongee.
Otras variedades de preparación del arroz a lo largo del mundo son laharina de arroz característica de su alto contenido de almidón, empleada en la elaboración desalsas, rellenos, etcétera. La harina es empleada debido a la característica especial de su fina textura. Su bajo contenido deproteína hace que absorba poca cantidad de agua. Se emplea en la elaboración de latempura. Su masa no puede emplearse en la elaboración de pan debido a la ausencia degluten. Elarroz en polvo se emplea en lacocina vietnamita, en la que se suele moler un arroz tostado que se vierte finalmente sobre platos. Entre el procesado de arroz se encuentran losfideos de arroz que se emplean como acompañamiento desopas ydumplings decarne overdura. Se emplea a veces en la elaboración desnacks.
Algunas preparaciones especiales de arroz son elmochi japonés (similares a losarancini italianos), elAmazake (Japonés) y ellao chao (chino) elaborados con arroz fermentado (empleando elAspergillus oryzae). En algunos casos, elsushi se elaboró antiguamente siguiendo estas recetas.
En algunas zonas de Asia sefermenta obteniendo bebidas alcohólicas como elsake, en la cocina china se elaboranvinos de arroz y en la coreana elsoju.
Elarroz con leche, un tradicional postre de varias gastronomías, se elabora cociendo el arroz en leche conazúcar, y una vez preparado, se le suele espolvorearcanela por encima.
Este cereal también es utilizado como añadido en otro tipo de platos tradicionales españoles, como lamorcilla de Burgos, un embutido que gracias a la cocción es un alimento de media conservación, y en lamorcilla de Aranda, en la que se realizan doscocciones.
El sabor del arroz depende en gran medida de la variedad, así como del grado de procesamiento realizado en la molienda. Es interesante la investigación de los aromas en el arroz no solo por el consumo humano, sino por la percepción que tienen de este losinsectos (potenciales plagas).[21] Las partes exteriores del arroz poseen una mayor cantidad deaminoácidos libres,azúcares, minerales y proporcionalmente menosalmidón. Es por esta razón por la que mientras más almidón tenga el arroz más sabor contendrá.[7] El aroma estándar del arroz recuerda a lassetas, a lospepinos, proporcionando ciertos toques depalomitas así como aromas florales. Casi siempre son responsables losaldehídos de seis a diez carbonos en la molécula.[21][22] El arroz marrón posee cierto contenido devainillina.
Cerca de 100 compuestos volátiles se han detectado en arroz cocinado, y gran parte de ellos son contribuyentes del aroma final del arroz.[13] En algunos casos el principal compuesto que proporciona aroma al arroz es la2-acetil-1-pirrolina (en especial aquel arroz que posee aromas similares al de las palomitas de maíz), este aroma se encuentra presente de igual forma en la corteza delpan.[21] No obstante, este aroma se libera durante su cocinado y decrece de forma progresiva, hasta ser mínimo al llegar alplato.
El arroz cocinado en agua es una fuente peligrosa debacterias y se convierte en una fuente potencial deintoxicación alimentaria que debe vigilarse con atención.[7] El arroz crudo suele llevaresporas (que sobreviven en altas temperaturas) en estado de hibernación como labacillus cereus, que produce toxinas que afectan alsistema gastrointestinal. Los platos de arroz deben servirse inmediatamente tras su cocinado y los restos deben ser mantenidos en lanevera para evitar el crecimiento bacteriano. Algunas preparaciones culinarias evitan este crecimiento bacteriano mediante la aplicación debactericidas naturales, como en el caso del sushi al aplicarvinagre de arroz, o algunas preparaciones de la India al emplear lacanela. Lasensaladas que contienen arroz son convenientemente acidificadas convinagre para evitar elcrecimiento bacteriano.
Algunos estudios han demostrado que el consumo de arroz con su capa desalvado hace que se reduzca el nivel decolesterol en la sangre.[23] Aunque el consumo de arroz con salvado es minoritario debido a su poca durabilidad.
Trabajo en la sede del CIAT en Colombia, para medir las emisiones de gases de efecto invernadero en la producción de arroz.
En 2022, las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes del cultivo del arroz se estimaron en 5.700 millones de toneladas de CO2eq, lo que representa el 1,2 % de las emisiones totales.[8] Dentro del sector agrícola, el arroz produce casi la mitad de las emisiones de gases de efecto invernadero de las tierras de cultivo,[24] alrededor del 30 % de las emisiones agrícolas de metano y el 11 % de las emisiones agrícolas de óxido nitroso.[25] El metano se libera en los arrozales sometidos a inundaciones prolongadas, ya que éstas impiden que el suelo absorba el oxígeno atmosférico, lo que provoca la fermentación anaeróbica de la materia orgánica del suelo.[26] Las emisiones pueden limitarse plantando nuevas variedades, no inundando continuamente y eliminando la paja.[27]
Es posible reducir las emisiones de metano en el cultivo del arroz mejorando la gestión del agua, combinando la siembra en seco y una siega, o ejecutando una secuencia de mojado y secado. De este modo se consigue una reducción de las emisiones de hasta el 90 % en comparación con la inundación total e incluso un aumento de los rendimientos.[28]
Efectos del cambio climático en la producción de arroz
Un estudio de 2010 reveló que, como consecuencia del aumento de las temperaturas y la disminución de la radiación solar durante los últimos años del siglo XX, el rendimiento del arroz, medido en más de 200 explotaciones de siete países asiáticos, disminuyó entre un 10 % y un 20 %. Esto puede deberse al aumento de la respiración nocturna.[29][30] El IRRI ha pronosticado que el rendimiento del arroz asiático disminuirá en torno a un 20 % por cada 1 °C de aumento de la temperatura media mundial. Además, el arroz es incapaz de producir grano si las flores experimentan una temperatura de 35 °C o más durante más de una hora, por lo que la cosecha se perdería en estas condiciones.[31][32]
En el valle del Po, en Italia, las variedades de arroz arborio y carnaroli para risotto han sufrido malas cosechas debido a la sequía en el siglo XXI. El Ente Nazionale Risi está desarrollando variedades resistentes a la sequía; su variedad nuovo prometeo tiene raíces profundas que le permiten tolerar la sequía, pero no es adecuada para el risotto.[33]
Las plagas del arroz son o bienorganismos o bienmicrobios con el potencial de reducir el rendimiento o el valor del cultivo del arroz (o de sus semillas).[34] Las plagas del arroz comprenden malas hierbas,patógenos, insectos,nematodos, roedores y aves. Hay una variedad de factores que contribuyen al advenimiento de una plaga, como por ejemplo factores meteorológicos, malairrigación, uso excesivo deinsecticidas y aplicación de demasiado altas dosis defertilizantes nitrogenados.[35] Las condiciones meteorológicas pueden también contribuir a las plagas. Por ejemplo, plagas dececidómidos y deSpodoptera mauritia (lawn armyworm) suelen aparecer después de periodos de mucha lluvia en la temporada húmeda, mientras que plagastrips se asocian con sequías.[36]
Varias especies denematodos infectan al arroz, causando enfermedades como la ufra (nematodo del talloDitylenchus dipsaci), la enfermedad de la punta blanca (Aphelenchoide bessei), y la enfermedad de los nudos de la raíz (Meloidogyne graminicola). Algunas especies de nematodos comoPratylenchus spp. son más peligrosas en las tierras altas por todo el mundo. El nematodo de la raíz del arroz (Hirschmanniella oryzae) es un endoparásito migratorio que cuando se encuentra a altos niveles de inoculo lleva a la completa destrucción del cultivo. Más allá de ser parásitos obligados, también reducen el vigor de las plantas e incrementan la susceptibilidad de las plantas a otras plagas y enfermedades.
Los científicos dedicados a la protección de plantas intentan desarrollar técnicas de gestión de las plagas que sean sostenibles (es decir, que la gestión de las plagas se lleve a cabo de tal manera que no amenace la producción futura).[53] Sustainable pest management is based on four principles: biodiversity, host plant resistance (HPR),[54] landscape ecology, and hierarchies in a landscape—from biological to social.[55] En la actualidad, la gestión de las plagas del arroz comprende técnicas de cultivo, el uso de variedades resistentes a las plagas,[54] yplaguicidas (lo que incluyeinsecticidas). Hay cada vez más evidencia de que el uso de plaguicidas es a menudo innecesario, y que a veces incluso facilita la aparición de plagas.[56][57][58][59] Mediante la reducción de las poblaciones de enemigos naturales de las plagas del arroz,[60] un mal uso de insecticidas puede en realidad llevar a la aparición de plagas.[61] ElInternational Rice Research Institute (IRRI) demostró en 1993 que una reducción del 87.5 % en el uso de plaguicida puede llevar a una caída general del número de plagas.[62] El IRRI llevó a cabo dos campañas en Vietnam en 1994 y en 2003, respectivamente, que disuadían el mal uso de insecticidas y una gestión más inteligente de las plagas.[63][64]
Las plantas de arroz producen sus propias defensas químicas para protegerse de los ataques de las plagas. Algunos productos químicos sintéticos, como el herbicida2,4-D, provocan que la planta aumente su producción de sustancias químicas defensivas e incrementan así la resistencia de las planta a algunos tipos de plagas.[65] Por el contrario, otros productos químicos, como el insecticidaimidacloprid, pueden inducir cambios en la expresión de genes del arroz que hacen a la planta más susceptible a ataques de ciertos tipos de plagas.[66] Los 5-Alkylresorcinols son sustancias químicas que se pueden encontrar en el arroz.[67]
Algunos agricultores utilizan extractos naturales de plantas, llamados a veces "plaguicidas naturales", para tratar de controlar plagas del arroz. Estos extractos comprenden extractos de hojas, o directamente unmulch de las propias hojas. Algunos cultivadores de arroz de tierras altas en Camboya extienden hojas del arbusto amargo (Chromolaena odorata) sobre la superficie de los campos después de la plantación. Esta práctica probablemente ayuda a que el suelo retenga humedad y de esta manera favorezca la germinación de las semillas. Los agricultores dicen también que las hojas son un fertilizante natural y ayuda a suprimir malas hierbas e infestaciones.[68]
Uso del cloroxilon en la gestión de plagas en el cultivo orgánico de arroz enChattisgarhIndia.
Existen diferencias entre distintas variedades de arroz en las respuestas y la recuperación ante las plagas.[40][54][69] Hay muchas variedades de arroz que han sido seleccionadas por su resistencia a plagas de insectos.[54][70][71] Por ello se recomiendan cultivares particulares para áreas susceptibles de problemas concretos de ciertas plagas.[54] La capacidad basada en la genética de una variedad de arroz para soportar un ataque de una plaga se llama resistencia. Se conocen tres tipos principales de resistencia vegetal a las plagas: sin preferencia, antibiosis, y tolerancia.[72] Sin preferencia (o antixenosis) describe plantas hospedadoras que los insectos prefieren evitar; antibiosis es cuando la supervivencia del insecto se reduce después de la ingestión de tejido de la planta hospedadora; y la tolerancia es la capacidad de una planta de producir un gran rendimiento o una gran calidad a pesar de una infestación por insectos.[73]
Con el paso del tiempo, el uso de variedades de arroz resistentes a plagas selecciona plagas que son capaces de vencer estos mecanismos de resistencia. Cuando una variedad de arroz no puede resistir más a infestaciones de una plaga se dice que la resistencia se ha destruido. Las variedades de arroz que se pueden cultivar durante muchos años en presencia de plagas y mantienen sus capacidad para soportar las plagas, se dice que tienen una resistencia duradera. Los mejoradores de plantas examinan las variedades de arroz a menudo para descubrir nuevas fuentes de resistencia duradera.[72][74]
La historia del cultivo del arroz es larga y compleja. El consenso científico, basado en evidencias arqueológicas y lingüísticas es que el arrozOryza sativa fue domesticado por primera vez en la cuenca delrío Yangtzé en China hace entre 13 500 y 8200 años.[76][77][78][79] Desde aquella primera vez en que se cultivó, la emigración y el comercio extendieron el arroz por todo el mundo, primero por la mayor parte de Asia, y después más allá, finalmente hasta llegar a las Américas como parte delIntercambio colombino. El arrozOryza glaberrima, en la actualidad menos común, fue domesticado de manera independiente en África hace entre 3000 y 3500 años.[80] Otrosarroces salvajes se han cultivado también en otras geografías, como en las Américas.
Desde su expansión, el arroz se ha convertido en una cosecha esencial global importante para la seguridad de abastecimiento alimentaria y también para la cultura alimentaria en todo el mundo. Variedades locales deOryza sativa han dado como resultado más de 40 000 cultivares de varios tipos. Cambios más recientes de prácticas agrícolas y de métodos de mejora vegetal, parte de larevolución verde y la incorporación de tecnologías agrícolas han llevado a una producción creciente en las décadas recientes, con la emergencia de nuevos tipos de arroz, como elarroz dorado, modificado genéticamente para contenerbeta-caroteno.
El arroz no fue cultivado enEspaña en grandes cantidades hasta la llegada de losárabes a la Península.[86] Durante el periodo delal-Ándalus en España se mejoraron lossistemas de riego creados por los romanos a lo largo de la costa mediterránea, mediante su regulación en lo que se denominarían lostribunales de aguas en lascomunidades, que permitieron plantar el arroz en los meses de mayo, para recolectar en los meses de septiembre/octubre. Esta nueva situación benefició el cultivo del arroz, aumentando su producción. Se empleaban por aquella época sistemas basados en elqanat con el objeto de llevar el agua desde las colinas y poder irrigar el llano colindante.[87]
CuandoJaime I de Aragón entra en Valencia en el año 1238 manda quitar los arrozales cercanos a la ciudad, con objeto de no se propaguen enfermedades (que hoy sabemos eran transmitidas por los mosquitos que crían en los arrozales), y limita su cultivo al área deLa Albufera.[88]Los reyes de aquella época prohibieron repetidas veces el cultivo del arroz en áreas cercanas a las ciudades, lo que generó una cultura singularmente rural.
Las crónicas portuguesas del siglo XV encontraron grandes cultivos de arroz bien establecidos en África Occidental, pero los siglos de esclavismo que siguieron hicieron casi desaparecer esta actividad. Los estudios genéticos y arqueológicos realizados en el siglo XX demostraron que se trataba de una especie autóctona,Oryza glaberrima, de la que se han encontrado restos de cultivos datados hace más de 3.000 años.[89] En tiempos más recientes se ha introducido el cultivo del arroz asiático, que es el más frecuente en la actualidad.
El arroz asiático fue introducido en América por los españoles, constando que se encontraba entre las especies que transportó Cristóbal Colón en su segundo viaje, en 1493.[90] Sin embargo, los grandes cultivos de arroz en el continente se asocian al periodo del esclavismo, habiéndose demostrado que el conocimiento de su cultivo que tenían los esclavos procedentes de África occidental fue la clave de su expansión. Su participación fue especialmente importante en los cultivos de marea, una técnica originaria de África y presente hoy en Brasil, Cuba y Estados Unidos.[89]
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