Vol.3 Núm. 7

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Vol.3 Núm. 7
REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS
ISSN: 2007-0934
editora en jefa
Dora Ma. Sangerman-Jarquín
editor asociado
Agustín Navarro Bravo
editores correctores
Dora Ma. Sangerman-Jarquín
Agustín Navarro Bravo
comité editorial internacional
Agustín Giménez Furest. INIA-Uruguay
Alan Anderson. Universite Laval-Quebec. Canadá
Álvaro Rincón-Castillo. Corporación Colombiana de Investigación. Colombia
Arístides de León. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. El Salvador C. A.
Bernardo Mora Brenes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Costa Rica
Carlos J. Bécquer. Ministerio de Agricultura. Cuba
Carmen de Blas Beorlegui. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria. España
César Azurdia. Universidad de San Carlos. Guatemala
Charles Francis. University of Nebraska. EE. UU.
Daniel Debouk. Centro Internacional de Agricultura Tropical. Puerto Rico
David E. Williams. Biodiversity International. Italia
Elizabeth L. Villagra. Universidad Nacional de Tucumán. Argentina
Elvira González de Mejía. University of Illinois. EE. UU.
Hugh Pritchard. The Royal Botanic Gardens, Kew & Wakehurst Place. Reino Unido
Ignacio de los Ríos Carmenado. Universidad Politécnica de Madrid. España
James Beaver. Universidad de Puerto Rico. Puerto Rico
James D. Kelly. University State of Michigan. EE. UU.
Javier Romero Cano. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria. España
José Sangerman-Jarquín. University of Yale. EE. UU.
Ma. Asunción Martin Lau. Real Sociedad Geográfica-Madrid. España
María Margarita Hernández Espinosa. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Cuba
Marina Basualdo. UNCPBA. Argentina
Moisés Blanco Navarro. Universidad Nacional Agraria. Nicaragua
Raymond Jongschaap. Wageningen University & Research. Holanda
Silvia I. Rondon. University of Oregon. EE. UU.
Steve Beebe. Centro Internacional de Agricultura Tropical. Puerto Rico
Valeria Gianelli. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Argentina
Vic Kalnins. University of Toronto. Canadá
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Vol. 3, Núm. 7, 1 de septiembre - 31 de octubre 2012. Es una publicación bimestral editada por el Instituto Nacional
de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Progreso No. 5. Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, D. F., México. C. P. 04010.
www.inifap.gob.mx. Distribuida por el Campo Experimental Valle de México. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México.
C. P. 56250. Teléfono y fax: 01 595 9212681. Editora responsable: Dora Ma. Sangerman-Jarquín. Reserva de derecho al uso exclusivo: 04-2010-012512440200-102.
ISSN: 2007-0934. Licitud de título. En trámite. Licitud de contenido. En trámite. Ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas
de la Secretaría de Gobernación. Domicilio de impresión: Imagen Digital. Prolongación 2 de marzo, Núm. 22. Texcoco, Estado de México. C. P. 56190. ([email protected]
hotmail.com). La presente publicación se terminó de imprimir en octubre de 2012, su tiraje constó de 1 000 ejemplares.
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ISSN: 2007-0934
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Agustín Navarro Bravo
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Dora Ma. Sangerman-Jarquín
Agustín Navarro Bravo
comité editorial nacional
Alfonso Larqué Saavedra. Centro de Investigación Científica de Yucatán
Alejandra Covarrubias Robles. Instituto de Biotecnología de la UNAM
Andrés González Huerta. Universidad Autónoma del Estado de México
Antonieta Barrón López. Facultad de Economía de la UNAM
Antonio Turrent Fernández. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
Bram Govaerts. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo
Daniel Claudio Martínez Carrera. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla
Delfina de Jesús Pérez López. Universidad Autónoma del Estado de México
Demetrio Fernández Reynoso. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Ernesto Moreno Martínez. Unidad de Granos y Semillas de la UNAM
Esperanza Martínez Romero. Centro Nacional de Fijación de Nitrógeno de la UNAM
Eugenio Guzmán Soria. Instituto Tecnológico de Celaya
Froylán Rincón Sánchez. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro
Guadalupe Xoconostle Cázares. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN
Higinio López Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas-Campus Puebla
Ignacio Islas Flores. Centro de Investigación Científica de Yucatán
Jesús Axayacatl Cuevas Sánchez. Universidad Autónoma Chapingo
Jesús Salvador Ruíz Carvajal. Universidad de Baja California-Campus Ensenada
José F. Cervantes Mayagoitia. Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco
June Simpson Williamson. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN
Leobardo Jiménez Sánchez. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Octavio Paredes López. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN
Rita Schwentesius de Rindermann. Centro de Investigaciones Económicas, Sociales y
Tecnológicas de la Agroindustria y Agricultura Mundial de la UACH
Silvia D. Peña Betancourt. Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco
La Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas es una publicación del Instituto
Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Tiene
como objetivo difundir los resultados originales derivados de las investigaciones
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agrícola de la república mexicana y otros países. Se distribuye mediante canje, en
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Portada: arroz.
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ISSN: 2007-0934
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Agustín Navarro Bravo
árbitros de este número
Álvaro Rincón Castillo. Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Colombia
Amalio Santacruz Varela. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Eloy Conde Barajas. Instituto Tecnológico de Celaya
Joel Pineda Pineda. Universidad Autónoma Chapingo
José Alfredo Castellanos Suárez. Universidad Autónoma Chapingo
José Alfredo Montemayor Trejo. Instituto Tecnológico de Torreón
José Cinco Patrón Ibarra. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
José Luis Torres Flores. CIMMYT
Juan Manuel González Camacho. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Julio Cesar Ríos Saucedo. INIFAP
Lorenzo Guevara Olvera. Instituto Tecnológico de Celaya
María Auxiliadora Jiménez. Universidad Centrooccidental “Lisandro Alvarado”, Venezuela
Maximino Luna Flores. Universidad Autónoma de Zacatecas
Netzahualcóyotl Mayek Pérez. Instituto Politécnico Nacional
Ramón Trucíos Casiano. INIFAP
Ramona María Muñoz Gómez. Instituto Técnico Agronómico Provincial de Albacete, España
Raúl Osvaldo Pedraza. Universidad Nacional de Tucumán, Argentina
Ruth E. Belmares Cerda. Centro Kappa de Conocimiento S. C.
Takeo Ángel Kato Yamakake. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Waldo Ojeda Bustamante. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
CONTENIDO
ARTÍCULOS
♦ CONTENTS
♦ ARTICLES
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales.
♦ Foliar photosynthesis estimation in tomato under greenhouse conditions through artificial neural
networks.
José Manuel Vargas Sállago, Irineo Lorenzo López Cruz y Enrique Rico García.
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México.
♦ Technological change and cooperative technology in The Valley Morelia-Queréndaro, Michoacán,
Mexico.
Arturo Franco Gaona, Artemio Cruz León y Benito Ramírez Valverde.
Página
1289-1304
1305-1320
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles
de fósforo. ♦ Alfalfa production (Medicago Sativa L.) under sub-surface irrigation and different
levels of phosphorus.
José Alfredo Montemayor Trejo, José Luis Woo Reza, Juan Munguía López, Abel Román López, Miguel Ángel
Segura Castruita, Pablo Yescas Coronado y Ernesto Frías Ramírez.
1321-1332
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos.
♦ Transformation of the phytopathogenic fungus Sclerotium cepivorum Berk using protoplasts fusion.
Gerardo Acosta-García, Miguel Ángel Pantoja-Hernández, Claudia Ivonne Muñoz-Sánchez, Cristina Pérez-Pérez,
Ramón Gerardo Guevara-González, Irineo Torres-Pacheco, Felipe Delgadillo-Sánchez, Mario Martín GonzálezChavira y Lorenzo Guevara-Olvera.
1333-1345
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento.
♦ Physicochemical characterization of Malbec red wines with different aging time.
Enrique Almanza Aguilera, Juan José Figueroa González, María Dolores Alvarado Nava, María Guadalupe Herrera
Hernández y Salvador Horacio Guzmán Maldonado.
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento
de tomate. ♦ Mixtures of substrates and nutrient solution concentration effect on growth and yield
of tomato.
Elia Cruz Crespo, Manuel Sandoval Villa, Víctor Hugo Volke Haller, Álvaro Can Chulim y Julio Sánchez Escudero.
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas,
químicas y bacterias rizosféricas. ♦ State of Lara´s, Venezuela foothills land-use and its effect on
physical and chemical properties and rhizosphere bacteria.
Duilio Torres, Marisol López, Jorge Contreras, Manuel Henríquez, Ingrid Acevedo y Claudia Agurto.
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal. ♦ Pinto Saltillo
bean yield in high densities under rainfed conditions.
Esteban Salvador Osuna-Ceja, Luis Reyes-Muro, José Saúl Padilla-Ramírez y Miguel Ángel Martínez-Gamiño.
1347-1360
1361-1373
1375-1388
1389-1400
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de
invernadero. ♦ Inoculation with plant growth promoting bacteria on tomato under greenhouse
conditions.
Diana Beatriz Sánchez López, Ruth Milena Gómez-Vargas, María Fernanda Garrido Rubiano y Ruth Rebeca
Bonilla Buitrago.
1401-1415
CONTENIDO
♦ CONTENTS
Página
NOTAS DE INVESTIGACIÓN
♦ INVESTIGATION NOTES
Productividad de variedades precoces de maíz de grano amarillo para Valles Altos. ♦ Yellow maize
grain of early season varieties’ productivity for the Highlands.
Margarita Tadeo Robledo, Alejandro Espinosa Calderón, Israel Arteaga Escamilla, Viridiana Trejo Pastor, Mauro
Sierra Macías, Roberto Valdivia Bernal y Benjamín Zamudio González.
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas.
asymptomatic onion (Allium cepa L.) plants.
1417-1423
♦ Viral distribution on
Rodolfo Velásquez-Valle, Manuel Reveles-Hernández y Mario Domingo Amador-Ramírez.
1425-1434
Posición de la vaina en la planta y contenido de compuestos nutracéuticos en grano de frijol.
♦ Seedcase position in the plant and nutraceuticals compounds content in beans grain.
Becky E. Torres-García, Jorge A. Acosta-Gallegos, María Guadalupe Herrera Hernández, Fidel Guevara-Lara y
Salvador Horacio Guzmán-Maldonado.
DESCRIPCIÓN DE CULTIVARES
1435-1440
♦ DESCRIPTION OF CULTIVARS
Patronato Oro C2008, trigo cristalino con calidad industrial para el noroeste de México. ♦ Patronato
Oro C2008, durum wheat with industrial quality for northwestern Mexico.
Gabriela Chávez-Villalba, Pedro Figueroa-López, Miguel Alfonso Camacho-Casas, Guillermo Fuentes-Dávila,
José Luis Félix-Fuentes y Víctor Valenzuela-Herrera.
1441-1446
Villa Juárez F2009, variedad de trigo harinero para el noroeste de México. ♦ Villa Juárez F2009,
variety of bread wheat for northwestern Mexico.
Víctor Valenzuela-Herrera, Guillermo Fuentes-Dávila, Pedro Figueroa-López, Gabriela Chávez-Villalba, José Luis
Félix-Fuentes y José Alberto Mendoza-Lugo.
Morelos A-2010, nueva variedad de arroz para siembra directa para el centro de México. ♦ Morelos
A-2010, new rice variety for direct sowing for central Mexico.
Jorge Salcedo Aceves y Edwin Javier Barrios Gómez.
Dorado, nueva variedad de frijol pinto para el estado de Chihuahua. ♦ Dorado, new variety of pinto
beans for the State of Chihuahua.
Mayra D. Herrera, José Cruz Jiménez-Galindo y Rigoberto Rosales Serna.
Pinto Centauro, nueva variedad de frijol para el estado de Durango. ♦ Pinto Centauro, new variety
of beans for the State of Durango.
Rigoberto Rosales Serna, Francisco Javier Ibarra Pérez y Evenor Idilio Cuéllar Robles.
1447-1451
1453-1458
1459-1466
1467-1474
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1289-1304
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero
mediante redes neuronales artificiales*
Foliar photosynthesis estimation in tomato under greenhouse
conditions through artificial neural networks
José Manuel Vargas Sállago1§, Irineo Lorenzo López Cruz2 y Enrique Rico García3
Campo Experimental Valle de México- INIFAP. Carretera México-Lechería, km. 18.5. Chapingo, México. C. P.56230. Tel: (595) 95 466 72. 2Posgrado en Ingeniería
Agrícola y Uso Integral del Agua, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km. 38.5. Chapingo, México. C. P. 56230. Tel. (595) 95 215 51. ([email protected]
correo.chapingo.mx). 3División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro. Querétaro, Querétaro. México. C. P. 76010. Tel.
(442)192-12-00. Ext. 6005. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
Dentro de la teoría de identificación de sistemas, los
modelos de redes neuronales artificiales (ANN) artificial
neural networks por sus siglas en inglés, han mostrado gran
capacidad para encontrar patrones de relación entre variables
de procesos altamente no lineales, así como resolver la
limitante de la regresión no lineal, donde no es posible usar
variables correlacionadas como entradas. El objetivo de la
presente investigación fue modelar la tasa de fotosíntesis
foliar de plantas de jitomate, cultivadas bajo invernadero,
mediante redes neuronales artificiales, empleando como
variables de entrada: temperatura, humedad relativa, déficit
de presión de vapor y concentración de dióxido de carbono
(CO2) del aire, así como radiación fotosintéticamente activa.
El experimento se desarrolló durante 2009 en un invernadero
experimental de la Universidad Autónoma de Querétaro,
México. Se usó el equipo de fitomonitoreo PTM-48M
(Daletown Company, Ltd), para registrar el intercambio
de CO2 de las hojas, así como las variables meteorológicas.
Para eliminar ruidos de los sensores en las mediciones se
aplicó el filtro Savitzky-Golay. Se evaluaron diferentes
configuraciones para redes de retropropagación, siendo la
de 4 capas con 10 neuronas en la primera capa oculta, 15 en
la segunda y 10 más en la tercera, la que generó los mejores
índices estadísticos sobre datos de prueba: coeficiente de
Within the theory of systems identification, the models of
artificial neural networks (ANN) have shown great ability
to find patterns of relationships between variables of highly
nonlinear processes, as well as solving the constraint of
the nonlinear regression, where it is not possible to use
correlated variables as inputs. The objective of this paper
was to model the rate of foliar photosynthesis of tomato
plants, grown under greenhouse conditions using artificial
neural networks, using as input variables: temperature,
relative humidity, vapor pressure deficit and concentration
of carbon dioxide (CO2) of the air, and photosynthetically
active radiation. The experiment was conducted during
2009 in an experimental greenhouse of the Autonomous
University of Querétaro, Mexico. The equipment
used was the PTM-48M phyto-monitoring (Daletown
Company, Ltd), to record CO2 exchange on the leaves,
and weather variables. In order to remove the sensor noise
in the measurements, the Savitzky-Golay filter was used.
Different configurations for back-propagation networks
were evaluated, with 4 layers and 10 neurons in the first
hidden layer, 15 in the second one and 10 more in the third
one, which produced the best statistical indices on the
test data: coefficient of determination, R2= 0.9756 and
mean square error, MSE= 0.8532. Taking the best ANN
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: agosto de 2012
José Manuel Vargas Sállago et al.
1290 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
determinación, R2= 0.9756 y cuadrado medio del error,
CME= 0.8532. Tomando las predicciones de la mejor ANN,
se realizó una optimización estática, relacionando dos
variables climáticas con la tasa de fotosíntesis, mediante
gráficas en tercera dimensión, a fin de mostrar estrategias
para maximizar la tasa de fotosíntesis.
Palabras clave: Solanum lycopersicum L., fitomonitor,
modelos de caja negra.
Introducción
La producción de cultivos en invernaderos está en constante
crecimiento en todo el mundo, debido a que, en comparación
con la producción en campo abierto, los ambientes
controlados permiten lograr altos rendimientos, mejor
calidad de productos, producción fuera de temporada así
como un uso muy eficiente del agua. Tan sólo en México,
la evolución de la superficie cubierta con esta tecnología
pasó de aproximadamente 721 hectáreas (ha) en el año
2000, a 3 214 ha en 2005 y para 2008 se incrementó a 9 948
ha (SAGARPA, 2008).
Los invernaderos varían desde construcciones simples
cubiertas con plástico, hasta modernas instalaciones
de vidrio con muy alta tecnología (Heuvelink, 2008).
Independientemente del tipo de invernadero, el control
climático al interior del mismo está enfocado a mantener
las variables climáticas temperatura, humedad relativa,
cantidad de radiación, déficit de presión de vapor y nivel de
dióxido de carbono (CO2) tan cerca como sea posible de las
condiciones óptimas para el desarrollo del cultivo.
El mejoramiento del control ambiental dentro del
invernadero, también requiere identificar la influencia de
factores climáticos en la fisiología y desarrollo de las plantas
cultivadas, puesto que la respuesta de la planta es la parte
del proceso más importante en los sistemas de producción
(Tantau, 1992; Roh et al., 2007). Dentro de los aspectos
fisiológicos más relevantes que deben ser considerados en
un sistema de producción en invernadero, se encuentra el
entendimiento del proceso de fotosíntesis y los elementos que
influyen en ella positiva o negativamente (Evans y Loreto,
2000). El proceso de fotosíntesis está relacionado con la
transformación del CO2 y agua en asimilados que la planta
emplea para su mantenimiento, crecimiento y desarrollo. La
tasa de fotosíntesis es condicionada principalmente por la
predictions, we performed a static optimization, linking
two climatic variables with the rate of photosynthesis,
using three-dimensional graphics, to show strategies for
maximizing the rate of photosynthesis.
Key words: Solanum lycopersicum L., black box models,
phyto-monitor.
Introduction
Crop production in greenhouses is constantly growing
worldwide, because, compared with production in the
open, the controlled environments allow to achieve higher
yields, better product quality, off-season production,
using water quite efficiently. In Mexico alone, the
evolution of the surface covered with this technology
increased from approximately 721 hectares (ha) in 2000
to 3 214 ha in 2005 and for 2008, increased to 9 948 ha
(SAGARPA, 2008).
The greenhouses range from simple constructions
covered with plastic to modern glass facilities with
very high technology (Heuvelink, 2008). Whatever the
type of greenhouse, climate control is thereof focused
on maintaining the climate variables of temperature,
relative humidity, quantity of radiation, vapor pressure
deficit and level of carbon dioxide (CO 2) as close as
possible to the optimal conditions for the development
of the crop.
Improved environmental control inside the greenhouse
also requires to identifying the influence of the climatic
factors on the physiology and development of the crop,
since the response of the plant is the most important
process in the production systems (Tantau, 1992; Roh et
al., 2007). Among the most relevant physiological aspects
that must be considered in a greenhouse production
system, is to understand the process of photosynthesis
and the elements that influence it positively or negatively
(Evans and Loreto, 2000). The process of photosynthesis
is related to the transformation of CO2 and water in the
plant, assimilated used for maintenance, growth and
development. The rate of photosynthesis is mainly
conditioned by the intensity of light, CO2 concentration
and temperature as well (van Ooteghem, 2007), although,
other climatic variables have significant influence in this
process.
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
intensidad de luz, concentración de CO2 y por la temperatura
(van Ooteghem, 2007), aunque otras variables climáticas
tienen bastante influencia en este proceso.
La mayoría de las acciones de control climático afectan más
variables de las que debieran y por lo tanto pueden alterar
las resistencias internas y externas de la hoja al intercambio
gaseoso; por con esto, las acciones de control y efectividad de
estos procedimientos deben ser cuidadosamente propuestos
cuando el objetivo sea un buen control de temperatura y
transpiración del dosel (Wilkinson, 2000). Por ejemplo,
la sola manipulación de la humedad relativa dentro de un
invernadero, no es por sí misma un sustituto del manejo
que se debe hacer para modificar la tasa de transferencia
del follaje; sin embargo, juega un papel muy importante
en las tasas de intercambio gaseoso (vapor de agua y CO2)
(Stanghellini, 1988).
El monitoreo en tiempo real y continuo de la respuesta
fisiológica de la planta a los cambios del ambiente, proporciona
información muy importante para controlar el microclima
del invernadero de forma precisa; así mismo, el uso de esta
tecnología es muy acertado como una herramienta para
hacer investigación (Ton et al., 2001). Sin embargo, adaptar
una tecnología de fitomonitoreo a sistemas de producción
convencional bajo invernadero resulta casi imposible por los
elevados costos de los equipos (Roh et al., 2007).
Afortunadamente, la modelación de procesos fisiológicos
como la fotosíntesis, es una herramienta que permite
conocer el comportamiento de los cultivos bajo ciertas
condiciones ambientales de forma muy económica, sólo
es necesario contar con modelos que lleven a cabo la
predicción de manera precisa del comportamiento del
proceso. Los modelos de fotosíntesis y de cultivos pueden
ser usados para identificar las condiciones deseadas
de crecimiento, explorar efectos de las condiciones de
desarrollo relacionadas a la introducción de nuevas
tecnologías, así como a la identificación de tratamientos
que son particularmente importantes en un ambiente
específico (Marcelis et al., 2009).
Hasta la fecha se han reportado tanto modelos empíricos
simples como modelos teóricos complejos para la fotosíntesis
foliar (Pachepsky y Acock, 1996). Asimismo, una gran
variedad de técnicas matemáticas han sido usadas en esos
modelos, básicamente fórmulas algebraicas combinadas
con métodos de integración especiales. Esta variedad de
técnicas se debe a que muchos modelos fueron creados
1291
Most of the climatic control actions affect more variable
than they should and therefore may alter the internal
resistance and external leaf gas exchange; for this
reason, the control actions and effectiveness of these
procedures must be carefully proposed when the target
is a good temperature control and canopy transpiration
(Wilkinson, 2000). For example, the mere manipulation
of the relative humidity inside a greenhouse it´s not a
substitute for management itself, it should be done to
change the transfer rate of the foliage, but it plays an
important role in exchange rates of gas (water vapor and
CO2) (Stanghellini, 1988).
The real-time monitoring and continuous plant physiological
response to changes in the environment, provides important
information to control the greenhouse microclimate more
accurately, likewise the use of this technology is very
successful as a tool to research (Ton et al., 2001). However,
adapting a phyto-monitoring technology to conventional
systems in greenhouse production is almost impossible due
to the high equipment costs (Roh et al., 2007).
Fortunately, modeling of physiological processes such
as photosynthesis is a tool to understand the behavior of
crops under certain environmental conditions, it is only
necessary to have models to predict the behavior of the
process. Models of photosynthesis and crops can be used to
identify appropriate conditions of growth, exploring effects
of developmental conditions related to the introduction of
new technologies and to identify the treatments that are
particularly important in a specific environment (Marcelis
et al., 2009).
Up to this day, empirical models have reported both
simple and complex theoretical models for foliar
photosynthesis (Pachepsky and Acock, 1996). Also, a
variety of mathematical techniques have been used in these
models, essentially algebraic formulas combined with
special integration methods. This variety of techniques
were created to solve different problems, from the need to
provide a sub-model to a general model of photosynthetic
productivity of the crops (Gijzen et al., 1990), up to the
need for specialized models to investigate the nature of
one or more components in the process of photosynthesis
(Pachepsky and Acock, 1996).
Most of the mechanistic models of photosynthesis require
a large number of parameters as inputs and, they must
be basically determined by direct measurement. Such
José Manuel Vargas Sállago et al.
1292 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
para resolver diferentes problemas, desde la necesidad
de proveer de un sub-modelo de fotosíntesis a un modelo
general de productividad de cultivos (Gijzen et al., 1990),
hasta la necesidad de modelos especializados para investigar
la naturaleza de uno o más componentes en el proceso de la
fotosíntesis (Pachepsky y Acock, 1996).
measurements are usually expensive, consuming much time
and are destructive (Anten, 1997). Despite the exhaustive
determination of the model parameters for use in other
areas, it is often necessary to readjust the values ​​of these
parameters, making the models unreliable for use (Nederhoff
and Vegter, 1994).
La mayoría de los modelos mecanicistas de fotosíntesis
requieren un gran número de parámetros como entradas
y éstos deben ser determinados básicamente por medio
de mediciones directas. Tales mediciones son usualmente
costosas, consumen demasiado tiempo y son destructivas
(Anten, 1997). No obstante la exhaustiva determinación de
los parámetros de los modelos, para su uso en otros ámbitos,
muchas veces es necesario reajustar los valores de estos
parámetros, haciendo a los modelos poco confiables para
su uso (Nederhoff y Vegter, 1994).
Because of this, in the recent years, the so-called black
box models have been successfully used in agriculture,
for example, for modeling the air temperature inside the
greenhouse, auto-regressive models (ARX) with external
variables (López et al., 2007) and artificial neural networks
(Ferreira et al., 2002; Frausto and Pieters, 2004; Tantau et
al., 2008; Salazar et al. 2008) have been used. Other black
box models quite successful in predicting the temperature
and humidity inside the greenhouse are the neuro-diffuse
models, combining the advantages of both, the neural
networks and diffuse systems (López and Hernández, 2010).
Debido a lo anterior, en los últimos años, los modelos
llamados de caja negra han sido exitosamente usados en el
área agrícola; por ejemplo, para modelar la temperatura del
aire al interior del invernadero se han empleado los modelos
auto-regresivos (ARX) con variables externas (López et al.,
2007), así como las redes neuronales artificiales (Ferreira et
al, 2002; Frausto y Pieters, 2004; Tantau et al., 2008; Salazar
et al., 2008). Otros modelos de caja negra bastante exitosos
en la predicción de la temperatura y humedad al interior del
invernadero son los modelos neuro-difusos, que combinan
las ventajas de las redes neuronales y de los sistemas difusos
(López y Hernández, 2010).
Salazar et al. (2010), encontraron que con el uso de modelos
de redes neuronales es posible hacer predicciones precisas
(hasta con 5 y 10 minutos de anticipación) tanto de la
temperatura dentro del invernadero, como de la fotosíntesis
foliar de plantas de jitomate.
El objetivo de esta investigación fue predecir la tasa
de fotosíntesis foliar de plantas de jitomate (Solanum
lycopersicum L.), mediante redes neuronales artificiales, a
partir de las condiciones climáticas al interior del invernadero:
radiación fotosintéticamente activa, temperatura, humedad
relativa, concentración de CO2 y déficit de presión de vapor,
sin emplear la variable respuesta, tasa de fotosíntesis,
como parte de las variables de entrada del modelo. El
comportamiento de las redes neuronales artificiales se
contrastó con los valores de intercambio de dióxido de
carbono, medidos en plantas de jitomate usando un sistema
de fitomonitoreo. Usando el mejor modelo de red neuronal
Salazar et al. (2010) found that, the use of neural network
models can make accurate predictions (up to 5 to 10 minutes
in advance) for both, the temperature inside the greenhouse,
and foliar photosynthesis on tomato plants.
The objective of this research was to predict the rate
of foliar photosynthesis of tomato plants (Solanum
lycopersicum L.) using artificial neural networks,
from the climatic conditions inside the greenhouse:
photosynthetically active radiation, temperature, relative
humidity, concentration of CO 2 and vapor pressure
deficit, without using the response variable, rate of
photosynthesis, as part of the input variables of the model.
The behavior of artificial neural networks was compared
with the values ​​of exchange of carbon dioxide, measured
in tomato plants using a system of phyto-monitoring.
Using the best neural network model, surfaces in three
dimensions were generated to more easily explain the
effect of the interaction between the climatic variables
and their effect on the rate of photosynthesis.
Materials and methods
The research was conducted in a greenhouse of the
Experimental Field of the Autonomous University of
Querétaro (20° 42 'north latitude), hooded-type with natural
ventilation through side curtains on all four sides, covered
with polyethylene. The dimensions are: 24 m long x 9 m
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
1293
se generaron superficies en tres dimensiones para explicar de
forma más sencilla el efecto de la interacción entre variables
climáticas y su efecto en la tasa de fotosíntesis.
wide and 6 m high to the ridge, facing north-south in the
direction of the gutters. The system for the temperature
control is based on opening and closing curtains when the
weather conditions require it.
Materiales y métodos
The experiment consisted of measuring the exchange of
carbon dioxide (CO2) from the leaves of well-developed
tomato plants grown in the greenhouse using the phytomonitoring equipment, PTM-48M (Daletown Company
Ltd), automatic four-chamber system with open type.
The variables recorded by the PTM-48M were: reference
concentration of CO2 (ppm), CO2 from the chamber during
the measurement (ppm), air flow measurement system
(lpm), photosynthesis (µmolCO 2m -2s -1), air absolute
humidity (gm-3), temperature (T, °C) and relative humidity
(RH, %) of the air, atmospheric pressure (mbar) and
vapor pressure deficit (VPD, kPa), all at leaf level. The
sensors were placed at the mid-depth of the canopy, and
on the top, in leaves more width than 5 cm, excluding old
leaves. It was also installed a sensor of photosynthetically
active radiation (PAR, Watch Dog, Model 450 (Spectrum
Technologies Inc.), this sensor reports measurements
every 5 min in quantum units (µmol Fotones m -2s -1).
Measurements were conducted from November 3th (30
days after transplantation) to December 27th, 2009.
La investigación se desarrolló en un invernadero del
Campus Experimental de la Universidad Autónoma
de Querétaro (20° 42’ latitud norte), tipo capilla con
ventilación natural por medio de cortinas laterales en los
cuatro lados, con cubierta de polietileno. Las dimensiones
de éste son: 24 m largo x 9 m de ancho y 6 m de altura al
caballete, con orientación norte- sur en el sentido de las
canaletas. El sistema para el control de temperatura está
basado en apertura y cierre de las cortinas cuando las
condiciones climáticas así lo requieren.
El experimento consistió en medir el intercambio de dióxido
de carbono (CO2) de las hojas de plantas de jitomate bien
desarrollada, cultivadas en el invernadero usando el equipo
de fitomonitoreo PTM-48M (Daletown Company Ltd),
automático de cuatro cámaras, con sistema de tipo abierto.
Las variables registradas por el fitomonitor PTM-48M
fueron: concentración de CO2 de referencia (ppm), CO2 de
la cámara durante la medición (ppm), flujo de aire al sistema
de medición (ppm), fotosíntesis (µmolCO2m-2s-1), humedad
absoluta del aire (gm-3), temperatura (T, °C) y humedad
relativa (HR, %) del aire, presión atmosférica (mbar) y
déficit de presión de vapor (VPD, vapor pressure deficit,
kPa), todas a nivel de hoja. Los sensores se colocaron a
media profundidad del dosel, así como en la parte superior
del mismo, en hojas con ancho mayor a 5cm, excluyendo
hojas viejas. Se instaló también un sensor de radiación
fotosintéticamente activa (PAR, photosynthetically active
radiation, Watch Dog Model 450 (Spectrum Technologies
Inc.); este sensor reporta las mediciones cada 5 min en
unidades cuánticas, (µmol Fotones m-2s-1). Las mediciones se
realizaron del 3 de noviembre (30 días después del trasplante)
al 27 de diciembre de 2009.
Pre-procesamiento de datos
Las mediciones se hicieron cada 30 min con el equipo de
fitomonitoreo, mientras que con el sensor de radiación se
realizaban cada 5 min; por lo tanto, de acuerdo con Salazar
et al. (2010), fue necesario hacer una interpolación lineal
para los datos del fitomonitor a fin de generar dos puntos
Pre-processing data
Measurements were made ​​every 30 min with the phytomonitoring equipment, while with the radiation sensor is
performed every 5 min, and therefore, according to Salazar
et al. (2010) it was necessary to make a linear interpolation
of the data to the phyto-monitor to generate two extra points,
thus having, data of all the equipment’s variables every 10
min. Additional sensor data is changed from 5 min to 10
min by elimination.
With arrays of information created from the sensor
signals, we proceeded to conduct a data filtering, in
order to remove noise from the sensors, also excluding
unwanted behaviors in the process of finding the best
neural network configuration to estimate the tomato’s
foliar photosynthesis. The first filter applied to the data
matrix was proposed by Savitzky and Golay (1964),
using Matlab (The Mathworks Inc., 1984-2009). The
filter coefficients were as follows: for photosynthesis and
radiation variables used a second-order function and 25
curve trend data, for the variables temperature, relative
humidity, CO2 concentration and vapor pressure deficit,
José Manuel Vargas Sállago et al.
1294 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
extras, teniendo así, datos de todas las variables del equipo
cada 10 min. Los datos del sensor adicional se cambiaron
de 5 min a 10 min por eliminación.
Con las matrices de información creadas a partir de las
señales de los sensores, se procedió a llevar a cabo un
filtrado de datos, con la finalidad de eliminar los ruidos
de los sensores, excluyendo también comportamientos
no deseados para el proceso de búsqueda de la mejor
configuración de red neuronal para estimar la fotosíntesis
foliar del jitomate. El primer filtro aplicado a las matrices
de datos fue el propuesto por Savitzky y Golay (1964),
por medio de Matlab (The Mathworks INC, 1984-2009).
Los coeficientes del filtro quedaron de la siguiente forma:
para las variables fotosíntesis y radiación se empleó una
función de segundo orden y 25 datos de tendencia de
curva; para las variables temperatura, humedad relativa,
concentración de CO2 y déficit de presión de vapor, se
empleo el mismo orden y 7 mediciones adelante y atrás del
valor estimado. El tiempo de retrasos y adelantos entre las
variables que se filtran dependen del tipo de cada una, así
como al desfasamiento, hacia la derecha o izquierda, de
los datos nuevos con respecto de los originales por acción
de la tendencia que sigue el filtro.
Se eliminaron también los datos del fitomonitor en
que el intercambio de CO2 presenta valores negativos,
correspondiendo éstos al proceso fisiológico de la
respiración durante las horas sin radiación; asimismo, se
convirtieron a ceros los registros en que la radiación durante
la noche es diferente de ese valor, debido a la alta precisión
de los sensores, que son capaces de captar factores externos.
Finalmente, se eliminaron las colas de las curvas de radiación
y fotosíntesis que seguían una tendencia negativa debido a la
aplicación del filtro Savitzky. Como ya se explicó, ninguna
de estas variables puede tener valores por debajo de cero.
Para la creación de las redes neuronales se realizó una
división de la matriz de información, a lo largo de los 4 820
puntos de mediciones, de forma aleatoria, quedando los
siguientes subconjuntos: 50% de datos para entrenamiento,
25% para validación y 25% restante para prueba.
Redes neuronales
Las redes neuronales artificiales son una forma de
inteligencia artificial que “aprenden” al procesar datos
en patrones a través de su arquitectura interna y tienen la
capacidad de modelar relaciones no lineales entre variables.
we used the same order and 7 measurements and forth the
estimated value. Time delays and advances between the
variables that are filtered on the type of each, and the phase
shift to the right or left, the new data with respect to the
original per share of trend following the filter.
Data of the phyto-monitor that presented negative values for
the exchange of CO2 were also eliminated, corresponding
to the physiological process of breathing during hours of
radiation, also converted to zeros records that the radiation
at night is different from that value, due to the high precision
of the sensors, which are able to pick external factors.
Finally, we removed the tails of the curves of radiation
and photosynthesis following a negative trend due to the
application of the Savitzky filter. As already explained, none
of these variables can have values ​​below zero.
For the creation of neural networks is performed a division of
the matrix information, along the 4820 measurement points,
at random, being the following subassemblies: 50% data for
training, validation and 25% for 25% remaining for testing.
Neural networks
Artificial neural networks are a form of artificial intelligence
to "learn" to process data patterns through its internal
architecture and have the ability to model nonlinear
relationships between the variables.
These networks are composed of information processing
units acting in parallel, called nodes. These receive an
input signal and generate an output transfer functions using
nonlinear and sigmoidal and hyperbolic functions. The nodes
are present in layers. A network of multi-layer perceptron
architecture is used in an ANN. It consists of three layers:
incoming calls, hidden and output. A layer consists of
individual nodes and these are interconnected by directed
arcs by weights associated (Hagan et al., 1996). Each layer
has a weight matrix, a bias vector and a vector of outputs
(Figure 1) shows a 3-layer neural network.
The layers of a multilayer network play different roles. The
layer that produces the outputs of the network is called output
layer. The rest of them are named hidden layers. A multilayer
network can be a universal approximator of functions. For
example, a network of two layers, where in the first layer is
sigmoid and the second layer is linear, trained to adjust any
function in a manner quite adequate (Hagan et al., 1996;
Demuth et al., 2009).
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
Se componen de unidades de procesamiento de información
actuando en paralelo, llamadas nodos. Estos reciben una
señal de entrada y generan una salida usando funciones
de transferencia no lineales como funciones sigmoidales
e hiperbólicas. Los nodos se presentan en capas. Una red
de perceptrones con varias capas es la arquitectura más
usada en una ANN. Ésta consta de tres capas: llamadas de
entrada, oculta y de salida. Una capa está formada por nodos
individuales y éstos se encuentran interconectados mediante
arcos dirigidos por medio de pesos asociados (Hagan et
al., 1996). Cada capa tiene una matriz de pesos, un vector
de sesgos, así como un vector de salidas. En la Figura 1 se
muestra una red neuronal de 3 capas.
Las capas de una red multicapa juegan diferentes roles. La
capa que produce las salidas de la red se llama capa de salida
(output layer). El resto de ellas son nombradas capas ocultas
(hidden layers). Una red multicapa puede ser un aproximador
universal de funciones. Por ejemplo, una red de dos capas,
donde la primera capa es sigmoidal y la segunda capa es
lineal, puede ser entrenada para ajustar cualquier función de
una manera bastante adecuada (Hagan et al., 1996; Demuth
et al., 2009).
Las Redes de retropropagación (backpropagation) aprenden
mediante una generalización de la regla de aprendizaje
Widrow-Hoff (también conocida como mínimos cuadrados
medios del error, LMSE, least mean squares errors, por
sus siglas en inglés) para redes multicapa y funciones de
transferencia no lineales diferenciables. Se usan vectores
de entrada y los correspondientes vectores objetivos para
entrenar la red hasta que ésta pueda aproximar una función o
asociar un vector específico de entrada a un vector específico
de salida (Hagan et al., 1996).
Una red estándar de retropropagación emplea el algoritmo
del gradiente descendente, tal como la regla de aprendizaje
Widrow-Hoff, en la cual, los pesos de la red se mueven
a través de la parte negativa del gradiente de la función
de desempeño. El término, retropropagación, se refiere
a la forma en que el gradiente es calculado para redes
multicapa no lineales, donde el error se calcula para ajustar
los valores de los pesos propagándose hacia atrás (de
derecha a izquierda). Hay un gran número de variaciones,
en el algoritmo básico, que están basadas en las técnicas de
optimización estándar, tal como gradiente conjugado o el
método de Newton.
1295
Capa de neuronas oculta
Entrada 1
Entrada 2
Salida
Entrada 3
Entrada 4
Entrada 5
Capa de entrada
de nodos fuente
Capa de neuronas de salida
Figura 1. Esquema simplificado de una red neuronal de varias
capas.
Figure 1. Simplified schematic of a multilayer neural network.
The back-propagation networks learn through a
generalization of the learning rule of Widrow-Hoff (also
known as the minimum mean square error (LMSE) for
multilayer networks and functions of transfer linear
differentiable. Input vectors are used and the corresponding
objective vectors to train the network until it can approximate
a function, or associates a specific input vector to a specific
output vector (Hagan et al., 1996).
A standard network back-propagation algorithm uses the
gradient descent, as the learning rule of Widrow-Hoff,
wherein the network weights move through the negative
gradient of the performance function. The term, backpropagation refers to the way in which the gradient is
calculated for nonlinear multilayer networks, where the error
is calculated to adjust the values ​​of the weights propagating
backward (from right to left). There are a number of
variations on the basic algorithm, which are based on
standard optimization techniques such as conjugate gradient
or Newton's method.
During the investigation we evaluated different
configurations of ANN to predict the rate of photosynthesis
as a function of 5 input climatic variables, measured inside
the greenhouse. The difference between the configurations
of the tested ANN lies in its structure (number of layers
that make up and number of neurons in each of them) and
the origin of the training data directly from the sensors or
filtered.
José Manuel Vargas Sállago et al.
1296 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Durante la investigación se evaluaron diferentes
configuraciones de ANN para predecir la tasa de fotosíntesis
en función de 5 variables climáticas de entrada, medidas
al interior del invernadero. La diferencia entre las
configuraciones de la ANN probadas, radica en su estructura
(número de capas que las integran y, número de neuronas en
cada capa), así como el origen de los datos de entrenamiento,
directos de los sensores o filtrados.
Se empleó el ambiente de programación Matlab (Neural
Network Toolbox), para la generación, prueba y
validación de las redes. Todas las redes diseñadas fueron
de retropropagación, usando el algoritmo de LevenbergMarquardt para su entrenamiento; función de aprendizaje
por gradiente descendente con momento; como función
de desempeño el cuadrado medio del error; una función de
transferencia hiperbólica tangente sigmoidal para las capas
ocultas y función de transferencia lineal para la capa de
salida. Lo anterior se debe a que, si en la capa de salida se
emplean neuronas sigmoidales, la salida de la red se limita a
un rango muy pequeño; por el contrario, al usar una neurona
lineal, la salida puede tomar cualquier valor (Ljung, 2008).
Generación de las rutas de la fotosíntesis
Para entender, de manera general, el comportamiento de
la fotosíntesis (de las plantas de jitomate del experimento)
como respuesta a diferentes condiciones de las variables
que definen el microclima al interior del invernadero, se
generaron superficies en 3 dimensiones de las funciones de
respuesta que describen las rutas que toma la fotosíntesis
como consecuencia de esta interacción. Cada función
se generó usando dos variables climáticas a la vez como
entradas (con datos filtrados por medio del método
Savitzky Golay) y tomando en todos los casos como
variable respuesta, la tasa de fotosíntesis que predice la
mejor red neuronal artificial. Las superficies se crearon
para las siguientes combinaciones en contra de la tasa
de fotosíntesis: 1) temperatura-concentración de Co2; 2)
radiación-déficit de presión de vapor; y 3) temperaturahumedad relativa.
Resultados y discusión
Después de varias iteraciones durante el entrenamiento
de las redes, tanto para datos directos de los sensores o
filtrados, se toman como redes válidas aquellas con el
We used the Matlab programming environment (Neural
Network Toolbox), for generating, testing and validating
the networks. All back-propagation networks were
designed using the Levenberg-Marquardt algorithm for
training and, learning function by gradient of descent
with the momentum; performance as a function of the
mean squared error, a hyperbolic tangent transfer function
sigmoid for hidden layers and linear transfer function
for the output layer. This is because, if the output layer
neurons are used sigmoidal, the output of the network is
limited to a very small range, on the contrary, when using
a linear neuron, the output can assume any value (Ljung,
2008).
Routes of photosynthesis generation
In order to understand, in general, the behavior of
photosynthesis (tomato plants of the experiment) in
response to different conditions of variables defining
the microclimate inside the greenhouse, 3-dimensional
surfaces were generated of the response functions that
describe the routes taken photosynthesis as a result of
this interaction. Each function was generated using two
climatic variables, both as inputs (filtered data using
Savitzky Golay method) and taking in all cases as the
response variable, the rate of photosynthesis that predicts
the best artificial neural network. The surfaces were
created for the following combinations against the rate
of photosynthesis: 1) temperature-concentration Co 2;
2) radiation, vapor pressure deficit; and 3) temperaturerelative humidity.
Results and discussion
After several iterations during the training of the networks,
both for direct data or filtered sensors, the networks are
taken as valid, those with the best fit of its predictions on
the test data, but avoiding overestimation, i.e. considered
acceptable the ones in which the degree of adjustment
in both test and validation is lower than in the training
(estimate). The best networks are presented in Tables 1 and
2. For the unfiltered data (Table 1), the best performance
on the dataset it´s the neural network with 3 layers and 15
neurons in two hidden layers. As shown, an adjustment
was achieved 97 248% with a mean square error equal to
1.9802. In the case of the filtered data (Table 2), the best
performance it is the neural network with 4 layers, 10
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
mejor ajuste de sus predicciones sobre el conjunto de
datos de prueba, pero evitando sobreestimación; es decir,
se consideran aceptables aquellas en las que el grado de
ajuste tanto en prueba como en validación es menor que
en entrenamiento (estimación). Las mejores redes se
presentan en los Cuadros 1 y 2. Para los datos sin filtrar
(Cuadro 1), el mejor desempeño sobre el conjunto de
datos lo tiene la red neuronal con 3 capas y 15 neuronas en
ambas capas ocultas. Como puede observarse, se logró un
ajuste de 97.248% con un cuadrado medio del error igual
a 1.9802. En el caso de los datos filtrados (Cuadro 2), el
mejor desempeño lo tiene la red neuronal con 4 capas,
10 neuronas en la primera capa oculta, 15 en la segunda
y 10 más en la tercera. El ajuste llega a 98.821% con un
cuadrado medio del error de 0.9908. Puede notarse que a
partir del número de neuronas indicado para cada capa,
un incremento en el número de éstas, provoca que el
desempeño de la red comience a decrecer, tomando en
cuenta el cuadrado medio del error.
1297
neurons in the first hidden layer, 15 in the second one and
10 more in the last one. The adjustment comes to 98 821%
with a mean square error of 0.9908. It may be noted that
from the indicated number of neurons for each layer, an
increase in their number causes the network performance
begins to decrease, taking into account the mean squared
error.
Comparing the best neural networks generated (Table
3), both for unfiltered input (network-1) and the filtered
data by Savitzky Golay (network-2), we observed that,
although the network-1 is simpler in structure, the degree
of adjustment is only 1 573% lower than the filtered data
generated network, but taking into account the mean
squared error that the network-2 has only 50.03% of the
generated error direct data network of sensors. Therefore,
the neural network is more efficient than the filtered
data generated, although it has a more complex
architecture.
Cuadro 1. Estadísticos de las mejores configuraciones de red para los datos no filtrados.
Table 1. Statistics of the best network settings for the unfiltered data.
Capas
2
3
4
(*) Número de neuronas en las capas ocultas.
Desempeño según arquitectura de la red
5
10
15
*
96.08
96.37
96.75
R2
2.8634
2.6591
2.3283
CME
5,5
96.412
10,5
97.147
15,5
97.103
*
R2
2.522
5,10
96.363
2.0925
10,10
97.052
2.4382
15,10
97.182
CME
*
R2
2.7722
2.3559
2.1714
CME
5,15
10,15
15,15
*
97.034
96.867
97.248
R2
2.2567
2.1152
1.9802
CME
10,10,10
10,15,10
15,10,15
*
96.876
97.08
97.491
R2
2.6573
2.4661
2.4434
CME
15,10,10
15,15,10
15,15,15
*
97.349
2.1972
97.188
2.4374
97.576
2.6369
R2
CME
José Manuel Vargas Sállago et al.
1298 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 2. Estadísticos de las mejores configuraciones de red para los datos filtrados por medio del método Savitzky.
Table 2. Statistics of the best network settings for the filtered data by the method of Savitzky.
Capas
2
3
4
Desempeño según arquitectura de la red
5
97.35
1.8387
10
97.672
1.5937
15
97.816
1.5065
5,5
97.638
1.6749
5,10
98.016
1.6603
5,15
98.019
1.4319
10,10,10
10,5
97.813
1.7101
10,10
98.241
1.3203
10,15
98.276
1.3082
10,15,10
15,5
98.147
1.4984
15,10
98.369
1.2688
15,15
98.697
1.1821
15,10,15
*
R2
CME
*
R2
CME
*
R2
CME
*
98.522
0.99778
15,10,10
98.692
1.1807
98.821
0.99088
15,15,10
98.584
1.2792
98.879
1.0115
15,15,15
98.89
1.1678
R2
CME
*
R2
CME
(*) Número de neuronas en las capas ocultas.
Al comparar las mejores redes neuronales generadas
(Cuadro 3), tanto para datos de entrada sin filtrar (red -1)
como para los datos filtrados por Savitzky Golay (red-2),
se observa que, a pesar de que la red-1 es más simple en
estructura, su grado de ajuste es sólo 1.573% menor que
la red generada con datos filtrados; sin embargo, al tomar
en cuenta el cuadrado medio del error, resulta que la red-2
tiene únicamente 50.03% del error generado por la red de
datos directos de los sensores. Por lo tanto, la red neuronal
más eficiente es la generada con datos filtrados, a pesar de
ser más compleja en arquitectura.
*
R2
CME
Simulation of the rate of photosynthesis with the best
neural network
After selecting the best neural network it is used for the
simulation of all data, both climatic variables inside the
greenhouse, as well as the phyto-monitoring equipment,
and recalculates the degree of fitness (R2) as well as the
square average error (MSE). This is done because R2 and
CME reported by the Neural Network Toolbox of MATLAB
Graphical User Interface is the statistical average of these
three subsets of data from 100%.
Cuadro 3. Comparación entre las mejores redes neuronales para cada tipo de datos de entrada.
Table 3. Comparison between the best neural network for each type of input data.
Estructura de la red
Neuronas en
capas ocultas
R2
Sin filtrar
3
15-15
97.248
1.9802
Filtrados
4
10-15-10
98.821
0.9908
Origen de los datos
Estadísticos
Número de
capas
CME
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
En la Figura 2 se muestra la simulación de la red neuronal, para
seis días del periodo de experimentación, donde es clara la alta
capacidad de las redes neuronales artificiales para predecir
procesos altamente no lineales, como la fotosíntesis foliar de
plantas de jitomate.
Para evaluar el comportamiento general de la red neuronal
elegida (a lo largo de los 4820 puntos de mediciones), se empleó
la herramienta de ajuste de curvas, disponible en Matlab
(Curve Fitting Toolbox). Los estadísticos de la regresión lineal
aplicada (Figura 3) entre datos medidos y simulados son los
siguientes: R2=0.9756, CME=0.8532 y RCME= 0.9237.
Con la regresión lineal se logra 97.56% de ajuste entre los
valores de fotosíntesis simulada con la red neuronal y la
fotosíntesis medida. Asimismo, se puede observar claramente
como la mayor parte de la nube de datos está dentro de los límites
de confianza a 95% para la ecuación de ajuste, lo cual se debe a
que la raíz del cuadrado medio del error (RCME) es pequeño,
0.9237.Al realizar las pruebas estadísticas a la red neuronal de 4
capas y 10-15-10 neuronas en las capas ocultas, para los datos de
entrada filtrados por el método Savitzky, se observa el excelente
desempeño de ésta para todo el conjunto de datos. El valor del
ajuste en la regresión mostrada en la Figura 3, es sólo 1.261%
menor al reportado por el Neural Network Toolbox Graphical
User Interface de MATLAB (Cuadro 3). El Cuadrado medio
del error entre la tasa de fotosíntesis simulada por la ANN para
todas las mediciones resultó ser menor (0.8532) que el valor
generado como promedio de los subconjuntos de datos para
entrenar la red (0.9908). Por lo tanto, se encontró una red válida
que no sobreestima el ajuste para todo el conjunto de datos,
además de conservar las tendencias estadísticas resultantes
después de ser entrenada.
Salazar et al. (2010) aplicaron una red neuronal para predecir
la tasa de fotosíntesis en hojas de jitomate, en la que, además
de las variables climáticas, se emplea como variable de
Fotosíntesis [mcmolCO2/m2*s]
Una vez elegida la mejor red neuronal se emplea para realizar la
Simulación de todos los datos, tanto de las variables climáticas
al interior del invernadero, como del equipo de fitomonitoreo,
y se recalcula el grado de ajuste (R2), así como el cuadrado
medio del error (CME). Esto se hace porque el R2 y CME
reportados por el Neural Network Toolbox Graphical User
Interface de MATLAB, es el promedio de esos estadísticos
para tres subconjuntos que provienen 100% de datos.
The Figure 2 shows the simulation neural network for
six days in the period of experimentation, where it is
clear that the high capacity of artificial neural networks
predict highly nonlinear processes such as foliar
photosynthesis.
18
16
Fotosíntesis simulada
Fotosíntesis media
14
12
10
8
6
4
2
0
850
1000
1150
1300
1450
1600
1750
Mediciones
Figura 2. Simulación de la ANN para los datos de seis días.
Figure 2. ANN simulation data for six days.
In order to evaluate the overall performance of the chosen
neural network (over 4820 points of measurements), we
used the curve-fitting tool, available in Matlab (Curve
Fitting Toolbox). The linear regression statistics a
pplied (Figure 3) between measured and simulated data
are as follows: R2= 0.9756, MSE= 0.8532= 0.9237 and
RCME.
Simulación de la ANN [mcmolCO2/m2*s]
Simulación de la tasa de fotosíntesis con la mejor red
neuronal
1299
20
18
Mediciones vs simulación
Regresión R2= 0.9756
Intervalos de confianza al 95%
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Mediciones [mcmolCO2/m2*s]
16
18
20
Figura 3. Regresión lineal entre fotosíntesis medida y
simulada con la ANN para todo el conjunto de
mediciones.
Figure 3. Linear regression between measured and simulated
photosynthesis with the ANN for the entire set of
measurements.
José Manuel Vargas Sállago et al.
1300 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
entrada el vector de valores de fotosíntesis, encontrado que
el desempeño de ésta se encuentra entre 97.49% y 98.77%
para predicciones 5 y 10 min adelante, respectivamente.
En la presente investigación se logra un coeficiente de
correlación de 97.56% sin emplear los datos de fotosíntesis
como variable de entrada.
With the linear regression is achieved 97.56% of fitness
between the values ​​of photosynthesis simulated by the
neural network and measured photosynthesis. It can also
be seen quite clearly that most of the data cloud is within
the confidence limits 95% for the fitting equation, which
is that the root mean square error (RCME) is small, 0.9237.
In conducting statistical tests to the 4-layer neural network
and 10-15-10 neurons in the hidden layers to the input
data filtered by the Savitzky method, we see the excellent
performance of this method for the entire dataset. The
value of the adjustment in the regression shown in Figure
3 is only 1 261% lower than that reported by the Neural
Network Toolbox of MATLAB Graphical User Interface
(Table 3).
Fotosíntesis en función de su relación con la temperatura
y la concentración de CO2
En la Figura 4 se observa, que las mayores tasas de
fotosíntesis se obtienen cuando los rangos de temperatura
se encuentran entre 25°C a 30°C. El máximo de la curva de
ajuste para temperatura está situado en 27°C.
20
650
20
15
550
15
CO2 (ppm)
Fotosíntesis [mcmolCO2/m2*s]
600
10
5
0
500
10
450
Fotosíntesis
2
5 [mcmolCO2/m *s]
400
-5
650
6
00 5
50 5
00 4
50 4
00
CO2 (ppm)
350
300
5
10
15
20
25
30
Temperatura (°C)
350
0
300
5
10
15
20
25
30
-5
Temperatura (°C)
Figura 4. Fotosíntesis en función de las variables temperatura y concentración de CO2. Izquierda, superficie de la función polinomial
de orden 3-2, con ajuste de 91.95% para los datos.
Figure 4. Photosynthesis as a function of the variables temperature and concentration of CO2. Left, surface of the polynomial
function on the order 3-2, with 91.95% adjustment for the data.
Por su parte, para los datos de entrada a la red neuronal, niveles
de 380 ppm en la concentración del CO2 generan las mayores
tasas de fotosíntesis registradas. No obstante, al observar la
superficie, se puede notar que la concentración del gas dentro
del invernadero de estudio no es lo suficientemente alto para
alcanzar el máximo de la función (máxima fotosíntesis), que
requiere cerca de 450 ppm.
The mean square error between the rate of photosynthesis
simulated by the ANN for all measurements was lower
(0.8532) than the average value generated as subsets of data
to train the network (0.9908). Therefore, a valid network
is found not overestimating the setting for the entire set
of data, and statistical trends result retained after being
trained.
Fotosíntesis en función de su relación con la radiación y
el déficit de presión de vapor
Salazar et al. (2010) applied a neural network to predict the
rate of photosynthesis in the leaves of tomato, in which,
besides the climatic variables, it´s used as an input variable
for the vector of values ​​of photosynthesis, finding that
the performance is between 97.49% and 98.77% for the
predictions 5 and 10 min later, respectively. In the present
De la Figura 5 es clara la importancia de la radiación
fotosintéticamente activa en el incremento de la tasa
de fotosíntesis, puesto que a medida que la primera
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
aumenta, la segunda lo hace también. La tasa máxima de
fotosíntesis registrada (de acuerdo a la función) se alcanza
aproximadamente con una radiación PAR de 230 Wm-2. Sin
embargo, el máximo de la función se encuentra más allá de
250 Wm-2.
1301
investigation a correlation coefficient of 97.56% without
using the data of photosynthesis as an input variable was
achieved.
Photosynthesis in terms of their relationship with
temperature and concentration of CO2
Por su parte, cuando el déficit de presión de vapor está
por arriba de 2.5 kPa, la trayectoria de la fotosíntesis no
se dirige hacia el máximo de la función, por el contrario,
comienza a decrecer aún para los mismos niveles de
radiación PAR. Por lo tanto es importante mantener
el VPD por debajo de 2.5 kPa cuando se presentan
elevados niveles de radiación, para asegurar la apertura
estomática y con ello, el ingreso del CO2 al interior de
las hojas.
The Figure 4 shows that, the highest rates of photosynthesis
are obtained when the temperature ranges are between 25
°C and 30 °C. The maximum of the curve for temperature
adjustment is located at 27 °C.
For data input to the neural network, levels of 380 ppm CO2
concentration generated higher rates of photosynthesis.
However, by observing the surface, we may notice that the
3
20
15
10
2
5
0
-5
-10
-15
15
2.5
VPD [kPa]
Fotosíntesis [mcmolCO2/m2*s]
20
3
2.5
10
1.5
5
1
0.5
2
1.5
VPD [kPa]
1
0.5
0
0
50
100
150
200
PAR [W/m2]
0
0
0
Fotosíntesis
[mcmolCO2/m2*s]
50
100
150
PAR [W/m2]
200
-5
Figura 5. Fotosíntesis en función de las variables PAR y VPD. Izquierda, superficie de la función polinomial de orden 3-3, con ajuste
de 97.67% para los datos.
Figure 5. Photosynthesis as a function of the variables PAR and VPD. Left, surface of the polynomial function on the order 3-3, with
adjustment of 97.67% for the data.
Fotosíntesis en función de su relación con la temperatura
y la humedad relativa
De las variables climáticas más fácilmente medidas en
los invernaderos, debido al bajo costo de los sensores,
se encuentran la temperatura y la humedad relativa. Por
consiguiente, es muy importante conocer las relaciones entre
estas variables y la fotosíntesis.
Como se observa en la Figura 6, la combinación de una
baja temperatura y humedad relativa altas generan tasas de
fotosíntesis bastante bajas, por debajo de 5 µmolCO2m-2s-1 ;
caso contrario los niveles más altos de fotosíntesis se generan
cuando la temperatura está entre los 25-30 °C, mientras que la
concentration of greenhouse gas in the study is not high
enough to reach the maximum of the function (maximum
photosynthesis), which requires about 450 ppm.
Photosynthesis in terms of its relationship with radiation
and vapor pressure deficit
Considering the Figure 5, it is clearly important to the
photosynthetically active radiation in increasing the rate of
photosynthesis, since as the first one increase, so does the
second one. The maximum rate of photosynthesis recorded
(according to the function) is reached about a PAR of 230
Wm-2. However, the maximum of the function is higher than
250 Wm-2.
José Manuel Vargas Sállago et al.
1302 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
humedad relativa se ubica entre 30-40%. Se aprecia también
que por arriba de 80% de HR independientemente de la
temperatura, los niveles de fotosíntesis son muy bajos, del
orden de ¼ parte de la tasa máxima registrada. Asimismo, una
temperatura aceptable mínima es 18 °C, pues a partir de ella la
tasa de fotosíntesis se encuentra por encima del 50% de la tasa
máxima, siempre y cuando la HR se tenga valores de 30 a 65%.
When the vapor pressure deficit is above 2.5 kPa, the
trajectory of photosynthesis is not directed towards the
maximum of the function; however, it still starts to decrease
for the same levels of PAR. Therefore, it is important to
maintain the VPD below 2.5 kPa when there are high levels
of radiation, to secure the stomatal opening and thus the
entry of CO2 into the leaves.
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
15
25
30
25
Temperatura (°C)
Fotosíntesis [mcmolCO2/m2*s]
20
30
20
15
10
Temperatura (°C)
5
60
90
100
50
40
30
70
80
Humedad Relativa (%)
10
20
Fotosíntesis
[mcmolCO2/m2*s]
5
15
10
0
0
30
40
50 60 70 80 90
Humedad Relativa (%)
100
-5
Figura 6. Fotosíntesis en función de las variables Temperatura y humedad relativa. Izquierda, superficie de la función polinomial
de orden 2-2, con ajuste de 98.29% para los datos.
Figure 6. Photosynthesis as a function of temperature and relative humidity variables. Left, surface of the polynomial function on
the order 2-2, with adjustment of 98.29% for the data.
Conclusiones
Photosynthesis in terms of its relationship with
temperature and relative humidity
Debido a sus capacidades de aproximador universal de
funciones, las redes neuronales artificiales describen con
un grado de ajuste muy alto, R2 = 97.56%, la relación entre
la fotosíntesis de un cultivo de jitomate en invernadero y
las variables climáticas: radiación, temperatura, humedad
relativa, déficit de presión de vapor y concentración de
CO2. La mejor configuración de red neuronal, para simular
la tasa de fotosíntesis foliar de plantas de jitomate tuvo
un arquitectura de 4 capas con 10-15-10 neuronas en las
capas ocultas.
Of the climatic variables more easily measured in
greenhouses because of the low cost of sensors include the
temperature and relative humidity too. It is therefore very
important to know the relationships between these variables
and photosynthesis.
A partir de las superficies de respuesta generadas con
los valores de tasa de fotosíntesis foliar, predichos
por la mejor red neuronal artificial, es posible tener
una mejor comprensión de la interacción entre las
condiciones climáticas dentro de los invernaderos y la tasa de
fotosíntesis foliar del cultivo del jitomate. Es decir, con base
As shown in Figure 6, the combination of a low temperature
and high relative humidity generated photosynthesis rates
quite low, below 5 µmolCO2m-2s-1, otherwise the highest
levels of photosynthesis are generated when the temperature
is between 25-30 °C, while the relative humidity is between
30-40%. It is also noted that above 80% RH regardless of the
temperature, photosynthesis levels are very low, of the order
of ¼ of the maximum recorded. Also, a minimum acceptable
temperature is 18 °C, since from it; photosynthesis rate is
above 50% of the maximum rate, as long as the RH has
values of 30 to 65%.
Estimación de la fotosíntesis foliar en jitomate bajo invernadero mediante redes neuronales artificiales
en las funciones con que se generaron las superficies,
se pueden ver las rutas que deben seguir las variables
climáticas, de tal forma de que el control ambiental de los
invernaderos siempre esté enfocado hacia el máximo de
la función; es decir, a la obtención de la tasa máxima de
fotosíntesis dependiendo de las condiciones climáticas
prevalecientes.
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de México. Agrociencia. 44:791-805.
1303
Conclusions
Because on its universal approximation capabilities of the
functions, the artificial neural networks described with
a high degree of fitness, R2= 97.56%, the relationship
between photosynthesis of a greenhouse of tomato and the
climatic variables: radiation, temperature, relative humidity,
vapor pressure deficit and CO2 concentration. The best
neural network configuration to simulate the rate of foliar
photosynthesis on tomato plants had a 4-layer architecture
with 10-15-10 neurons in the hidden layers.
From the response surfaces generated with the values ​​of the
foliar photosynthetic rate, predicted by the best artificial
neural network, we may have a better understanding of
the interaction between the climatic conditions inside the
greenhouses and, the rate of foliar photosynthesis of the
crop. That is, based on the functions that were generated, we
can see the routes to be followed by the climatic variables,
so that the environmental control of the greenhouses is
always focused on the maximum of the function, i.e., to
obtain the maximum rate of photosynthesis depending on
the prevailing climatic conditions.
End of the English version
Marcelis, L. F. M.; Elings,A.; de Visser, P. H. B. and Heuvelink,
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1305-1320
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle
Morelia-Queréndaro, Michoacán, México*
Technological change and cooperative technology in The
Valley Morelia-Queréndaro, Michoacán, Mexico
Arturo Franco Gaona1§, Artemio Cruz León1 y Benito Ramírez Valverde2
Dirección de Centros Regionales. Universidad Autónoma de Chapingo. Carretera México-Texcoco km 38.5. C. P. 56230, Chapingo, México. ([email protected]
mx). 3Posgrado en Estrategias para el Desarrollo Agrícola Regional, Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas Campus-Puebla. Carretera Federal México- Puebla
km 125.5, C. P. 72130, Puebla, Puebla, A. P. 2-12. Colonia Libertad, Tel. 01 222 2851442. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
Con el fin de reconocer el tipo de agricultura que se ha
practicado en la región y la tecnología utilizada, así como
los cambios que han tenido y las implicaciones que se
desencadenaron al adoptar nuevas tecnologías, desde el
uso de la yunta al del tractor, se describe la tecnología
agrícola utilizada por tres comunidades del valle MoreliaQueréndaro, con base en el instrumento, la técnica y
el conocimiento utilizados desde su conformación. La
investigación se realizó durante los años 2009 y 2010. Para
su estudio se utilizó el método del informante clave con una
entrevista semi-estructurada y un transepto. Se encontró la
realización de prácticas de cultivo utilizando la fuerza del
hombre, la yunta, el tronco de caballos y mulas, más el uso
del tractor y la aplicación de paquetes tecnológicos, cuyo
principal promotor fue el gobierno, mediante la aplicación
de políticas públicas al campo: particularmente en las zonas
irrigadas; y el abandono del cultivo del frijol como una
consecuencia del uso de herbicidas. En la zona irrigada hizo
su presencia la mecanización mediante el uso del tractor
y una tendencia hacia el cultivo de forrajes, los cuales se
integran a la ganadería como un sistema de producción. La
potencia de los tractores existentes en la región, en "caballos
de fuerza" (HP), rebasa en casi tres veces los requeridos
para la cantidad de tierra arable, lo que implica una sub-
In order to recognize the type of agriculture that has been
practiced in the region, the technology used, the changes that
have been taken and, the implications that were triggered
by adopting new technologies; from the use of the yoke to
the tractor, it describes the agricultural technology used by
three valley communities of Queréndaro, Morelia, based
on the instrument, technique and knowledge used since its
formation. This research was conducted during 2009 and
2010. For this study we used the key informant method
with a semi-structured interview and a transept. We found
that, the cultivation practices were made through the force
of the humans, the oxen, horses and mules, plus the use
of the tractor and the application of technology packages,
whose main promoter was the government, through the
implementation of public policies: particularly in irrigated
areas, and the abandonment of the bean crop as a result of
the use of herbicides. In the irrigated area of mechanization
it made its presence using the tractor and a trend towards the
cultivation of fodders, which are integrated to livestock as a
production system. The power of the tractors in the region,
in ‘horsepower’ (HP), exceeds by almost three times that
required for the amount of the arable-land, which implies
an under-utilization of labor capacity of the tractors, used
for sowing by their owners or through maquila.
* Recibido: diciembre de 2011
Aceptado: agosto de 2012
Arturo Franco Gaona et al.
1306 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
utilización de la capacidad de trabajo de los tractores, los
que se usan para las siembras por sus propietarios o por
medio de maquila.
Key words: communal agricultural history, farmer, maquila
costs, traditional agricultural technology, use of tractors,
Palabras clave: campesino, costos de maquila, tecnología
agrícola tradicional, tractorización, historia agrícola
comunitaria.
Introduction
Introducción
Desde que el hombre descubrió la agricultura, desarrolló la
tecnología que le permite explotar el ambiente disponible.
Sí éste ofrece pocos recursos, la tecnología potencia su
aprovechamiento, incluso más allá de lo necesario, ya que
las restricciones ambientales no influyen el desarrollo
tecnológico.
En el caso de la agricultura mexicana, ésta manifiesta una
diversidad tecnológica amplia que va desde explotaciones
basadas sólo en la fuerza humana donde se producen especies
nativas destinadas al autoconsumo, sin uso de pesticidas
ni fertilizantes, hasta explotaciones con un alto uso de
tecnología Cruz (1997); diversidad factible de encontrarse
prácticamente en cualquier región o comunidad del país en
donde predominan estrategias campesinas.
En el contexto agronómico y del desarrollo rural en México,
un conjunto de cambios en lo social, económico y tecnológico
se han suscitado en las comunidades Michoacanas y
de manera particular las que se encuentran en el Valle
Morelia-Queréndaro, originados como consecuencia de
las políticas públicas de desarrollo agrícola y programas
gubernamentales implementados durante el siglo pasado;
que dejaron hondas huellas en la región, cuyos resultados
finales fueron cambios paradigmáticos en la forma de
hacer agricultura y en la disminución de la población rural
a consecuencia de la migración.
Al Valle Morelia-Queréndaro, ubicado en la cuenca
endorreica de Cuitzeo, se le considera como el segundo
granero del estado de Michoacán, por contar con una
amplia superficie plana, casi sin heladas y abundante
agua proveniente de la presa de Cointzio o a partir de
pozos profundos. Estas condiciones medioambientales
permitieron el desarrollo de diferentes cultivos y, a su vez,
una importante industria ganadera productora de leche y
carne, con un alto empleo de tecnología moderna.
Ever since the humans created the agriculture, also developed
the technology that allows to exploiting the available
environment. If it offers few resources; the technology
enhances their use, even beyond what is necessary, as the
environmental restrictions do not affect technological
development.
In the case of Mexican agriculture, it shows a wide diversity
of technology, ranging from farms based only on human
strength where native species are produced for personal use,
without pesticides or fertilizers, to farms with a high use of
technology (Cruz, 1997), diversity feasible to meet virtually
any region of the country or community in predominantly
rural strategies.
In the context of agronomic and rural development
in Mexico, a set of changes in social, economic
and technological development have been raised in
Michoacan´s communities and particularly those found
in the Valley Morelia-Queréndaro; arising as a result
of policies for public agricultural development and
government programs implemented during the last century
that had a profound influence within the region, whose
final results were paradigmatic changes in the way of
doing agriculture and, rural population diminishing as a
result of migration.
The Valley of Morelia-Queréndaro is located in the
endorheic basin of Cuitzeo, considered as the second barn
of Michoacán state by having a broad flat surface, almost
no frost and abundant water from the dam or from wells.
These environmental conditions allowed the development
of different cultures and, in turn, a major milk-producing,
livestock industry and meat, with a high use of modern
technology.
Thus, several research questions arose when visualized
the formation of rural-urban landscape of the valley, as
the presence of rainfed and irrigated crops under different
conditions, the technology used and the abandonment of
agricultural-land, within which are: what are the causes
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
Así, varias preguntas de investigación surgieron cuando se
visualizó la conformación del paisaje rural-urbano del valle,
como la presencia de cultivos de temporal y riego en diferentes
condiciones, la tecnología que se utiliza y el abandono de
tierras de cultivo, dentro de las cuales destacaron: ¿Cuáles
son los cambios y causas en la agricultura de la región en el
siglo XX? ¿Cuáles son los cambios en el padrón de cultivos?
y ¿Cuáles son las actividades realizadas con tractor, su
calendarización y su costo?
Para responder se identificaron los cambios tecnológicos
presentados en la agricultura en el valle; se consideró que
desde la formación de las comunidades del valle se han
presentado cambios paradigmáticos en la forma de hacer
agricultura, en la tecnología usada, donde el tractor se
muestra como un indicador de prosperidad y modernidad.
Los programas de desarrollo promovidos por el gobierno
para el bienestar comunitario, los sectores a los que se
enfocan, entre otros. Todo esto permitió un análisis a
fondo sobre la situación agronómica y social de la región y
proporciona información para apoyar la toman decisiones
en el desarrollo local y regional y con ello obtener mayor
impacto.
Tecnología agrícola
Teorizar sobre la situación de la agricultura en México y
considerarla como elemento de desarrollo regional, conduce
hacia el paradigma del cambio tecnológico, el cual se ha
presentado continuamente a lo largo de la historia de la
humanidad. Para ello un enfoque pertinente que puede
ayudar a explicar las causas del “avance”, “retraso” o
“conservación” de la agricultura es el histórico, basado
en las prácticas de los actores dentro de la unidad de
producción.
La agricultura surge en sociedades con alto grado experiencia
de acumulación de conocimientos ecológicos y sobre el
uso de los recursos naturales; desarrollada por sistemas
autóctonos de generación y transmisión de conocimientos;
y mecanismos de innovación tecnológica, enmarcados en
los sistemas agrícolas de producción, identificadas con
técnicas usadas para modificar el ambiente de las plantas y
obtener productos útiles para el hombre (Hernández et al.,
1988). Esto significa que las antiguas formas de producción
se sustituyen por nuevas, en donde destaca el factor
tecnológico, a partir del cual se originan nuevos equipos,
insumos y productos.
1307
and changes in the regional agriculture in the twentieth
century? What are the changes in the pattern of crops? and,
What are the activities carried out with a tractor, its schedule
and its cost?.
In order to respond, technological changes were identified,
introduced in agriculture in the valley; it was felt that since
the formation of the valley´s communities, paradigms shifts
have occurred in the way we do agriculture, technology
used, where the tractor is shown as an indicator of prosperity
and modernity. Development programs promoted by the
government for the community´s welfare, the sectors that
are focused in, among others. This allowed a thorough
analysis on the agricultural and social situation in the region
and provides information to support decision makers in
local and regional development and, thereby achieving a
greater impact.
Agricultural technology
Theorizing about the situation of agriculture in Mexico
and considered it as an element of regional development,
leads to the paradigm of technological change, which was
presented continuously throughout the history of mankind.
This relevant approach may help to explain the main causes
of “advance”, “delay” or “conservation” of agriculture,
based on the practices of actors within the production unit.
The agriculture arises in societies with high experience,
accumulation of ecological knowledge and use of
natural resources, developed by indigenous systems of
knowledge, generation and transmission, and mechanisms of
technological innovation, framed in agricultural production
systems, identified by techniques used to modify the
environment of the plants and useful products for humans
(Hernández et al., 1988). This means that, the old forms
of production are replaced by new ones, where there is
the technological factor from which arise new equipment,
supplies and products.
At the beginning of agriculture, humans depended on their
strength and energy then, they used domestic animals, and
by the nineteenth century, particularly in the twentieth
century, using fossil energy through the tractor. With this
vision, we can see in the national reality of this diversity,
whose expression is presented with different biological,
chemical, agronomic and mechanical as well as irrigation,
which manifests itself as a presence tool as old as the hoe
1308 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Al inicio de la agricultura, el hombre dependía de su fuerza
como energía para realizar la agricultura, posteriormente
utilizó la de los animales domésticos, y ya en siglo XIX,
pero particularmente en el XX, empleo la energía fósil,
por medio del tractor. Con esta visión, podemos observar
en la realidad nacional esta diversidad, cuya expresión se
presenta con diferentes elementos biológicos, químicos,
agronómicos y mecánicos, además de riego; lo que se
manifiesta como una presencia de herramientas tan
antiguas como la coa y el arado en su diversidad, movido
por tracción animal; y energía mecánica; aquí el tractor se
ha interpretado como un icono de la modernidad (Cruz et
al., 2004).
La tecnología utilizada durante el siglo pasado y la que se
encuentra presente en las comunidades de estudio, se puede
clasificar considerando cuatro elementos: 1) biológicos;
2) químicos; 3) mecánicos; y 4) los agronómicos, que
incluye a las prácticas culturales y manejo (Arellano, 1999;
Cruz, 2002); los cuales a su vez se subdividen en varios
componentes. Cabe aclarar, que Arellano (1999) considera
a los elementos de la tecnología, como “innovaciones
agrícolas”; menciona los biológicos, químicos, mecánicos
y la organización del trabajo, donde incluye a los
agronómicos. De tal manera que al estudiarlos, es posible
encontrar una mezcla de conocimientos empíricos,
tradicionales y científicos que han conducido hacia
cambios en su uso dentro del cultivo; donde se destacan
nuevos desafíos, nuevas preguntas y nuevos métodos e
instrumentos (Aguilar, 2005).
En este documento, tecnología se considera como la
aplicación del conocimiento hacia la creación de condiciones
de producción que permitan un mayor rendimiento, calidad,
seguridad oportunidad o faciliten las acciones bajo las
cuales se lleva a cabo el proceso productivo (Cruz, 2002),
con inclusión de elementos que han conducido hacia un
rendimiento enmarcado dentro de acciones, servicios
asistenciales y de investigación; de infraestructura y
tecnología en la agricultura.
Una tecnología es una combinación de todas las prácticas
de manejo para producir un cultivo, una mezcla de cultivos
o para almacenar los productos provenientes de éstos;
mientras que la práctica agrícola se define por el tiempo
y cantidad de componentes tecnológicos utilizados,
tales como la preparación de la cama de siembra, uso de
fertilizantes, el deshierbe, etc. (Sangerman- Jarquín et
al., 2009).
Arturo Franco Gaona et al.
and the plow; its diversity, moved by animal power, and
mechanical energy, here the tractor has been interpreted as
an icon of modernity (Cruz et al., 2004).
The technology used in the past century and, presented in the
study communities, can be classified in terms of four main
elements: 1) biological; 2) chemical; 3) mechanical; and 4)
agronomical, including cultural practices and management as
well (Arellano, 1999; Cruz, 2002), which in turn are subdivided
into several components. It should be noted that, Arellano
(1999) considers the elements of technology as “agricultural
innovations”, mentioning biological, chemical, mechanical
and working organization, including agronomy. So that, in
order to study them, we may find a mix of empirical traditional
knowledge, and scientists have led to changes in the uses within
the crop, which highlights new challenges, new questions and
therefore, new methods and tools (Aguilar, 2005).
In this paper, technology is considered as the application of
knowledge toward the creation of conditions of production that
would enable a better performance, quality, safety, opportunity
or facilitate the actions under which it carries out the production
process (Cross, 2002); inclusion of elements that have led to
perform actions framed within, and care services of research
infrastructure and technology for agriculture.
A technology is a combination of management practices to
produce a crop, a mixture of crops or to store the products
from these, while the agricultural practice is defined by the
time and amount of technology components used, such as
the preparation of the seedbed, fertilizer use, weeding, etc.
(Sangerman-Jarquín et al., 2009).
An outstanding example in the Mexican countryside is the
automation in irrigated areas and use of tractors, which are
components of the technological paradigm of the Green
Revolution; the political center of agricultural development
in the sixties that only benefit rich producers themselves,
the vast majority are marginalized from the benefits of new
technologies (Del Valle and Solleiro, 1996).
Furthermore, the work on Mexican agricultural mechanization
has been scarce (Macera, 1990; Palacios, 2009) if any at all; the
serious existing studies only describe the characteristics and
impact of tractors as a geographic cluster, where most of them
are found in irrigated areas, leaving relegated to areas of
rainfed (Macera, 1990). The beginnings of mechanization
in the country from the nineteenth century were introduced
for the benefit of plantations.
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
1309
Un ejemplo sobresaliente en el campo mexicano, es la
tecnificación en zonas de riego y la tractorización, los cuales
son componentes del paradigma tecnológico de la Revolución
Verde, centro de las políticas de desarrollo de la agricultura en
los años sesentas; mismas que sólo benefician a los productores
ricos, la gran mayoría quedan marginado del beneficio
de las nuevas tecnologías (Del Valle y Solleiro, 1996).
The usage of tractors has been promoted by the Mexican
State and has grown into an ideal, a symbol of prosperity and
modernization, which planners, politicians, agronomists and
producers have invested, so much so that, the tractors were
introduced even in places where its use it’s inconvenient, from
the standpoint of economic, environmental and technology
involved (Cross, 2002).
Por otro lado, los trabajos sobre mecanización en el agro
mexicano han sido escasos (Macera, 1990; Palacios,
2009), los estudios serios que hay solo dan cuenta de las
características e impactos que ha tenido la tractorización a
niveles de agregación geográfica; donde la mayor cantidad
de ellos se encuentran en las zonas irrigadas, dejando
relegada a las zonas de temporal (Macera, 1990). Los
inicios de la mecanización en el país datan del siglo XIX,
fue introducida para beneficio de las haciendas.
For leaving in doubts about the benefits of mechanization,
it is necessary to apply an economic analysis of production
costs of different technologies and make a comparison, in
this regard, Cruz et al. (2004) mentioned that in absolute
terms, production costs are higher in tractor technology
when compared to the traditional farming systems, such
as slash and burn, in a ratio of two to one. Besides, the use
of tractor has incorporated “modern” communities and
changes the machines on the floor, resulting in profound
changes in the common mind of the producer, considering
it as an artifact-animal (Palacios, 2009).
La tractorización ha sido promovida por el estado mexicano
y ha llegado a convertirse en un ideal, un símbolo de
prosperidad y modernización, al que planificadores,
políticos, agrónomos y productores han apostado, a grado
tal que se han introducido tractores en sitios en donde resulta
inconveniente su uso, desde el punto de vista económico,
ecológico y de la tecnología implicada (Cruz, 2002).
Para dejar en entredicho los beneficios de la mecanización,
se requiere aplicar el análisis económico de los costos
de producción de las diferentes tecnologías y hacer un
comparativo, al respecto, Cruz et al. (2004) mencionan
que en términos absolutos, los costos de producción son
mayores en la tecnología de tractor al compararlos con los
sistemas de cultivo tradicional, como la roza-tumba y quema,
en una relación de dos a uno. Aparte, el uso del tractor ha
incorporado “modernidad” a las comunidades y los cambios
que las máquinas provocan en el suelo se traducen en
profundos cambios en la mentalidad habitual del productor
al considerarlo como un artefacto-animal (Palacios, 2009).
El trabajo que realizan los tractores implica la disminución de
jornales para determinado sistema de cultivo. Macera (1990)
menciona que un tractor de 70 caballos de fuerza (HP), permite
el cultivo de 80 hectáreas al año. El tractor es empleado por
los propietarios en sus tierras y por medio de la maquila en
terrenos de productores sin tractor, lo cual da como resultado
que algunos de ellos establezcan un sistema mixto de trabajo,
en donde usan el tractor para las prácticas que requieren más
fuerza, como el barbecho, y la tracción animal para actividades
más livianas, como la escarda (Turrent y Cortés, 2005).
The work made by the tractors lower wages for a given
cropping system. Macera (1990) mentioned that a tractor
with 70 horsepower (HP), permits the cultivation of 80
hectares per year. The tractor is employed by the owners on
their own lands and through the maquila producers in areas
without tractors, which results in some of them established
a joint working where the tractor used for practices that
require more force, such as fallowing, and animal traction
for lighter activities such as weeding (Turrent and Cortés,
2005).
Regional framework for the study area
The valley of Morelia-Queréndaro is located in the
central region of the State of Michoacán (Figure 1), at an
elevation range between 1 800 and 1 860. The study sites
are located in the municipalities of Tarímbaro (Téjaro.
North latitude 19° 50 '03'', longitude 101° 05 '10'') and
Álvaro Obregón (The Trojes. North latitude: 19° 88' 36'',
longitude 101° 05' 63'' and La Presa. North latitude 19°
90' 08'', longitude west 101° 03' 75''. General overview
is made in Table 1. The region was selected because: a)
it shows locations that originated before the land reform
in the region; b) programs and public policies that have
affected the region; and c) is presented subsistence and
commercial agriculture. In addition, the ejido area of the
vessels within the Lake Cuitzeo, which has allowed them
to share all the technological changes implemented at the
governmental level.
Arturo Franco Gaona et al.
1310 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Marco regional de la zona de estudio
Ubicación de la zona de estudio, en Michoacán de
Ocampo, México
El Valle Morelia-Queréndaro se ubica en la Región Centro del
estado de Michoacán (Figura 1); cuya altitud oscila entre los
1800 y 1860. Las localidades de estudio se encuentran en los
municipios de Tarímbaro (Téjaro. Latitud norte 19 °50 ´03´´;
longitud oeste 101° 05´ 10´´) y Álvaro Obregón (Las Trojes.
Latitud norte: 19° 88´ 36´´; longitud oeste 101° 05´ 63´´ y La
Presa. Latitud norte 19° 90´ 08´´; Longitud oeste 101° 03´
75´´). Cuya descripción general se hace en el Cuadro 1. La
región fue seleccionada porque: a) presenta localidades que se
originaron antes de la reforma agraria en la región; b) existen
programas y políticas públicas que han afectado a la región; y
c) se presenta agricultura de subsistencia y comercial.Además,
el área ejidal se encuentran dentro del vaso disecado del lago de
Cuitzeo, lo cual les ha permitido compartir todos los cambios
tecnológicos implementados a nivel gubernamental.
Alvaro Obregón
Tarímbaro
Michoacán de
Ocampo
Figura 1. Ubicación de la región de estudio en el Valle MoreliaQueréndaro.
Figure 1. Location of the study region in the valley of MoreliaQueréndaro.
Cuadro 1. Condiciones generales de los municipios y comunidades de estudio para 2005.
Table 1. General conditions of the municipalities and communities of study for 2005.
Municipio
Á. Obregón
Superficie
162.64 km2
Habitantes
18 696
Tarímbaro
258.57 km2
51 479
Comunidad
Las Trojes
La Presa
Téjaro
Habitantes
582
689
3 716
Condición
Rural
Rural
Urbana
Fuente: elaboración propia con base en información obtenida a partir de INEGI (s. d.). Archivo histórico de localidades. Con datos del II Conteo de Población y Vivienda
de 2005.
La región tiene un clima templado sub húmedo con lluvias
en varano C (w) y temperaturas que oscilan entre 2.5° a 25.1,
siendo 15 °C el promedio de temperatura. Con precipitación
de 190 mm en el mes más lluvioso del año (julio) y una
precipitación promedio anual cercana a los 1 000 mm (López
et al., 2002). Los suelos son aluviales, residuales y arcillosos,
desarrollados a partir de basaltos, brechas, tobas, andesitas
y riolitas; ricos en calcio, magnesio y fierro; moderados en
potasio y sodio, adecuados para la agricultura de temporal
y de riego (García y Carrillo, 2006).
The region has a temperate sub humid climate, with rains
in the summer C(w) and temperatures ranging from 2.5 to
25.1°, with 15 °C average temperature. With a precipitation
of 190 mm in the wettest month of the year (July) and, an
average annual rainfall of 1000 mm (López et al. 2002).
The soils are alluvial and residual clays, developed from
basalts, breccias, tuffs, andesites and rhyolites, rich in
calcium, magnesium and iron, potassium and moderate
sodium, suitable for rainfed agriculture and irrigation
(García and Carrillo, 2006).
Se cultiva principalmente: maíz, frijol, alfalfa, sorgo, trigo,
garbanzo, cebolla, jitomate y se cría ganado bovino, porcino,
caprino, avícola, equino, ovino y apícola. Se considera que
esta región vivió un proceso de modernización agropecuaria
desde la construcción del Distrito de Riego Núm. 20, en los
años 30, hasta la década de los 80 (García y Carrillo, 2006), de
ahí que se requiriere un análisis más profundo para determinar
si aún persiste esta condición de modernidad.
It is grown mainly maize, beans, alfalfa, sorghum, wheat,
chickpeas, onion, tomato and, rising cattle, pigs, goats,
poultry, horses, sheep and bees. It is considered that this
region underwent a process of agricultural modernization
since the construction of the Irrigation District No. 20 in the
30's until the mid-80’s (García and Carrillo, 2006), hence
the further analysis required to determine if this condition
persists.
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
1311
Según el INEGI (s. d.) para el 2006, el principal sector
de actividad económica que aporta el mayor porcentaje
al Producto Interno Bruto (PIB) del estado es, el de los
servicios, con 24.9%; y las actividades: agropecuaria,
silvícola y pesca ocupa el cuarto lugar, con 12.5%.
According to INEGI for 2006, the main economic sector that
contributes the largest percentage of the Gross Domestic
Product (GDP) of the State is of services, with 24.9% and
the activities: agriculture, forestry and fishing ranks fourth,
with 12.5%.
Materiales y métodos
Materials and methods
La investigación partió de la búsqueda de información de
gabinete, y posteriormente de campo; para esto se realizaron
transeptos por los caminos vecinales de las comunidades de
estudio, con el fin de identificar los cultivos y la tecnología
utilizada. La información de campo se obtuvo mediante
entrevistas a profundidad, con preguntas relativas a la forma
en que se venía realizando la agricultura y tecnología utilizada
desde el siglo pasado y conformación de las comunidades,
hasta la actualidad; poniendo énfasis en el tipo de tecnología
utilizada, las modificaciones que ha tenido y sus causas.
The research was based on the cabinet information seeking
and then the field and for this transepts were made by the
roads of the study communities, in order to identify the crops
and the technology used. The field data was obtained through
in-depth interviews, with questions on how they had been
doing agriculture and technology used since the last century
and, the formation of communities to the present, with
emphasis on the type of technology used and, the changes
they have had and their causes.
Para considerar a una persona como informante clave, ésta debía
ser originaria de la región, haber viviendo el tiempo suficiente
en la comunidad para conocerla, ser adulto, de preferencia en
plenitud, no importaba el sexo y que estuviera relacionado
con la agricultura. A partir de aquí, se utilizó el método de
bola de nieve que nos condujo de un informante a otros.
Las comunidades estudiadas fueron seleccionadas por estar
bien comunicadas, existir una relativa cercanía entre ellas,
practican una agricultura, de riego y secano, muy similar,
hay una interacción tecnológica entre ellas, poseen ejidos en
las inmediaciones del vaso de la Laguna de Cuitzeo y forman
parte de los programas implementados por el gobierno, de los
cuales obtienen beneficios y sufren los inconvenientes de su
aplicación; así también presentan un alto índice de migración.
La información obtenida se procesó de manera longitudinal,
considerando varias épocas: hacendaria, pequeños
propietarios, ejidal y actual; el tipo de prácticas agrícolas
y tecnología utilizada en cada una de ellas. Dentro de cada
cultivo se tomó en cuenta: tipo, mecanización, condición,
herramienta utilizada, tipo de suelo, variedades y si era de
temporal o riego. Asimismo, para estimar la tractorización,
se obtuvo la cantidad de ellos por comunidad y municipio,
con el fin de calcular los parámetros de eficiencia, al
relacionar unidades- superficie, cantidad y actividades que
realiza en diferentes cultivos, ciclo de trabajo, capacidad de
trabajo y los costos de las diferentes actividades agrícolas.
In order to consider a person as a key-informant, it should
be native to the region, having lived long enough in the
community to know it, also being an adult, preferably in full,
no matter the sex and related to agriculture. From there, we
used the method of snowball, leading us from an informant
to others.
The communities studied were selected because they are
well connected, there is a relative closeness between t
hem, practice agriculture, irrigation, very similar
technological interaction between them, having suburbs
in the vicinity of Cuitzeo Lagoon, part of the programs
implemented by the government, of whom profit and
suffer the disadvantages of their application, so also have
a high migration rate.
The information obtained was processed in a longitudinal
way, considering several times: plantation, small business
owners, ejido and current; the type of agricultural
practices and technology used in each. Within each
crop, it was taken into account: the type, mechanization,
condition, tool used, soil type, variety and whether it
was of rainfed or irrigation. Also, in order to estimate
the uses of tractors we obtained the number of them by
community and municipality, in order to calculate the
efficiency parameters, related to the surface units, number
and activities undertaken in different crops, duty cycle,
capacity for work and costs of the different agricultural
activities.
Arturo Franco Gaona et al.
1312 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Para calcular la relación superficie y capacidad de trabajo del
tractor, se consideró que con un caballo de potencia (Hp) se
trabaja una hectárea; para ello se tomó como base constante
un tractor pequeño de 60 Hp y se multiplicó por la cantidad de
tractores que hay en cada comunidad; resultando la cantidad
de hectáreas factibles de trabajar. Se tomó como valor base
el tractor de 60 Hp, debido a que es el más pequeño que
menciona el Instituto Nacional de Geografía e Informática
(INEGI) en los resultados obtenidos a partir del VII Censo
Agrícola, Ganadero y Forestal. Finalmente, para entender
cómo se ha desarrollado la agricultura y cuál ha sido su
presencia y manejo actual y futuro, los sistemas de cultivo
se caracterizaron en el tiempo.
For calculating the surface and working capacity of the
tractor, it was taken that with a horse power (HP) one
hectare is labored, for it was taken as constant basis a small
tractor of 60 hp and multiplied by the number of tractors
in each community, resulting in the number of hectares
feasible to work. As the basic value, a 60 HP tractor was
taken, since it is the smallest mentioned by the National
Institute of Geography and Informatics (INEGI) in the
results obtained from the Seventh Census of Agriculture,
Livestock and Forestry. Finally, for understanding how
the agriculture has evolved and what their presence was
and current and future management, farming systems were
characterized over time.
Resultados y discusión
Results and discussion
Tecnología agrícola comunitaria
Cooperative agricultural technology
La tecnología para la realización de las prácticas agrícolas
en las comunidades de Las Trojes, La Presa y Téjaro, ha
tenido un proceso evolutivo, que dependió básicamente del
tipo de tenencia y condición del terreno; favorecido por las
condiciones ambientales del valle, propias para la transferencia
y apropiación de nuevas técnicas y conocimientos.
The technology for the realization of agricultural practices in
the communities of Las Trojes, La Presa and Téjaro, has had
an evolutionary process, which depended basically on the
type and condition of land-tenure, favored by environmental
conditions of the valley, typical for transfer and appropriation
of new skills and knowledge.
Los métodos tradicionales de cultivo utilizados desde
principios del siglo XX, en la época hacendaria, se conocen en
la zona como “año y vez. Este método consistía en sembrar un
año una fracción de tierra y al siguiente año dejarla descansar,
a la vez se utilizaba como agostadero, aquí además de pastar
el ganado abonaba al terreno con sus hecesx.” y de “a mano”.
Este método de cultivo consiste en acondicionar el terreno,
mediante la limpia, acomodamiento de las piedras en líneas
perpendiculares a la pendiente, cuando el terreno lo permite o
realizando hoyos en el suelo pedregoso para colocar la semilla,
realizar labores de limpia, cosecha y recolección de los
residuos orgánicos, en el caso de que sea posible su extracción,
de lo contrario, el rastrojo se dejaba para enriquecer el suelo y
consumo del ganado; éstos eran realizados en terrenos de las
haciendas y en las pequeñas propiedades. Las herramientas
utilizadas en su realización, eran el azadón, la hoz y el
machete, el “pizcador” y el “guangoche” o ayate; es decir,
sólo instrumentos manuales. En los terrenos planos, las
haciendas. Más que haciendas eran grandes ranchos, los cuales
se redujeron en 1936, como consecuencia de la aplicación de
la reforma agraria en la región. Utilizaban la yunta, el arado
de metal con ruedas, ollas de agua, presas, represas y algunos
Traditional methods of cultivation used since the early
twentieth century, at the time of plantation known locally
as “the year and time” and “hand”, these were carried out in
parts of the farms and smallholdings. The tools used in their
implementation were the hoe, the sickle and the machete,
the “picker” and “Guangoche” or cloak, that is, only hand
instruments. In the flat lands, the plantations used the yoke,
the metal plow with wheels, water pans, dams, reservoirs and
some tractors with metal wheels. The main crops were wheat
followed by maize, beans, squash and vegetables arranged
in poly-crops and the work was done by indentured laborers
or workers ‘half’ or ‘the third’.
With the land granted to the ejido in 1936, several changes
occurred in the technology, because ‘the government gave
land but no money to work it’. This forced the people to
build and adapt tools to their potential, so it was with
the plow ‘stick’, one of the first instruments used by
the farmers, developed mostly by themselves, since the
body of the plow manufactured with mesquite wood and
iron fence, and was pulled by oxen. Grain production is
destined for home consumption and the stalks for livestock.
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
tractores con ruedas de metal. Los principales cultivo eran
el trigo, seguido por el maíz, frijol, calabaza y hortalizas,
arreglados en policultivo y el trabajo era realizado por peones
acasillados o trabajadores “a medias” o “al tercio”. Forma de
trabajo que consiste en dividir los gastos del cultivo, en dos
o más partes, donde el dueño del predio aporta una parte y
quien siembra otra. Al final se reparte la cosecha en dos o tres
partes, según acuerdo entre participantes.
Con la dotación de tierras al ejido en 1936, varias
modificaciones se presentaron en la tecnología, debido a que
“el gobierno dio tierra, pero no dinero con que trabajarla”.
Ello obligó a la gente a construir y adecuar herramientas a
sus posibilidades, así ocurrió con el arado “de palo”, uno
de los primeros instrumentos utilizados por los ejidatarios
y elaborado en su mayor parte por ellos mismos, ya que
el cuerpo del arado se fabricaba con madera de mezquite
y la reja de hierro; y era tirado por la yunta de bueyes. La
producción de granos se destinaba para el autoconsumo y
los esquilmos para el ganado. El rastrojo se apilaba para la
época de desabasto o de “secas”; y el ganado se introducía
en el terreno en barbecho para que se comiera los residuos
de la cosecha y el pie de mata.
Cambios tecnológicos
Después de la aplicación de la reforma agraria en 1936 en
la región, los nuevos ejidatarios iniciaron a trabajar la tierra
con la yunta, para 1946 el gobierno federal implementó el
programa de lucha contra la fiebre aftosa (Ocádiz, 2001),
colocando en la región centros de sacrificio de animales de
pezuña hendida, tal es el caos de Singuio, Álvaro Obregón, a
donde se aplicaba el método del “rifle sanitario”, esto obligó
a deshacerse del ganado vacuno. Por lo cual se originó un
cambio en la tecnología agropecuaria, al dejar al campesino
sin la yunta para trabajar la tierra.
Se puede afirmar que el programa contra la fiebre aftosa fue
la punta de lanza para la introducción de la modernización
tecnológica en la agricultura de la región, la cual se continuó
en 1961, con la Revolución Verde. Los promotores optaron
por proporcionar créditos bancarios a los ejidatarios para
que pudieran sembrar, criar ganado vacuno y otras especies
domésticas; fue a través de estos créditos que se obligaba a
la siembra de ciertos cultivos bajo determinada tecnología,
y control de la comercialización, situación que persiste hasta
la actualidad, esto concuerda con lo expuesto por Del Valle y
Solleiro (1996) en su trabajo realizado sobre agroindustrias
en México.
1313
The mulch is piled at the time of shortage or ‘dry’ and the
cattle were introduced into the land fallow in order to eat
the crop residues.
Technological changes
After the implementation of the agrarian reform in the
region in 1936, new ejidatarios began to work the land with
the oxen, by 1946 the federal government implemented a
program to combat FMD (Ocádiz, 2001), settling in the
region slaughters of cloven-hoofed animals, such is the case
of Singuio, Álvaro Obregón, where the ‘cleansing rifle’ was
used, forcing to get rid of the cattle. Changing the agricultural
technology, leaving the farmer without the equipment to
work the land.
Arguably, the FMD program was the spearhead for the
introduction of technological modernization in agriculture
in the region, which was continued in 1961 with the Green
Revolution. The developers chose to provide bank loans
for the ejidatarios so that they could plant, raise cattle and
other domesticated species; it was through these loans
that required the planting of certain crops under certain
technology, and marketing control, a situation that persists
to this day, this is consistent with the foregoing by Del
Valle and Solleiro (1996) in their work on agribusiness
in Mexico.
Using the first loans, the farmers realized the conditioning
to certain crops and certain ‘technological packages’,
including new plant varieties and chemical fertilizers,
unknown to them and forced them to modify plants
and abandon traditional methods. The first thing
that changed was the poly-crop to mono-crop, the
disappearance of plants and varieties that had been kept
for generations. These changes were more intense in the
irrigation area, which introduced hybrid seed corn and
other crops such as sorghum fully mechanized and wheat,
applying all the elements of the technological package,
including water.
With the implementation of the green revolution in the
region, changes in farming systems were definitive, and
stopped using the yoke; losing seeds of white maize,
yellow, blue, red, sweet toast and to make ‘ponteduro’ and
pinole, the planting method of ‘foot capping’; the sheaves
of corn stover up to six meters high disappeared, in which
was stored for use as pasture forage for the oxen and were
also part of the rural landscape. Livestock grazing in the
Arturo Franco Gaona et al.
1314 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Con el ejercicio de los primeros créditos, los campesinos
se percataron del condicionamiento a ciertos cultivos y
cierto “paquete tecnológico”, en donde se incluían nuevas
variedades de plantas y fertilizantes químicos, desconocidos
por ellos y que los obligaba a modificar métodos y abandonar
plantas tradicionales. Lo primero que cambió fue el
policultivo, hacia monocultivo, la desaparición de plantas
y variedades que se habían conservado por generaciones.
Estos cambios fueron más intensos en la zona de riego, donde
se introdujeron semillas híbridas de maíz y otros cultivos
totalmente mecanizados como el sorgo y trigo. En los cuales
se aplicaba todos los elementos del paquete tecnológico,
incluyendo el agua.
Con la aplicación de la revolución verde en la región, los
cambios en los sistemas agrícolas fueron definitivos, así se
dejó de utilizar la yunta de bueyes; se perdieron las semillas
de maíz blanco, amarillo, azul, rojo, de dulce para tostar y
hacer “ponteduro”. Maíz dulce, tostado, garapiñado con
dulce de piloncillo, utilizado como golosina, se repartía
en la época de navidad, en las posadas y pinole; Polvo de
maíz de color, tostado y mezclado con piloncillo. El método
de siembra a “tapa pie”; desaparecieron las gavillas de
rastrojo de maíz, hasta de seis metros de altura, en las que
se almacenaba la pastura para usarse como forraje para la
yunta y que eran parte del paisaje rural. También se perdió
el pastoreo del ganado en las parcelas en donde se daba
un abonado con las heces que incrementaba la fertilidad,
lográndose beneficios, según lo menciona Mazoyer y
Laurence (2006).
En la actualidad se siembran de 80 a 100 plantas de maíz por
hectárea; no se utilizan los residuos de la cosecha anterior,
se confina al ganado en espacios alejados de los campos de
cultivo, se utilizan insumos químicos y el tractor. “se gana
mucho”, mencionan; sin embargo, “también se gasta más”,
lo que implica contar con recursos financieros para realizar
el siguiente ciclo, debido a que la semilla de la cosecha
anterior por ser híbrida, ya no funciona, “no da” se sabe
colectivamente, por ello se debe comprar a comerciantes, que
imponen precios y uso de productos químicos y biológicos.
Del Valle et al. (1996) afirman que las agroindustrias
demandantes de materias primas tienen injerencia en las
decisiones de qué y cómo producir en el campo, con ello se
privilegia un paquete tecnológico.
En la actualidad las técnicas de cultivo y la tecnología
utilizada han cambiado en la región del valle MoreliaQueréndaro, ajustándose al nuevo paradigma promovido.
fields was also lost, which used the manure to increase
fertility, achieving benefits as mentioned Mazoyer and
Laurence (2006).
Now days, from 80 to 100 plants per hectare of maize are
planted; the previous crop’s residues are not used; the
livestock is confined in small spaces away from the fields;
chemical inputs are used and the tractor as well, ‘much has
been gained’, they mentioned; however ‘we spend more too’,
which implies an adequate financial resources for the next
cycle, because the seed of the previous crop to be hybrid,
no longer works, ‘doesn’t work’ known collectively, so the
traders should buy, which set prices and use of chemical and
biological products. Del Valle et al. (1996) stated that, the
agro-industries have a say in the decisions about what and
how to produce on the field, privileging with a technology
package.
Currently, cultivation techniques and the technology have
changed in the valley region of Morelia-Queréndaro,
adjusting to the new paradigm promoted. Agricultural
schedules were changed and no longer have direct links to
the community celebrations; the producers are betting on
irrigated crops planted twice a year and leave the rainfed-land
abandoned. Also, beans are no longer cultivated, as a result
of the use of herbicides for weeds in maize; this would have
lost the product that was sent to market and thus contributed
in cash, before the maize was harvested.
Currently, across the fields it is clear that agricultural
production is focused on the production of fodder for cattle
and pigs for meat production and milk for the local market.
We found that 67.2% of alfalfa covers the surface, followed
by oats and maize (Table 2), a situation often changes from
one cycle to another, especially in the case of oats, maize
and wheat.
Cooperative use of tractors
The arrival of tractors in the region occurred in 1946,
along with the program against FMD, small and its cost
was equivalent to 10 oxen, recently used remittances to
buy tractors individually or in partnership, which used to
cultivate their own lands and maquila on the grounds of
those who do not have this source.
The number of tractors in the region attracts attention by
virtue of which each municipality or community has high
levels, when considering the number of horsepower (HP)
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
Se modificaron los calendarios agrícolas y dejaron de tener
un vínculo directo con las fiestas patronales comunitarias,
los productores le apuestan a los cultivos de riego, en donde
siembran dos veces al año y dejan abandonados los terrenos
de temporal. Así también, el frijol ya no se cultiva, como
una consecuencia del uso de herbicidas para malezas en el
maíz, con ello se ha perdido el producto que se mandaba al
mercado y por ello aportaba dinero en efectivo, antes de la
cosecha del maíz.
Actualmente, a lo largo y ancho de los campos de cultivo
es evidente que la producción agrícola está enfocada a
la producción de forrajes para ganado bovino y porcino;
para la producción de carne y leche para el mercado local.
Se encontró que la alfalfa cubre 67.2 % de la superficie,
seguido por la avena y el maíz; (Cuadro 2) situación que
suele cambiar de un ciclo a otro, sobre todo en el caso de la
avena, el maíz y el trigo.
1315
and compared with the available working area, it was found
that, the existing tractor power is well above the available
land, this way there are 27 545 HP for 9 531.7 ha in Alvaro
Obregon and 15 860 HP for 13 885.3 ha in Tarímbaro. For
the case study communities the situation is quite similar,
this implies an underutilization of tractors (Tables 3 and 4),
a situation which may be explained by the social status and
recognition in the communities to the holders of a tractor.
The duty cycle of a tractor begins in November, with
the land preparation, planting continues and sometimes
cropping practices, and in July, therefore, a tractor can
handle for 8 months a year if engage in maquila. The best
tractors are in greater demand and therefore deal for a
longer time, requiring skill, knowledge and quality of work
for the driver. Today, the tractor performs various activities
during the planting season, which vary in relation to the
crop (Table 5).
Cuadro 2. Porcentaje de superficie sembrada de los principales cultivos presentes en las comunidades.
Table 2. Percentage of acreage of the major crops in the communities.
Alfalfa
67.2
Avena
11.29
Maíz
10.23
Trigo
9.92
Elaboración propia con datos obtenidos mediante transecto. Cosecha invierno 2009-2010.
Tractorización comunitaria
El arribo de los tractores en la región se dio en 1946, junto con
el programa contra la fiebre aftosa, eran pequeños y costaban
el equivalente a 10 yuntas, recientemente se usan las remesas
para adquirir tractores de manera individual o en sociedad, los
que se utilizan para cultivar sus propias tierras y para maquila
en los terrenos de aquellos que no cuenta con este medio.
La cantidad de tractores en la región llama la atención en
virtud a que cada municipio o comunidad posee cantidades
elevadas, que al considerar el número por caballos de potencia
(HP) y compararlo con la superficie laborable disponible se
encontró que la potencia de tractores existentes es muy por
encima de la tierra disponible, de ésta manera existen 27 545
HP para 9 531.7 ha en Álvaro Obregón y 15 860 HP para 13
885.3 ha de Tarímbaro. Para el caso de las comunidades de
estudio la situación es similar, esto implica una subutilización
de tractores (Cuadros 3 y 4), situación que posiblemente
se explique por el estatus social y reconocimiento en las
comunidades a los poseedores de un tractor.
Garbanzo
1.61
Acolchados
1.61
Sorgo
1.07
Agave
1.07
It should be noted that this work has considered the smallest
tractor (60 HP) mentioned by INEGI for the region; however,
these tend to vary widely in its power.
The price in maquila activity of the tractor is variable,
higher values correspond to fallow, planting with fertilizer,
weeding and threshing of wheat and sorghum, which
ranges between $700.00 and $800.00 per ha and, the
lowest values correspond to activities such as applying
herbicides, fertilizing, watering, among others, with
prices ranging from $250.00 to $400.00. This variation
is due to the time that the tractor is used for each activity,
the force required and the crop. In general use, whether
rented or own implies a high cost which increases the
production costs.
Irrigation
An important factor that allows the introduction of
innovations in agriculture in the region was the irrigation
water; this is an enhancer element of the use of other
Arturo Franco Gaona et al.
1316 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 3. Superficie de tierra arable, tamaño, cantidad y potencia de tractores por municipio.
Table 3. Arable land area, size, power and number of tractors per locality.
Concepto
Álvaro Obregón
Tarímbaro
16 264
21
9 531.7
25 865
29
13 885.3
Total de ha del municipio
Núm. de núcleos agrarios
Total de ha (uso común más parcelado)
Tamaño, cantidad y potencia de tractores disponible por municipio.
Capacidad (HP)
Cantidad tractores A. Hp disponibles Cantidad tractores Hp disponibles para
Obregón
para arar
Tarímbaro
arar
62
3 720
21
1 260
Hasta 60
60-85
118
8 555
72
5 220
85-145
Más de 145
Totales
100
26
306
11 500
3 770
27 545
45
29
167
5 175
4 205
15 860
Fuente: elaboración propia, con datos del INEGI (s. d.). Censo agropecuario 2007. Censo ejidal 2007. Tabulados estatales. http://www.inegi.org.mx/sistemas/
TabuladosBasicos/Default.aspx?c=15687&s=est.
Cuadro 4. Numero de tractores y hectáreas por comunidad.
Table 4. Number of tractors and acres per community.
Comunidad
Núm. de tractores
Núm. de hectáreas
Capacidad de trabajo en hectáreas
Las Trojes
16
960 Ha**
La Presa
10
Riego: 260
Temporal: 350
Riego 270
Téjaro*
7
Riego 144
420 Ha
Total
33
1024
1980 Ha
600 Ha
Fuente: Elaboración propia, con base a la información obtenida de informantes clave. *Debido al tamaño de la comunidad y a la cantidad de ejidatarios, se tomó una
muestra, correspondiente a los ejidatarios con terrenos ubicados en el vaso de la Laguna de Cuitzeo. **Para obtener la capacidad de trabajo se multiplicó el número de
tractores por 60 Hp, que corresponde al tractor más pequeño.
El ciclo de trabajo de un tractor inicia en el mes de noviembre,
con la preparación de la tierra, continua con siembra y en
ocasiones se hacen labores de cultivo, ya en el mes de julio,
por ello, un tractor puede ocuparse durante 8 meses al año
si se dedican a la maquila. Los mejores tractoristas tienen
mayor demanda y por ello se ocupan durante mayor tiempo,
se requiere habilidad, conocimiento y calidad de trabajo del
tractorista. En la actualidad, con el tractor se realizan diversas
actividades durante el ciclo agrícola, que varían en relación
con el cultivo (Cuadro 5).
Es de mencionar que en este trabajo se consideró el tractor
más pequeño (60 Hp) que menciona INEGI para la región, sin
embargo éstos tienden a variar ampliamente en su potencia.
factors typical of modern agricultural technology. The
water is obtained at Cointzio Dam and reaches across
the Río Grande de Morelia, which crosses
agricultural land and communities. There are also deep
wells, with up to eight inches, which can irrigate about
60 ha.
The method of irrigation is by gravity, via the open
air channels and uncoated, water is used for alfalfa,
wheat, maize and sorghum. Drip irrigation is rarely
used, presented in vegetables for which they get their
water from wells and smallholders with a capacity of
six inches, which also used padded, thereby achieving
greater efficiency in water-use.
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
1317
Cuadro 5. Principales actividades que realiza el tractor, por cultivo en la región.
Table 5. Main activities of the tractor per crop in the region.
Maíz
Barbecha
Rastra
Surcado
Siembra, aplicación de
abono y herbicidas.
Cosecha
Riego
Empacado del rastrojo y
transporte.
En ocasiones suele
participar en el riego,
pero no es algo frecuente.
Alfalfa
Barbecho
Rastra
Formación de melgas
Siembra, aplicación de
abono y de herbicidas.
Corte
Riego
Empacado del rastrojo
y transporte.
Se riega varias veces
durante el año y se
fertiliza de dos a tres
veces.
Trigo
Barbecho
Rastra
Formación de melgas
Siembra, aplicación de abono y de
herbicidas.
Cosecha
---------------------Empacado de rastrojo y transporte.
Las actividades son las mismas que
la alfalfa, pero no se “chapona”, sólo
se aplica herbicida, para el control del
Zacate
Avena
Barbecha
Rastra
Formación de melgas
Siembra, aplicación de
abono y de herbicidas.
Cosecha
---------------------Empacado de rastrojo y
transporte.
Las actividades son las
mismas que en el trigo,
no se “chapona”.
Fuente: elaboración propia, con base en entrevistas realizadas a informantes clave.
El precio en la maquila del tractor por actividad es variable,
los valores más altos corresponden al barbecho, siembra con
fertilizante, escarda y trilla del trigo y sorgo, que oscila entre $
700.00 y $ 800.00 por ha y los valores más bajos corresponden
a actividades como aplicar herbicidas, abonar, regar entre otros;
con precios que van desde los $ 250.00 hasta los $ 400.00.
Ésta variación se debe al tiempo que se utiliza el tractor por
actividad, a la fuerza que se requiere y al tipo de cultivo. En
general su utilización, ya sea rentado o propio implica un gasto
elevado que incrementa costos de producción de los cultivos.
Riego
Un factor importante que permite la introducción de
innovaciones en la agricultura regional, fue el agua para
riego, esta constituye un elemento potenciador del uso de
otros factores típicos de agricultura tecnificada. El agua
se obtiene de la Presa de Cointzio y llega a través del Río
Grande de Morelia, el cual cruza los terrenos agrícolas de
las comunidades y desemboca en la Laguna de Cuitzeo.
También existen pozos profundos, con capacidad de hasta
ocho pulgadas, que pueden regar alrededor de 60 ha.
El método de riego es por gravedad, vía canales al aire libre y
sin revestimiento, el agua se utiliza para el cultivo de alfalfa,
trigo, maíz y sorgo. El riego por goteo es poco utilizado, se
presenta en hortalizas para lo cual se obtiene el agua de pozos
de pequeños propietarios con y capacidad de seis pulgadas,
en donde además se usan acolchados, con lo que se lograr
mayor eficiencia en el uso del agua.
The cost of water depends on the crop, for example, if maize
is planted; pays for the cleaning of canals and irrigation
rights. In contrast to alfalfa, to pay a fee for culture change,
cleaning of canals, irrigation needs is required, which are
priced higher than those of maize, due to the increased
amount of water used.
The region promotes conservation tillage, which
involves the use of the machinery of ‘zero tillage’,
this brings new equipment needs and cost reduction in
payment of maquila; however, significantly increases
the payment for chemicals. It is important to find the
differences in costs of these two technologies and
summarize in the ecological and health damage that their
use implies.
With regard to livestock, for over 40 years has been
promoted through bank loans, whose aim was to
articulate the agricultural production for cattle, pigs and
minor species, promoted by creating ejido or private
organizations. When the organization was successful,
it preserved beef and veal production, decreasing the
smaller species and pigs. This articulation allowed
to increase the producer's income, to add value to the
production of grain and forage in the diet of the animals
that raises and sells.
In this regard Sánchez et al. (2008) commented that, the
producers of cows had had positive animals and seek
to maintain a balance between the number of cows in
Arturo Franco Gaona et al.
1318 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
El costo del agua depende del cultivo, por ejemplo, si se siembra
maíz, se paga por la limpieza de los canales y los derechos del
riego. En cambio para la siembra de alfalfa, se requiere pagar
un derecho por el cambio de cultivo; la limpieza de canales, los
riegos necesario, los cuales tienen un precio más elevado que
los del maíz, debido a la mayor cantidad de agua que utiliza.
En la región se promueve labranza de conservación, lo que
implica la utilización de la maquinaria de “cero labranza”,
esto trae nuevas necesidades de maquinaria y disminución
de gastos en pago de maquila, sin embargo, se incrementa
de manera importante el pago por productos químicos. Es
importante encontrar las diferencias en costos de estas dos
tecnologías y recapitular en los daños ecológicos y a la salud
que su uso implica.
Con relación a la ganadería, fue promovida hace más de
40 años mediante créditos bancarios, cuyo fin era articular
la producción agrícola con al ganado vacuno, porcino y
especies menores, promovidos mediante la creación de
organizaciones ejidales o entre particulares. Cuando la
organización fue exitosa se conservó la producción de ganado
vacuno, decreciendo las especies menores y los cerdos. Ésta
articulación permitió incrementar los ingresos del productor,
al darle un valor agregado a la producción de granos y forrajes
en la dieta de los animales que cría y comercializa.
Al respecto Sánchez et al. (2008) comentan que los productores
de Téjaro y Cotzio buscan mantener un balance entre el
número de vacas en producción y el recurso forrajero agrícola
disponible, con lo cual se hacen menos vulnerable a las
fluctuaciones en el precio de los alimentos concentrados. No
obstante los precios de los productos alimenticios balanceados,
impuestos por el mercado continúan siendo una limitante.
Conclusiones
La agricultura regional sufrió grandes trasformaciones,
dentro de las cuales destacan el cambio de especies y
variedades, aquí el maíz criollo de autoconsumo fue
sustituido por trigo, sorgo, alfalfa, para la venta; la
sustitución de las yunta de bueyes, cambiado por el tronco
de mulas, tiro de caballos y tractor; los abonos orgánicos
se sustituyen por fertilizantes químicos, además se agregan
los pesticidas y herbicidas. Esto trajo como consecuencia
production and agricultural forage resource available,
which are less vulnerable to fluctuations in the price of
feeds. However, prices balanced foodstuffs, imposed by
the market continue to be quite limiting.
Conclusions
Regional agriculture suffered great transformations, among
which include the change of species and varieties, landraces
subsistence was replaced by wheat, sorghum, alfalfa, for
sale, the replacement of oxen, changed by the trunk mule,
horse carts and tractor organic fertilizers are replaced by
chemical fertilizers also added pesticides and herbicides.
This resulted in the erosion of rural culture, the loss of
food self-sufficiency and the establishment of mercantilist
agriculture.
The technological change in agriculture in the twentieth
century in the region Morelia-Queréndaro was
promoted through public policies and programs
implemented in the Mexican countryside, the consequences
have led to the loss of control of the production process
by the farmers and the promotion of agriculture for
market, where the least beneficiaries are the recipients
of programs.
The health measure used by the Mexican government
for controlling FMD in the region, led to an imbalance
in the economy of the farmers, by depriving them of the
means of traditional traction and presented the tip of
the spear of the introduction of technological change,
saving labor, leading to migration while establishing
the foundation for mechanized agriculture in general
production of goods.
The region underwent a process of productive restructuring
where it goes from traditional crops to the production
of fodder and industrial raw materials, this change is
characterized by the use of the best productive resources
such as land, flat, deep and water irrigation, while the land
is marginalize without these features.
End of the English version
Cambio tecnológico y tecnología comunitaria en El Valle Morelia-Queréndaro, Michoacán, México
la erosión de la cultura campesina, la pérdida de la
autosuficiencia alimentaria y el establecimiento de una
agricultura mercantilista.
Los cambios tecnológicos en la agricultura del siglo XX
de la Región Morelia-Queréndaro fueron promovidos
mediante políticas públicas y programas aplicados al campo
mexicano, cuyas consecuencias han llevado a la pérdida
de control del proceso productivo por los campesinos y el
impulso a una agricultura para el mercado, en donde los
menos beneficiados son los destinatarios de los programas.
La medida sanitaria usada por el gobierno mexicano
para el control de la fiebre aftosa en la región, originó un
desajuste en la economía de los campesinos, al privarlos
del medio de tracción tradicional, y fue la punta de la lanza
de la introducción de cambios tecnológicos ahorradores de
mano de obra, que desemboca en migración a la vez que se
establecen las bases para la mecanización y en general una
agricultura productora de mercancías.
La región sufrió un proceso de reconversión productiva en
donde se pasa de cultivos tradicionales a una producción
de forrajes y materias primas industriales, este cambio se
distingue por el uso de los mejores recursos productivos,
como son los terrenos, planos, profundos y con agua de riego,
a la vez se marginan los terrenos sin estas características.
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Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego
sub-superficial y diferentes niveles de fósforo*
Alfalfa production (Medicago Sativa L.) under sub-surface
irrigation and different levels of phosphorus
José Alfredo Montemayor Trejo1§, José Luis Woo Reza2, Juan Munguía López3, Abel Román López4, Miguel Ángel Segura
Castruita1, Pablo Yescas Coronado1 y Ernesto Frías Ramírez1
Instituto Tecnológico de Torreón. Carretera Torreón-San Pedro, km 7.5. Torreón, Coahuila, México. Tel. 01 871 7507198. ([email protected]), ([email protected]
com), ([email protected]). 2Facultad de Agronomía Universidad Autónoma de San Luis Potosí, km 14.5. Carretera San Luis Potosí-Matheuala Ejido Palma
de la Cruz, Soledad de Graciano Sánchez. C. P. 78321. San Luis Potosí, SLP. México. Tel. 01 444 8524056. ([email protected]). 3Centro de Investigación
en Química Aplicada. Blvd. Enrique Reyna 140 Saltillo, Coahuila, México. Tel. 01 844 4389858. ([email protected]). 4CENID-RASPA INIFAP, km 6.5 margen
derecha Canal Sacramento Gómez Palacio, Durango. México. Tel. 01 871 1590104 ([email protected]), ([email protected]). §Autor para
correspndencia:[email protected]
1
Resumen
Abstract
La sobre explotación de las aguas subterráneas en la
Comarca Lagunera de Coahuila y Durango, México, hace
indispensable la incorporación de técnicas de ferti-irrigación
para mejorar la eficiencia en el agua. El objetivo de esta
investigación fue evaluar la producción de materia seca (MS)
y la eficiencia y consumo del agua en el cultivo de alfalfa con
cuatro dosis de fósforo (P) inyectados a través del sistema de
riego sub superficial. La investigación se realizó durante los
años 2007 y 2008 en la empresa Vermiorganic, S. P. R. de R.
L., del municipio de Torreón, Coahuila. El sistema de riego
incluyó cintas de goteo separadas a 1.5 m e instaladas a 15
cm de profundidad. Se sembró la variedad Excelente HQ
Plus a una densidad de 40 kg ha-1. Los tratamientos evaluados
fueron cuatro dosis de inyección de fósforo aplicados después
de cada corte: 0, 4, 8 y 12 kg P ha-1. Se utilizó un diseño en
bloques completos al azar con cuatro repeticiones y la parcela
experimental consistió de una superficie de 120 m2. Se
realizaron seis cortes para evaluar el rendimiento de materia
seca, lámina de riego aplicada, lámina evaporada de un tanque
tipo “A” y la eficiencia en el uso del agua. La aplicación de 12
kg de P ha-1 incrementó 26% la producción de materia seca
The over-exploitation of the groundwater in the Laguna
region of Coahuila and Durango, Mexico makes it essential
to incorporate techniques of ferti-irrigation to improve water
efficiency. The objective of this research was to evaluate the
production of dry matter (DM) and, the water efficiency and
water consumption in alfalfa, with four doses of phosphorus
(P) injected through the sub-surface irrigation system.
The research was conducted during 2007 and 2008 in the
company Vermiorganic, S. P. R de R. L, municipality of
Torreón, Coahuila. The irrigation system included separated
drip tapes at 1.5 m installed at 15 cm depth. The variety
Excelente HQ Plus was planted at a density of 40 kg ha-1.
The evaluated treatments were four levels of phosphorus
injections applied after each cut: 0, 4, 8 and 12 kg P ha-1.
A randomized complete block design was used with four
replications and the experimental plot consisted of an area of
120 m2. Six cuts were mate to evaluate the dry matter yield,
the irrigation applied, evaporated water from a tank type
‘A’ and, the efficiency in water-use. The application of 12
kg P ha-1 increased 26% of dry matter production compared
with the control without application. The highest efficiency
* Recibido: noviembre de 2011
Aceptado: junio de 2012
José Alfredo Montemayor Trejo et al.
1322 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
con respecto al testigo sin aplicación. La mayor eficiencia
en el uso del agua se obtuvo en los cortes realizados a los
271 (2.3 kg MS m-3 de agua) y 312 días después de siembra
(2.63 kg MS m-3 de agua). El consumo promedio de agua fue
de 0.63 cm dia-1 y la evaporación de 0.84 cm dia-1.
Palabras clave: alfalfa, fertilización, riego por goteo.
Introducción
La alfalfa (Medicago sativa L.), es una de las leguminosas
más utilizadas para la alimentación de ganado bovino en las
regiones áridas y semiáridas de México (Mendoza et al.,
2010). El área que se cultiva con alfalfa en México, es de
156 141 hectáreas y se obtiene un rendimiento promedio de
19.8 t ha-1 año-1 de forraje henificado (CONAGUA, 2010).
Durante el ciclo agrícola 2009, se sembró una superficie
de 38 501 ha con alfalfa en la Comarca Lagunera (El Siglo
de Torreón, 2011). Esta región se localiza entre los estados
de Coahuila y Durango y está incluida en el Distrito de
Riego (DDR) 017. En este distrito se acostumbra a irrigar
la alfalfa con agua del subsuelo, mediante la aplicación de
dos metros de lámina de agua en un sistema de riego por
gravedad (CONAGUA, 2010). Este sistema presenta baja
eficiencia en la aplicación del agua (Cruz y Levine, 1998).
Lo anterior, ha provocado la necesidad de incorporar otro
tipo de tecnologías para el manejo y aprovechamiento del
agua, así como para la aplicación de agroquímicos en la
producción de cultivos (Godoy et al., 2003).
El empleo de cintas de riego con emisores sub-superficiales,
ha disminuido el volumen de agua utilizado en la producción
agrícola hasta 40% y se ha incrementado significativamente
el rendimiento de los cultivos (Camp, 1998; Camp et al.,
2000). En el sistema de riego sub-superficial la aplicación del
agua está en función de las necesidades de evapotranspiración
diaria del cultivo y se pueden evitar déficit hídricos en la
planta, debido a la aplicación constante de bajos volúmenes
de agua (Barth, 1995). Se ha establecido que la satisfacción
de la demanda diaria de agua del cultivo induce una mayor
producción de MS, debido a que existe una relación lineal
entre la producción de biomasa y la utilización del agua
(Shafer et al., 1988). El riego sub-superficial (RGS) ha sido
probado con efectividad en la producción de cultivos como
alfalfa (Bui y Osgood, 1995; Colaizzi et al., 2004; Kazumba
et al., 2010). Este sistema de riego se utilizó en la producción
de alfalfa y se obtuvieron rendimientos de 24.3 y 23.1 t ha-1
water-use was obtained in the cuts made at 271 (2.3 kg DM
m-3 of water) and 312 days after planting (2.63 kg DM m-3 of
water). The average water consumption was 0.63 cm day-1
and the evaporation of 0.84 cm day-1.
Key words: alfalfa, drip irrigation, fertilizer.
Introduction
Alfalfa (Medicago sativa L.) is one of the most used legumes
for feeding cattle in arid and semiarid regions of Mexico
(Mendoza et al., 2010). The area cultivated with alfalfa in
Mexico is 156 141 hectares and obtained an average yield
of 19.8 t ha-1 year-1 of forage (CNA, 2010). During the
crop season in 2009, an area of 38 501 ha was planted with
alfalfa in the Laguna District (El Siglo de Torreón, 2011).
This region is located between the States of Coahuila and
Durango and is included in the Irrigation District (DDR) 017.
This district is used to irrigate alfalfa with groundwater by
applying two meters of water in a gravity irrigation system
(CNA, 2010). This system has low efficiency in water
application (Cross and Levine, 1998). This has led to the need
to incorporate other technologies for the management and
use of water, and for pesticide application in crop production
(Godoy et al., 2003).
The use of irrigation tapes with sub-surface issuers has
decreased the volume of water used in agricultural
production up to 40% and significantly increased crop
yields (Camp, 1998; Camp et al., 2000). In the system
of sub-surface irrigation, water application is based on
the needs of daily evapotranspiration and, crop water
deficit can be avoided on the ground, due to the constant
application of low volumes of water (Barth, 1995). It has
been established to the satisfaction of the crop, water
increases production of DM, because there is a linear
relationship between biomass production and water use
(Shafer et al., 1988). The sub-surface irrigation (SDI)
has been proven effective in the production of crops such
as alfalfa (Bui and Osgood, 1995; Colaizzi et al., 2004;
Kazumba et al., 2010). This irrigation system was used in
the production of alfalfa and obtained yields of 24.3 and
23.1 t ha-1 year-1 in two consecutive years (Kazumba et
al., 2010). The alfalfa forage production is related to the
amount of nutrients available for growth of this legume. It
has been shown that alfalfa extracts large amounts of soil
nutrients, that must be replaced to prevent its deficiency
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles de fósforo
año-1 en dos años consecutivos (Kazumba et al., 2010). La
producción de forraje en alfalfa está relacionado con la
cantidad de nutrientes disponibles durante el crecimiento
de esta leguminosa. Se ha demostrado que la alfalfa extrae
grandes cantidades de nutrientes del suelo, mismos que
deben reponerse para evitar que su deficiencia restrinja el
potencial de crecimiento de las plantas entre los cortes de
forraje (Schulze y Drevon, 2005; Abu-Qamar et al., 2006).
El fósforo (P) es uno de los nutrientes que inf luyen de
manera importante en el crecimiento de la alfalfa, debido a su
requerimeinto en diferentes funciones bioquímicas de la planta
y su deficiencia reduce la cantidad y calidad del forraje (Picone
et al., 2003; Mikkelsen, 2004). La alfalfa muestra respuesta
significativa al incremento en las dosis de aplicación de P
(Berrada y Westfall, 2005). Este nutriente se incorpora al suelo
en una sola aplicación al inicio del ciclo, independientemente
del sistema de riego que se utilice y el número de cortes de
forraje realizados en alfalfa (Karagić et al., 2008).
Existe escases de conocimiento de la respuesta que tiene
la alfalfa al incremento en la aplicación de P en forma
fraccionada, después de cada corte a través de RGS. Se ha
establecido la posibilidad que el rendimiento de forraje
en alfalfa se incremente mediante la aplicación de fósforo
por RGS después de cada corte. El objetivo de este trabajo
fue establecer la relación que existe entre el rendimiento
de forraje de la alfalfa, eficiencia en el uso del agua y la
aplicación de fósforo después de cada corte mediante un
sistema de riego por goteo sub superficial.
Materiales y métodos
La Comarca Lagunera comprende parte de los estados de
Durango y Coahuila, México, se encuentra entre las latitudes
24° 59’ y 26° 53’ latitud norte y longitudes 101° 41’ y 104°
61’ longitud oeste y tiene una altitud media de 1 170 m.
El clima de la región es clasificado como BW (h’) hw (e)
(García, 1988) que corresponde al tipo seco desértico con
un régimen de lluvias en verano y variabilidad extremosa
de la temperatura. La precipitación promedio anual es de
250 mm, concentrada en los meses de junio a septiembre.
Esta precipitación contrasta con el promedio de evaporación
anual de 2 400 mm (García, 1988). El trabajo se realizó
en un suelo franco-arcilloso, en el lote experimental se
colectaron cinco sub-muestras de suelo (dos kilogramos,
aproximadamente) de la capa superficial (0-30 cm).
1323
that restricts the potential for the plant growth between
cuttings (Schulze and Drevon, 2005; Abu-Qamar et al.,
2006).
Phosphorus (P) is one of the nutrients that have a major
inf luence on the growth of alfalfa because of its need
in different biochemical functions of the plant and, its
deficiency reduces the amount and quality of forage (Picone
et al., 2003; Mikkelsen, 2004). Alfalfa shows significant
response to increased application rates of P (Berrada and
Westfall, 2005). This nutrient is added to the soil in a single
application at the beginning of the cycle, regardless of the
irrigation system used and the number of cuts made in alfalfa
forage (Karagić et al., 2008).
There is scarcity of knowledge on the response that has
alfalfa when increasing P, application in installments after
each cut through RGS. It has been established the possibility
that, the forage yield in alfalfa is increased by applying
phosphorus after each cut. The aim of this study was to
establish the relationship between forage yield of alfalfa,
efficient water use and application of phosphorus after each
cut by a system of sub-surface drip irrigation.
Materials and methods
The Laguna region comprises the States of Durango and
Coahuila, Mexico, located between latitudes 24° 59' and
26° 53' north and longitude 101° 41' and 104° 61' west
longitude and has an average elevation of 1 170 m. The
climate of the region is classified as BW(h') hw (e) (García,
1988) corresponding to the type with a dry desert in
summer rainfall and variability of extremes of
temperature. The average annual rainfall is 250
mm, concentrated in the months June to September.
This precipitation contrasts with the average annual
evaporation of 2 400 mm (García, 1988). The work was
performed in a clay loam soil in the experimental plot were
five sub-samples of soil collected (two pounds or so) of
the surface layer (0-30 cm).
These samples were dried at room temperature in the shade,
subsequently mixed to obtain a composite sample. Units of
this sample were selected randomly, while the rest of the
soil was crushed and sieved in a 2 mm sieve for physical
and chemical analyzes in the laboratory (Table 1). Field
capacity (CC), permanent wilting point (PMP) and bulk
José Alfredo Montemayor Trejo et al.
1324 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Estas muestras se secaron a temperatura ambiente y a la
sombra, posteriormente se mezclaron para obtener una muestra
compuesta. Agregados de esta muestra fueron seleccionados
aleatoriamente, mientras que el resto del suelo se molió y
tamizó en una malla de 2 mm para su análisis físicos y químicos
en laboratorio (Cuadro 1). La capacidad de campo (CC), punto
de marchitamiento permanente (PMP) y la densidad aparente
(Da) fueron determinados por el método de la olla de presión
y parafina respectivamente; aparte se determinó el fósforo
disponible para utilizarlo al momento de proponer las dosis
de aplicación. El sistema de riego se instaló en una superficie
de 0.75 ha. Este sistema constó de cinta de riego con espesor
calibre 15 mil (0.375mm), separaciones entre ellas de 1.5 m a
una profundidad de 15 cm con goteros espaciados a 30 cm y
un gasto de 2.5 litros por hora por metro lineal (Lh-1- m).
density (Da) were determined by the method of the pressure
cooker and paraffin respectively, besides the available
phosphorus was determined to use when proposing the
dose application. The irrigation system was installed in
an area of 0.75 ha. This system consisted of irrigation tape
with a thickness gauge of 15 mil (0.375 mm), separations
between them of 1.5 m at a depth of 15 cm with emitters
spaced 30 cm and a consumption of 2.5 liters per hour per
linear meter (Lh-1-m).
In the main pipe a volumetric meter was installed and a
venturi fertilizer injector. The variety used in the planting
was Excelente HQ Plus, with a density of 40 kg ha-1 of
pelleted seed. Subsequently, gravity irrigation was applied
to achieve germination. The treatments were determined in
Cuadro 1. Características de humedad a capacidad de campo, punto de marchitez permanente, densidad aparente y niveles
iniciales de nitrógeno, fosforo y potasio del suelo en el lote experimental.
Table 1. Characteristics of moisture at field capacity, wilting point, bulk density and initial levels of nitrogen, phosphorus
and potassium from the soil in the test group.
C.C (cm3 cm-3)
0.28
P.M.P(cm3 cm-3)
0.17
Da (gr cm-3)
1.4
En la tubería principal se instaló un medidor volumétrico
y un inyector de fertilizante tipo venturi. La variedad que
se utilizó en la siembra fue la Excelente HQ Plus, con una
densidad de siembra de 40 kg ha-1.de semilla peletizada.
Posteriormente, un riego por gravedad se aplicó para lograr
la germinación de las semillas de alfalfa. Los tratamientos
evaluados fueron determinados en un arreglo factorial A x B,
donde el factor A consistió de la dosis de fósforo con cuatro
niveles (0, 4, 8 y 12 kg ha-1); agregada al suelo en el agua de
riego después de cada corte.
El factor B fue la fecha de corte, integrada por seis cortes (los
cuatro primeros se realizaron cada cuatro semanas y los dos
últimos cada seis semanas). Las unidades experimentales
fueron de seis metros de ancho por veinte metros de longitud,
distribuidas en un diseño de bloques al azar. Las variables
a evaluar dentro de cada unidad fueron la lámina de riego
aplicada con el RGS y el rendimiento de materia seca por corte
y anual. Las láminas y tiempos de riego para el sistema de RGS
se obtuvo con la ecuación de (Boswell, 1990) modificada
al sistema métrico decimal por (Montemayor et al., 2010)
esta se expresa como: Tr= [(S * Et)/ (Q * Ea)] donde: Tr=
tiempo de riego en h; S= separación de cintas en m; Et=
evapotranspiración del cultivo en m dia-1; Q= gasto de la
cinta por metro lineal en m3 h-1 y Ea= eficiencia de aplicación.
N-NO3(mg kg-1)
63.9
P (mg kg-1)
14.3
K (mg kg-1)
1045
a factorial arrangement A x B, where the factor A consisted
of four doses of phosphorus levels (0, 4, 8 and 12 kg ha- 1),
added to the soil in irrigation water after each cut.
The factor B was the cutoff date, consisting of six cuts (the
first four were done every four weeks and the last two every
six weeks). The experimental units were six feet wide by
twenty feet long, distributed in a randomized block design.
The variables assessed within each unit were the irrigation
applied to the RGS and the dry matter yield and annual cut.
The slides and run times for the RGS system was obtained
with equation of Boswell (1990), modified by the metric
system by Montemayor et al. (2010) expressed as: Tr=
[(S * Et)/ (Q * Ea)] where: Tr= irrigation time in hours, S =
separation of ribbons in meters, Et= crop evapotranspiration
in m day-1, Q= flow of the tape per meter in m3 h-1 and Ea=
application efficiency.
The crop evapotranspiration was estimated with the
evaporation of a tank type ‘A’ multiplied by a coefficient
of 0.75 (Doorenbos and Pruitt, 1974; Smajstrla Locascio,
1995). Harvesting was done manually, started on April 18th,
2008. Within each experimental unit was collected in a
random sample of forage of one square meter, the weight of
forage dry matter was made. In order to obtain the percent dry
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles de fósforo
La evapotranspiración del cultivo fue estimada con la
evaporación de un tanque tipo “A” multiplicada por un
coeficiente de 0.75 (Doorenbos y Pruitt, 1974; Locascio y
Smajstrla, 1995). La cosecha se realizó en forma manual
y se inició el 18 de abril de 2008. Dentro de cada unidad
experimental se colectó en forma aleatoria una muestra de
forraje de un metro cuadrado, el peso de forraje verde fue
convertido a materia seca. Para obtener el porcentaje de
materia seca en cada corte, se tomó una muestra en verde y
se secó en estufa de aire forzado marca Binder modelo BD
a 60 °C, por un periodo de 72 h.
El análisis de varianza fue realizado para cada corte, así como
para la producción total de biomasa de los seis cortes. El peso
seco por corte, se acumuló con respecto a los días transcurridos
entre cada corte, posteriormente se utilizó el método de
regresión lineal simple y se correlacionaron los días después
de siembra (DDS) versus materia seca acumulada. El modelo
se expresa como: Yij= β1Xi + β0 + eij donde Yj= materia seca kg
ha-1; Xi = días después de siembra; β1 = pendiente de la recta
(kg día-1); β0= intercepto en el origen (kg) y eij= errores del
modelo con media cero y varianza uno. Para diferenciar los
modelos estadísticamente se compararon los parámetros β1
pendiente de la recta o producción diaria mediante una prueba
de Student “t” (p= 0.05).
El mismo método fue utilizado para estimar el consumo
promedio diario de agua por el cultivo y la evaporación
promedio diaria, al correlacionar los días después de siembra
versus lámina de agua aplicada y lámina evaporada. Por
último, la eficiencia del uso del agua fue calculada para cada
uno de los tratamientos, para ello se utilizaron los resultados
de materia seca y el volumen total de agua aplicado.
1325
matter in each cut, a sample was taken in green and dried in a
forced air oven to mark Binder BD 60 °C for a period of 72 h.
The analysis of variance was performed for each cut, and
for total biomass production of the six cuts. The dry weight
per cutting, accumulated over the days between each cut,
then used the simple linear regression method and correlated
the days after planting (DAP) versus cumulative dry matter.
The model is expressed as: Yij= β1 Xi + β0 + eij where Yj=
kg dry matter ha-1, Xi= days after planting, β1= slope of the
line (kg day-1), β0= intercept at the origin (kg) and eij= error
of the model with zero mean and unit variance. In order to
differentiate the models statistically the parameters β1 slope
of the line or daily production by a Student test ‘t’ (p= 0.05)
were compared.
The same method was used to estimate the average daily
consumption of water by the crop and the average daily
evaporation, by correlating versus days after planting
depth of applied water and evaporated. Finally, the water
use efficiency was calculated for each of the treatments
used for these results of dry matter and the total volume of
water applied.
Results and discussion
Forage dry matter yield
Rendimiento de materia seca de forraje
The Table 2 shows the dry matter yields for the six cuts
made in the first cut at 144 DDS, yields did not differ
among treatments, which indicates that the experiment
is homogeneous in terms of material production and
consequently the initial conditions of soil fertility since the
application of fertilizers began in the 130 DDS, fourteen days
before the first cut. However, the highest yield of 3 854 kg
DM ha-1 was in the treatment of 8 kg P ha-1 and the lowest
yields were obtained in the experimental units applied 4 and
0 kg ha-1 of P, with a value of 3 643 kg ha-1.
En el Cuadro 2, se muestran los rendimientos de materia
seca para los seis cortes realizados, en el primer corte a los
144 DDS los rendimientos no difirieron estadísticamente
entre tratamientos, lo cual nos indica que el experimento es
homogéneo en cuanto a la producción de materia seca y por
consiguiente a las condiciones iniciales de la fertilidad del
suelo, dado que la aplicación de fertilizantes se inició a los
130 DDS, catorce días antes del primer corte. Sin embargo,
el mayor rendimiento de 3 854 kg de MS por ha-1 fue en el
The second cut made to the 174 DDS, statistical different
between treatments. The matter was higher in the treatment
of 8 kg ha-1 in treatments of 12 and 4 kg P ha-1 yields were
3 384 and 3 102 kg ha-1, respectively, although there was
no statistical difference found on these three treatments.
In terms of treatment zero phosphorus application, its
production was statistically lower compared to the other
treatments. The third cut was made at 206 DDS, and
differences were found.
Resultados y discusión
José Alfredo Montemayor Trejo et al.
1326 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
tratamiento de 8 kg P ha-1 y los menores rendimientos, se
obtuvieron en las unidades experimentales donde se aplico
4 y 0 kg ha-1 de P; con un valor de 3 643 kg ha-1.
The yield was found on the treatment with 12 kg ha-1 of P.
However, this did not differ with respect to the treatment with
8 and 4 kg ha-1 of P, but if it was with respect to the treatment
Cuadro 2. Comparación de medias de producción de materia seca de forraje (kg ha-1) en función de los niveles de fosforo
para seis cortes de alfalfa.
Table 2. Comparison of average production of forage dry matter (kg ha-1) based on phosphorus levels for six cuts.
Tratamiento
T1(12 kg P)
T2 (8 kg P)
T3 (4 kg P)
T4 (0 kg P)
cv
√cme
Corte1
3760a
3854a
3643a
3643a
12.74
474.4
Corte2
3572a
3384a
3102a
2303b
7.47
230.7
Corte3
4371a
3760ab
3666ab
3149b
12.4
457.2
Corte4
3948a
3713a
3384ab
2867b
8.52
296.4
Corte5
3507a
2915b
2704b
2028c
9.08
245.5
Corte6
3800a
3419ab
3116bc
2855c
7.73
255
Cortes µ
3826ª
3507b
3269b
2807c
11.4
381.9
abc valores con la misma letra son estadísticamente iguales; Prueba de Tukey (p= 0.05); µ= valor medio.
El segundo corte realizado a los 174 DDS, se encontró
diferencia estadística entre los tratamientos. La materia seca
fue mayor en el tratamiento de 8 kg ha-1, en los tratamientos
de 12 y 4 kg ha-1 de P los rendimientos fueron de 3 384 y
3 102 kg ha-1 respectivamente, aunque no hubo diferencia
estadística entere estos tres tratamientos. Con respecto al
tratamiento de cero aplicación de fosforo, su producción
fue estadísticamente menor con respecto al resto de los
tratamientos. El tercer corte fue realizado a los 206 DDS, y
se encontraron diferencias entre los tratamientos.
El rendimiento mayor fue encontrado en el tratamiento
de 12 kg ha-1 de P. Sin embargo, éste no fue diferente con
respecto a los tratamientos de 8 y 4 kg ha-1 de P, pero si lo fue
con respecto al tratamiento de cero aplicación de P. El corte
cuatro fue a los 236 días después de siembra, los rendimientos
mayores fueron en los tratamientos de 12 y 8 kg de P ha-1 y los
menores rendimientos en los tratamientos de 4 y 0 kg de P ha-1,
éstos fueron estadísticamente iguales. En el quinto corte, los
tratamientos de 8 y 4 kg de P, fueron estadísticamente iguales,
e inferiores a la aplicación de 12 kg de P, y se observo una
mayor tendencia de incremento en la producción de materia
seca en respuesta a la fertilización fosfatada.
Así, el tratamiento de 12 kg de P produjo 48% más con
respecto al testigo. Berg et al. (2003), evaluó durante un
periodo de cinco años aplicaciones de 0 a 150 lb de P2O5 y
encontró diferencias hasta de 4 050 kg ha-1 de materia seca.
En el sexto corte la producción de MS mostro una tendencia
lineal similar al quinto corte, pero con rendimientos mayores
para cada tratamiento. Así, el tratamiento de 12 kg de P ha-1
of zero P application, the fourth was cut at 236 days after
planting, the yields were higher in the treatments of 12
and 8 kg P ha-1 and, the lower yields in the treatments 4
and 0 kg P ha-1, were statistically equal. In the fifth cut,
the treatments 8 and 4 kg P were statistically equal, and
below the application of 12 kg P, and observed a greater
tendency of increase in dry matter production in response
to P fertilization.
Thus, the treatment of 12 kg of P had 48% more compared
with the control´s. Berg et al. (2003) evaluated over a
period of five applications from 0 to 150 lb P2O5 and found
differences of up to 4 050 kg ha-1 of dry matter. In the sixth
cut, DM production showed a linear trend similar to the
fifth cut, but with higher yields for each treatment. Thus, the
treatment of 12 kg P ha-1 produced 25% more with respect
to the zero P application; with respect to the average of the
six cuts in the treatment of 12 kg P ha-1 an average yield of
3 826 kg ha-1 was obtained. Morales et al. (2006) evaluated
14 varieties of alfalfa in twelve cuts and reported an average
yield of 4.16 t ha-1 per cut.
The production increased 36% when applying 12 kg P
ha-1 after each cut with respect to the zero P application.
Berardo et al. (2007) reported 24% differences in dry
matter production in the first year and 67% in the second
year of alfalfa production to fertilize with 100 units
of P and compared with respect to the control of zero
application of phosphorus. In the treatments with 8 and
4 kg P ha-1 the increased production was 24 and 16%
respectively.
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles de fósforo
produjo 25% más con respecto a la cero aplicación de P.
Con respecto a la producción media de los seis cortes, en
el tratamiento de 12 kg ha-1 de P se obtuvo un rendimiento
medio de 3 826 kg ha-1. Morales et al. (2006) evaluó 14
variedades de alfalfa en doce cortes y reporta un rendimiento
medio de 4.16 t ha-1 por corte.
La producción se incremento 36% más al aplicar 12 kg ha-1 de
P después de cada corte con respecto a la cero aplicación de P.
Berardo et al. (2007), reporta diferencias 24% en producción
de materia seca en el primer año y 67% en el segundo año de
producción en alfalfa al fertilizar con 100 unidades de P y
compararlas con respecto a un testigo de cero aplicación de
fosforo. En los tratamientos de 8 y 4 kg de P ha-1 el incremento
de la producción fue 24 y 16% respectivamente.
Models of dry matter accumulated in terms of days after
sowing and level of phosphorus applied
The Figure 1 presents the models for each treatment, dry
matter accumulated forage from the first to sixth cut,
these were performed at 144, 174, 206, 236, 271 and 312
days after sowing, the models were found linear, with
coefficients of determination (r2) on the order of 0.98
to 0.99. Díaz y Buschiazzo (2004) found a high linear
relationship between relative dry matter production in
alfalfa and extractable phosphorus levels in four extraction
methods, and mentioned that the answer to this element
may be limited by the availability of other elements such
as sulfur magnesium and zinc.
25000
La Figura 1, presenta los modelos para cada tratamiento, de la
materia seca de forraje acumulada del primero al sexto corte,
estos fueron realizados a los 144, 174, 206, 236, 271 y 312
días después de siembra, los modelos encontrados fueron de
tipo lineal, con coeficientes de determinación (r2) del orden
de 0.98 a 0.99. Díaz y Buschiazzo (2004) encontraron una
alta relación lineal entre la producción relativa de materia
seca en alfalfa y niveles de fósforo extraíble en cuatro
métodos de extracción, y mencionan que la respuesta a este
elemento puede estar limitada a la disponibilidad de otros
elementos tales como azufre magnesio y zinc.
Las pendientes de los modelos expresan la tasa de producción
de materia seca de forraje (kg ha -1 día-1). Diferencias
estadísticas fueron encontradas entre los tratamientos. Así,
el tratamiento de 12 kg de P ha-1 produjo 116.13 kg ha-1 día-1,
este es mayor con respecto a los tratamientos de 4 y 0 kg
ha-1de P aplicado (Cuadro 3). El tratamiento de 8 kg de P ha-1
fue estadísticamente igual al tratamiento de 4 kg de P ha-1.
Sin embargo, ambos tratamientos superan a la producción
obtenida con la aplicación de 0 kg ha-1, la cual fue de 77.04
kg ha-1 día-1. Esta producción es 33, 25 y 20 por ciento menor
a los tratamientos de 12, 8 y 4 kg ha-1 de P aplicado. Berado
et al. (2007) encontró una pendiente de 97.33 kg ha-1 día-1
al evaluar dosis de fertilización de fosforo de 0, 50 y 100
unidades y es similar a la reportada por (Berardo y Marino,
2000), en un cultivo sin marcadas limitaciones de agua y
cita que supera a la reportada por (Vivas y Guaita, 1997).
20000
Materia seca (kg/ha-1)
Modelos de producción de materia seca acumulada en
función de los días después de siembra y nivel de fósforo
aplicado
1327
y12= 116.1x - 12568
R² = 0.993
y8= 103.5x - 10607
R² = 0.992
15000
y4= 96.41x - 9796.
R² = 0.991
10000
y0= 77.40x - 7191.
R²= 0.988
5000
0
140
190
240
290
Días despues de siembra
12 kg P
8 kg P
4 kg P
0 kg P
340
Figura 1. Producción de materia seca en función de los días
después de siembra para cada nivel de fosforo
aplicado.
Figure 1. Dry matter production in terms of days after sowing
for each level of phosphorus applied.
The slopes on the models express the rate of production
of forage dry matter (kg ha-1 day-1). Statistical differences
were found between the treatments. Thus, the treatment
with 12 kg P ha-1 produced 116.13 kg ha-1 day-1, this is
higher than the treatments with 4 and 0 kg ha-1 (Table 3).
The treatment with 8 kg P ha-1 was statistically equal to
4 kg P ha-1. However, both treatments are superior to the
production obtained with the application of 0 kg ha-1, 77.04
kg ha-1 day-1. This production is 33, 25 and 20 percent
less than the treatments 12, 8 and 4 kg P ha-1. Berado et
al. (2007) found a slope of 97.33 kg ha-1 day-1 to evaluate
phosphorus fertilization rates of 0, 50 and 100 units and
is similar to that reported by Berardo and Marino (2000)
in a marked crop without water limitations and cites that
exceeds that reported by Vivas and Guaita (1997).
José Alfredo Montemayor Trejo et al.
1328 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 3. Comparación de pendientes (kg MS ha-1 día-1) de los modelos obtenidos.
Table 3. Comparison of slopes (kg DM ha-1 day-1) of the obtained models.
Tratamiento
Modelo
Error Std β1
Pendientes
Tc
Tt (0.05)
T1 (12 kg P)
T2 (8 kg P)
T3 (4 kg P)
T4 (0 kg P)
Y1=116.1x - 12568
Y2=103.5x - 10607
Y3=96.4x - 9796
Y4=77.4x - 7191
4.55
4.47
4.48
4.15
β11 vs β12
β11 vs β13**
β11 vs β14**
β12 vs β13 n.s
β12 vs β14 **
β13 vs β14**
1.97
3.09
6.28
1.13
4.15
3.11
2.13
n.s
Prueba de T de Student p=0,05; n.s= no significativo; ** = altamente significativo.
María y Berardo (2005) evaluaron las dosis de fertilización
de P de 0, 25, 50 y 100 kg de P ha-1 durante un periodo de
cuatro años, estas fueron aplicadas solo en el primer año para
observar el efecto residual del P en los años subsecuentes,
encontró una tendencia lineal de los rendimientos de MS con
respecto a los niveles de P, las pendientes fueron de 97.2,
62.1, 34.3 y 33.1 kg ha-1 con r2 de 0.72 a 0.19, menciona que
la disminución de estos valores, indican la importancia del P
para sostener los niveles óptimos de producción. Carta et al.
(2001) mencionan que los niveles de P aplicados al cultivo
de alfalfa, pueden ser influenciados por la disponibilidad del
agua y deficiencias de otros nutrientes como el azufre y boro.
María and Berardo (2005) evaluated P fertilization rates of 0, 25,
50 and 100 kg P ha-1 for a period of four years, these were applied
only in the first year to observe the residual effect of P on the
subsequent years, they found a linear trend in yields of DM with
respect to the levels of P, the slopes were 97.2, 62.1, 34.3 and 33.1
kg ha-1 with r2 from 0.72 to 0.19, mentioning that, the decrease
in these values indicate the importance of P to hold the optimal
production levels. Carta et al. (2001) mentioned that, the levels
of P applied to alfalfa may be influenced by water availability
and deficiencies of other nutrients such as sulfur and boron.
Evaporación y lámina de agua aplicada
The Figure 2 shows the equation of the water evaporated, and the
equation of the water applied (ET) or crop evapotranspiration
during the six cuts made. The water was 124 cm, applied
during the six sections (20.6 cm cut-1). Morales et al. (2006)
reported an average of 19.2 cm-1 cut into twelve cuts of alfalfa.
According to the slopes of the regression of both equations
we found a daily average evaporation of 0.87 cm day-1 and
evapotranspiration of 0.63 cm day-1.
La Figura 2, muestra la ecuación de la lámina evaporada
del tanque evaporímetro, así como la ecuación de la lámina
aplicada (ET) o evapotranspiración del cultivo durante los seis
cortes realizados. La lámina aplicada fue de 124 cm durante
los seis cortes (20.6 cm corte-1). Morales et al. (2006) reporta
en promedio 19.2 cm corte-1 en doce cortes de alfalfa. De
acuerdo a las pendientes de la regresión de ambas ecuaciones,
se encontró una evaporación promedio diaria de 0.87 cm día-1
y una lámina de evapotranspiración de 0.63 cm día-1.
Evaporation and water applied
200
180
160
Pembleton et al. (2009) evaluaron el efecto de déficit de agua
del 0.0 al 100% en alfalfa y encontraron evapotranspiraciones
de 0.15 a 0.45 cm día-1. Montemayor et al. (2010) reportaron
140
Lámina (cm)
Investigaciones realizadas por (Mahbub-ul et al., 2002),
durante los años de 1999 y 2000 en el estado de Kansas,
EE.UU, obtuvieron consumos promedios diarios de 0.38
y 0.4 cm día-1 con riego por goteo sub superficial. Meza y
Navejas (2002) reportan para el Valle de Santo Domingo,
BCS, consumos de 0.2 a 0.3 cm día-1 durante los meses de
enero a marzo y hasta 0.7 cm dia-1 en julio en la alfalfa e
indican que estas variaciones dependen del clima, variedad,
tamaño y densidad de plantas.
Ev= 0.8791x - 91.706
R² = 0.9909
120
100
80
L= 0.6309x - 62.716
R² = 0.9544
60
40
Evaporación
Lámina aplicada
20
0
140
160
180
200 220 240 260
Días despues de siembra
280
300
320
Figura 2. Modelos de lámina de agua aplicada y evaporada
durante seis cortes de alfalfa.
Figure 2. Models of water applied and evaporated for six cuts
of alfalfa.
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles de fósforo
1329
valores de ET de 0.43 cm dia-1 durante la siembra al primer
corte de la alfalfa y de 0.41 cm día-1 del segundo al séptimo
corte con riego por gravedad y de 0.29 cm día-1 con riego
por goteo sub superficial. El cociente de la lámina aplicada
(entendida esta como evapotranspiración) y la evaporación
del tanque fue 0.72. Este valor también es conocido como
coeficiente de cultivo o factor de cosecha (Kc) lo que nos
indica que en promedio durante todo el periodo de estudio,
se aplicó 72% de la lamina evaporada la cual fue de 177 cm.
Researches by (Mahbub-ul et al., 2002) during the
years 1999 and 2000 in the state of Kansas, USA
obtained average daily intakes of 0.38 and 0.4 cm day-1
with sub-surface drip irrigation. Meza and Navejas
(2002) reported for the Valley of Santo Domingo, BCS
a consumption of 0.2 to 0.3 cm day-1 during the months
of January to March and 0.7 cm day-1 in July, indicating
that these variations depend on climate, variety, size and
density.
Eficiencia en el uso del agua durante seis cortes de alfalfa
Pembleton et al. (2009) evaluated the effect of water deficit
from 0.0 to 100% in alfalfa and found evapotranspiration
from 0.15 to 0.45 cm day-1. Montemayor et al. (2010)
reported values of 0.43 cm day ET-1 at planting to the first
cutting of alfalfa and 0.41 cm day-1 in the second to the
seventh cut with gravity irrigation and 0.29 cm day-1 with
sub-surface drip irrigation. The ratio of water applied
(understood as evapotranspiration) and pan evaporation
was 0.72. This value is also known as crop factor or crop
factor (Kc), which indicates that on average throughout
the study period, 72% was applied to the evaporated which
was 177 cm.
El Cuadro 4 presenta la comparación de rendimientos
obtenidos entre cortes. Las mayores producciones de
materia seca de forraje fueron encontradas a los 144 y 206
DDS. Los cortes realizados a los 174, 236 y 312 DDS no
difirieron estadísticamente entre dosis de fertilización
fosfatada y el menor rendimiento fue obtenido a los 271
DDS. El comportamiento de la producción de materia seca
de forraje mostro una tendencia positiva con respecto a los
coeficientes de cultivo, estos indican la satisfacción de las
demandas del riego en función de la evaporación.
Cuadro 4. Comparación de rendimientos de materia seca entre cortes y eficiencia en el uso del agua en función de los días
después de siembra.
Table 4. Comparison of dry matter yields between cuts and efficiency in water use in terms of days after planting.
DDS
Lámina (cm)
Ev (cm)
Kc
MS (kg ha-1)
EUA (kg m-3)
144
174
206
236
271
312
√cme
C.V
23
19
29
29
12.5
11.5
30.1
30.7
30.7
33.4
21.4
23.4
0.76
0.63
0.94
0.86
0.53
0.53
3724 a
3090 bc
3736 a
3478 ab
2788 c
3297 b
381.9
7.7
1.44 b
1.62 b
1.28 b
1.19 b
2.33 a
2.63 a
0.225
12.7
abc valores con la misma letra no son diferentes prueba de tukey (p=0.05).
Así, los cortes que presentan valores inferiores del
coeficiente de cultivo, indican que la planta estuvo
sometida a un mayor déficit hídrico en el suelo. Lo
anterior induce a una menor producción de materia seca.
Saeed y El-Nadi (1997) obtuvieron una relación lineal
r2= 0.99 entre la producción de materia seca de forraje y
la cantidad total del agua aplicada en alfalfa. Gorai et al.
(2010); Pembleton et al. (2009) reportan disminuciones
de 500 a 600 mg de materia seca por planta en un déficit
de humedad del 60 a 75%.
Efficient use of water for six cuts of alfalfa
The Table 4 presents the comparison of yields between cuts.
The highest production of forage dry matter was found at
144 and 206 DAS. The cuts made 174, 236 and 312 DDS,
did not differ among doses of P fertilization and the lowest
yield was obtained at 271 DAS. The behavior of the dry
matter of forage showed a positive trend with respect to the
coefficients culture, these indicate the meeting the demands
of irrigation according to the evaporation.
José Alfredo Montemayor Trejo et al.
1330 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
En cuanto a EUA los valores muestran una tendencia inversa;
es decir, se incrementan al disminuir la aplicación de la
lámina de agua en función de los niveles de evaporación.
Gorai et al. (2010) reporta la misma tendencia al disminuir
la humedad de capacidad de campo de 100 a 40% con EUA
de 1 a 1.5 kg de MS m-3. Para los cortes realizados hasta
los 236 DDS no existieron diferencias estadísticas en la
EUA y su valor promedio es de 1.38 kg MS m-3 de agua,
esto corresponde a una producción media de 2990 kg ha-1
de MS y una lamina de 25 cm los cuales equivalen a 11.9
kg mm-1 ha-1. Saeed y El-Nadi (1997) reportan EUA de 12
a 8 kg ha-1 mm-1 de agua al evaluar diferentes frecuencias
de irrigación. Berardo et al. (2007) reportan eficiencias de
11 kg ha-1mm -1 de MS si fertilización de P y de 13 kg mm-1
MS con fertilización de 100 kg de P ha-1. En los primeros
cuatro cortes se aplicó una mayor lamina de agua, debido
principalmente por las condiciones más cálidas del clima,
que inducen a una mayor evapotranspiración.
Este es un componente esencial en el balance del agua en
el suelo (Prasanna et al., 2008). Saeed y El-Nadi (1997)
concluyen que el crecimiento, producción y EUA en la
alfalfa, se mantienen altos relativamente durante los meses
frescos, y tienden a declinar durante los periodos cálidos.
En los cortes realizados a los 236 y 312 DDS, se obtuvieron
eficiencias de 2.33 y 2.63 kg de MS m-3, estos corresponden
a los meses de septiembre y octubre, periodo durante el
cual las temperaturas tendieron a descender. Localmente,
Montemayor et al. (2010) reportaron una eficiencia del uso
del agua promedio de 2 kg de MS m-3.
Conclusiones
Las inyecciones de fósforo aplicadas después de cada corte
incrementan la producción de materia seca de forraje hasta
36% más con respecto a la no aplicación de este elemento.
Con los modelos de producción de materia seca se estiman
tasas de producción de 77 a 116 kg ha-1 día-1 dependiendo
de las unidades de fosforo aplicadas. La aplicación de una
lámina establecida en función de la evaporación registrada en
un tanque tipo A y afectada ésta por un factor de 0.75 resultó
ser una buena herramienta para la programación del riego.
La eficiencia en el uso del agua por el cultivo de alfalfa, es
afectada por las condiciones del clima en cada corte y puede
ser un indicador para mejorar las eficiencias en el uso del
agua en los predios.
Thus, the cuts that have lower values of the coefficient
indicate that, the plant was subjected to a higher
water deficit in the soil. This leads to lower dry matter
production. Saeed and El-Nadi (1997) obtained a linear
relationship between r2= 0.99 of dry matter production of
forage and total amount of water applied to alfalfa. Gorai
et al. (2010); Pembleton et al. (2009) reported decreases
from 500 to 600 mg of dry matter per plant in a water
deficit of 60 to 75%.
In the United States, the values show a reverse trend, i.e.,
increases with decreasing application of the water level
depending on levels of evaporation. Gorai et al. (2010)
reported the same trend with decreasing moisture field
capacity from 100 to 40% with the United States from 1
to 1.5 kg DM m-3. For the cuts made 236, there were no
statistical differences, DDS in the United States and its
average value is 1.38 kg DM m-3 of water, this corresponds
to the average production of 2990 kg ha-1 DM and, a 25
cm of water, equivalent to 11.9 kg ha-1 mm-1. Saeed and
El-Nadi (1997) reported that in the United States, from 12
to 8 kg ha-1 mm-1 of water to evaluate different irrigation
frequencies. Berardo et al. (2007) reported efficiencies
of 11 kg ha-1 mm-1 of DM if fertilization of P and 13 kg
mm-1, DM with fertilization of 100 kg P ha-1. In the first
four cuts, a layer of water increased is applied, mainly due
to the warmer climate conditions, which lead to higher
evapotranspiration.
This is an essential component of water balance in the soil
(Prasanna et al., 2008). Saeed and El-Nadi (1997) conclude
that, growth, and production of alfalfa in the United States
remain relatively high during the coldest months and tend
to decline during warm periods. In the cuts made at 236
and 312 DDS, efficiencies were obtained 2.33 and 2.63
kg DM m-3, these corresponds to the months of September
and October, in which the temperatures tended to decrease.
Locally, Montemayor et al. (2010) reported an efficiency
of water use average of 2 kg DM m-3.
Conclusions
Injections of phosphorus applied after each cut increases
the production of forage dry matter up to 36% more than
the non-application of this element. With the models of dry
matter production, rates are estimated from 77 to 116 kg ha-1
Producción de alfalfa (Medicago Sativa L.) cultivada con riego sub-superficial y diferentes niveles de fósforo
Agradecimientos
El autor principal agradece la participación del Sr. Miguel Muñoz
Caraveo. Representante de la empresa VERMIORGANIC, S.
P. R. de R. L y al personal de apoyo de la misma.
Literatura citada
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Argentina.
1331
day-1 depending on the units of phosphorus applied. The
application of water set in terms of evaporation; recorded
in a tank type ‘A’ affected this by a factor of 0.75, resulting
a good tool for irrigation scheduling. Efficiency in water
use is affected by weather conditions in each cut and may
be an indicator to improve efficiencies in water use on
the premises.
End of the English version
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Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum
Berk empleando fusión de protoplastos*
Transformation of the phytopathogenic fungus Sclerotium
cepivorum Berk using protoplasts fusion
Gerardo Acosta-García1, Miguel Ángel Pantoja-Hernández1, Claudia Ivonne Muñoz-Sánchez1, Cristina Pérez-Pérez1, Ramón
Gerardo Guevara-González3, Irineo Torres-Pacheco3, Felipe Delgadillo-Sánchez2, Mario Martín González-Chavira2 y Lorenzo
Guevara-Olvera1§
Departamento de Ingeniería Bioquímica, Instituto Tecnológico de Celaya, Av. Tecnológico y A. García Cubas S/N, Celaya, Guanajuato, México, C. P. 38010. Tel. 01 461
6117575, Ext. 324 y Fax, Ext. 402. ([email protected]); ([email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]).
2
Unidad de Biotecnología del Bajío. Campo Experimental Bajío- INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende km 6.5, Celaya, Guanajuato, México. (delgadillo.
[email protected]; [email protected]). 3Ingeniería de Biosistemas. Facultad de Ingeniería. Universidad Autónoma de Querétaro. C. P 76010. Santiago
de Querétaro, Querétaro. México; [email protected] §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
La pudrición blanca, una de las enfermedades más
preocupantes para los productores de ajo (Allium sativum),
es causada por el hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum
Berk. Con el fin de desarrollar procedimientos de biología
molecular para el hongo, en este trabajo se describe un
método de transformación empleando fusión de protoplastos
en presencia de polietilenglicol 3350 (PEG). Se empleó el
plásmido pAN7-1 que confiere resistencia a higromicina
B, el cual contiene el gen higromicina fosfotransferasa B
(hph) de Escherichia coli bajo el promotor gliceraldehído
fosfato deshidrogenasa (gpdA) y el terminador antranilato
sintetasa (trpC) del hongo filamentoso Aspergillus nidulans.
Las transformantes recuperadas en el medio de cultivo
de regeneración papa dextrosa agar-sorbitol (PDA-S) en
presencia de 200 µgmL-1 de higromicina B se analizaron
amplificando un fragmento del gen bacteriano hph mediante
PCR con oligonucleótidos específicos: Hig 1, Sentido 5´
GAC CTG CTG AGG TCC CTC 3´ y Hig 2, antisentido
5´ GCC CTC GGA CGA GTG CTG 3´. Se obtuvieron
frecuencias de 12-18 transformantes de S. cepivorum por
µg de ADN vector. Los resultados descritos en el presente
White rot, a disease of most concern to the producers of
garlic (Allium sativum), is caused by the phytopathogenic
fungus Sclerotium cepivorum Berk. In order to develop
procedures of molecular biology to the fungus, in
this paper we describe a transformation method using
fusion of protoplasts in the presence of polyethylene
glycol 3350 (PEG). We used the plasmid pAN7-1 which
confers resistance to hygromycin B, which contains
the hygromycin phosphotransferase gene B (hph) from
Escherichia coli under the glyceraldehyde phosphate
dehydrogenase promoter (GPDA) and the anthranilate
synthase terminator (trpC) of the filamentous fungus
Aspergillus nidulans. The recovered transformants in
the regeneration medium potato dextrose agar-sorbitol
(PDA-S) in the presence of 200 μgmL -1 of hygromycin B
were analyzed by amplifying a fragment of the bacterial
gene hph by PCR with specific oligonucleotides: Hig
1, Sentido 5' GAC CTG CTG AGG TCC CTC 3´ and
Hig 2, antisentido 5' GCC CTC GGA CGA GTG CTG
3´. Obtaining 12-18 frequencies of transformants of S.
cepivorum per µg of vector DNA. The results described in
* Recibido: febrero de 2012
Aceptado: julio de 2012
1334 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Gerardo Acosta-García et al.
trabajo contribuirán en la caracterización molecular de
genes involucrados en el fenómeno de patogénesis de S.
cepivorum sobre el ajo.
this paper will contribute to the molecular characterization
of the genes involved in the phenomenon of pathogenesis
of S. cepivorum on garlic.
Palabras clave: Allium sativum, gen hph de Escherichia coli
Sclerotium cepivorum, señales de expresión de Aspergillus
nidulans, pudrición blanca.
Key words: Allium sativum, hph gene of Escherichia coli,
Sclerotium cepivorum, expression signals of Aspergillus
nidulans, white rot.
Introducción
Introduction
El ajo (Allium sativum Linnaeus) es uno de los cultivos
vegetales económicamente mas importantes en diferentes
países incluyendo México. En nuestro país el estado de
Guanajuato se destaca por su producción. La pudrición
blanca causada por el hongo Sclerotium cepivorum Berk,
es la enfermedad predominante en las cosechas de ajo
en México. El hongo produce estructuras de resistencia
denominadas esclerocios, éstos pueden sobrevivir en el
suelo hasta por 20 años y su germinación se induce por la
presencia de exudados de la raíz del ajo, específicamente por
los disulfuros de dialilo (Coley-Smith et al., 1990). Entre los
métodos empleados para el control de la pudrición blanca,
destacan la aplicación intensiva de fungicidas (DelgadilloSánchez et al., 2004); sin embargo, éste enfoque es cada
vez menos práctico dado que los microorganismos del
suelo adquieren tolerancia degradando los compuestos
aplicados. Se han empleado varias estrategias alternativas
para el control de la pudrición blanca como parte de un
programa de control integrado que incluye prácticas
culturales como solarización del suelo y control biológico
(McLean et al., 2001; Delgadillo-Sánchez et al., 2004),
desafortunadamente, se requiere la aplicación de fungicidas
para un manejo efectivo con estos sistemas.
Garlic (Allium sativum Linnaeus) is one of the most
economically important crops in different countries including
Mexico. In our country, the State of Guanajuato is known for
its production. The white rot caused by the fungus Sclerotium
cepivorum Berk is the predominant disease in Mexico. This
fungus produces resistance structures called sclerotia, they can
survive in soil for up to 20 years and germination is induced by
the presence of root exudates of garlic, specifically by diallyl
disulfides (Coley-Smith et al., 1990).
Por otro lado, el análisis de los eventos moleculares que
conducen a la patogénesis de hongos que afectan cultivos
de importancia en México y el mundo son prácticamente
desconocidos, una de las limitantes es la ausencia de un
método de transformación que permita determinar la función
de los genes involucrados en el fenómeno. Se han descrito
diferentes procedimientos de transformación para los
hongos, incluyendo tratamientos por medio de iones metales
alcalinos (Ito et al., 1983), perlas de vidrio (Costanzo y Fox,
1988), electroporación (Sánchez et al., 1993; Gutiérrez et al.,
2011), biobalística (Klein et al., 1987), integración mediada
por enzimas de restricción (REMI) (Kim et al., 2002;
Turgeon et al., 2011) y Agrobacterium tumefaciens (Gouka
The methods used for the control of white rot, highlight the
extensive use of fungicides (Delgadillo-Sánchez et al., 2004);
however, this approach is increasingly less practical, because
the soil microorganisms become tolerant, degrading the
compounds applied. Several alternative strategies have been
used for controlling white rot as part of an integrated control
program including cultural practices such as soil solarization
and biological control (McLean et al., 2001, DelgadilloSánchez et al., 2004), unfortunately, it requires the application
of fungicides to effectively manage these systems.
On the other hand, the analysis of the molecular events
leading to the pathogenesis of fungi that affect important
crops in Mexico and the world are virtually unknown,
one of the limitations is the absence of a transformation
method that allows determining the role of genes
involved in the phenomenon. Different procedures have
been described for transformation of fungi, including
treatment by means of alkali metal ions (Ito et al., 1983),
glass beads (Costanzo and Fox, 1988), electroporation
(Sánchez et al., 1993; Gutiérrez et al., 2011), biolistics
(Klein et al., 1987), mediated integration by restricting
enzymes (REMI) (Kim et al., 2002; Turgeon et al., 2011)
and Agrobacterium tumefaciens (Gouka et al., 1999;
Cardoza et al., 2006; Zhou et al., 2008; Sharma and
Kuhad, 2010), among others. The most common method
for transformation of fungi requires the production of
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos
et al., 1999; Cardoza et al., 2006; Zhou et al., 2008; Sharma
y Kuhad, 2010), entre otros. El procedimiento comúnmente
empleado para la transformación de hongos requiere la
producción de esferoplastos o protoplastos, los cuales, se
mezclan con un plásmido adecuado que posee el gen de
interés y una secuencia promotora apropiada, entonces
las células se fusionan usando polietilenglicol (PEG) y el
ADN transformante frecuentemente se integra dentro del
genoma del hongo (Fincham, 1989; Sivan et al., 1992:
Wei et al., 2010; Turgeon et al., 2011). La incorporación
del ADN transformante dentro del hospedante depende de
la construcción del plásmido de expresión (Esser y Mohr,
1986). Dado que los orígenes de replicación de procariotes
no funcionan en organismos eucariotes, se han descrito
algunos plásmidos de hongos.
El primero de ellos se descubrió en Saccharomyces cerevisiae
(Beggs, 1978), posteriormente, se han aislado plásmidos de
hongos filamentosos como Podospora anserina (Javerzat
et al., 1993) y orígenes de replicación autónoma del hongo
basidiomiceto patógeno de maíz Ustilago maydis (Tsukuda
et al., 1988), entre otros. El desarrollo de los sistemas de
transformación requiere marcadores de selección que
permitan el reconocimiento de la cepa transformada. Los
marcadores auxotróficos se han empleado para complementar
un gen del hospedante no funcional con el gen previamente
vgr clonado, los genes trpC y argB en Aspergillus nidulans
(John y Peberdy, 1984; Yelton et al., 1984) y el gen Pyr4 de
Neurospora crassa para complementar la mutante Pyr4 de
A. nidulans (Balance et al., 1983).
Por lo tanto, el empleo de marcadores de selección
auxotróficos requiere que la cepa hospedante posea
la mutación apropiada. Los marcadores de selección
dominantes permiten el reconocimiento de la cepa
transformada en base a la resistencia a antibióticos.
Los genes neomicina Tn5 (Rambosek y Leach, 1987),
higromicina fosfotransferasa B (hph; Punt et al., 1987) y
OliC3 de A. niger, el cual, confiere resistencia a oligomicina
(Ward et al., 1988) son ejemplos de tales sistemas. El gen
amdS (acetamidasa) de A. nidulans se ha usado como un
marcador de selección dominante en A. niger, el cual, es
incapaz de emplear la acetamida como única fuente de
carbono (Kelly y Hynes, 1985). El vector de expresión
también incluye el promotor, las secuencias regulatorias de
la transcripción y un sitio de clonación múltiple, en el cual
la región codificante heteróloga se inserta. Se han reportado
una amplia variedad de promotores y secuencias regulatorias
de la transcripción en la construcción de los plásmidos
1335
spheroplasts or protoplasts, which are mixed with a
suitable plasmid possessing the gene of interest and an
appropriate promoter sequence, then the cells are fused
using polyethylene glycol (PEG) and transforming DNA,
often integrated into the genome of the fungus (Fincham,
1989; Sivan et al., 1992; Wei et al., 2010; Turgeon et al.,
2011). The incorporation of the transforming DNA into the
host depends on the construction of the plasmid expression
(Esser and Mohr, 1986). Since the prokaryotic origin of
replication does not work in eukaryotic organisms, some
plasmids have been described in fungi.
The first one was discovered in Saccharomyces cerevisiae
(Beggs, 1978), subsequently, plasmids of filamentous fungi
have been isolated, such as Podospora anserina (Javerzat
et al., 1993) and autonomous replication origins of the
basidiomycete fungal pathogen of maize Ustilago maydis
(Tsukuda et al., 1988), among others. The development of
transformation systems requires selectable markers that allow
recognition of the transformed strain. Auxotrophic markers
were used to complement a host gene with the nonfunctional
previously gene vgr cloned, argB and trpC gene in Aspergillus
nidulans (John and Peberdy, 1984; Yelton et al., 1984) and
the Pyr4 gene of Neurospora crassa to complementing the
mutant Pyr4 of A. nidulans (Balance et al., 1983).
Therefore, the use of auxotrophic selectable markers requires
that, the host strain possesses the appropriate mutation.
Dominant selection markers allow the recognition of the
transformed strain based on antibiotic resistance. The Tn5
neomycin genes (Rambosek and Leach, 1987), hygromycin
phosphotransferase B hph; Punt et al. (1987) and OliC3
of A. niger, which confers resistance to oligomycin (Ward
et al., 1988) are examples of such systems. AmdS gene
(acetamidase) of A. nidulans has been used as a dominant
selectable marker in A. niger, which is unable to use acetamide
as sole carbon source (Kelly and Hynes, 1985). The expression
vector also contains the promoter, the regulatory sequences
of transcription and a multiple cloning site, wherein the
heterologous coding region is inserted. A variety of promoters
and transcription regulatory sequences have been reported in
the construction of plasmids and transformants have reported
different inducible and constitutive promoters. The choice
for the promoter depends on the conditions under which it is
intended to produce the heterologous protein.
The regulatory sequences promoters of the gene AlcA which
encodes for the alcohol dehydrogenase I of A. nidulans
(Gwynne et al., 1987) and the glucoamylase gene of A. niger
1336 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
transformantes y se han descrito diferentes promotores
inducibles y constitutivos. La elección del promotor
depende de las condiciones bajo las cuales se pretende
producir la proteína heteróloga. La secuencias regulatorias
promotoras del gene AlcA, que codifica para la alcohol
deshidrogenasa I de A. nidulans (Gwynne et al., 1987) y
del gen glucoamilasa de A. niger (Gwynne et al., 1987) son
ejemplos de promotores inducibles. Los promotores de los
genes α-amilasa de A. oryzae (Christensen et al., 1988),
adhA de A. niger (Saunders et al., 1989), triosa-fosfato
isomerasa (tpi) y gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa
(gpdA) de A. nidulans (Van Gorcom et al., 1986; Upshall
et al., 1987) se han usado para la expresión constitutiva. El
presente trabajo tuvo el objetivo de proponer un protocolo
para la transformación de S. cepivorum mediante fusión
de protoplastos con polietilenglicol (PEG) empleando
el plásmido pAN7-1 (Punt et al., 1987), el cual posee el
gen hph de Escherichia coli bajo el promotor gpdA y el
terminador de la transcripción trpC del hongo filamentoso
A. nidulans.
Materiales y métodos
Cepas, plásmido y reactivos
La cepa C2 de Sclerotium cepivorum (un aislado de Cortazar,
Guanajuato), actualmente ubicada en el cepario del Instituto
Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas Pecuarias
(INIFAP), fue mantenida en agar papa dextrosa (PDA). Las
células químicamente competentes de Escherichia. coli
TOP 10 fueron adquiridas de Invitrogen (Carlsbad, CA),
almacenadas a -80 °C y empleadas para la amplificación
del plásmido pAN7-1 (número de acceso Z32698), Punt
et al. (1987) el cual, se usó para la transformación de
protoplastos de S. cepivorum. Para el crecimiento del hongo
se usaron los medios de cultivo papa dextrosa agar (PDA)
y papa dextrosa líquido (PDB) de DIFCO (Detroit, MI).
E. coli TOP 10 se cultivó en el medio Luria Bertani (LB),
adicionado de ampicilina a una concentración final de 50
μgmL-1 para la selección del plásmido. De Sigma-Aldrich
(St. Louis, MO) se adquirieron ampicilina (A 2804), enzimas
líticas (L 1412), polietilenglicol 3 350 (P 2139), sorbitol (S
7547), higromicina B (H 3274), ácido 3-(N-morfolino)propanolsulfónico (MOPS; M 9024) y perlas de vidrio (425600 μm, G 8772). De Promega (Madison, WI) se obtuvo la
enzima de restricción Hind III empleada para linealizar el
plásmido pAN7-1.
Gerardo Acosta-García et al.
(Gwynne et al., 1987), examples of inducible promoters. The
promoters of the α-amylase genes of A. oryzae (Christensen
et al., 1988), Adha of A. niger (Saunders et al., 1989), triosephosphate isomerase (tpi) and glyceraldehyde-3-phosphate
dehydrogenase (GPDA) of A. nidulans (Van Gorcom et al.,
1986; Upshall et al., 1987) have been used for constitutive
expressions. The present work aimed to propose a protocol for
the transformation of S. cepivorum by fusion it with protoplasts
polyethylene glycol (PEG) using the plasmid pAN7-1 (Punt et
al., 1987), which has the hph gene of Escherichia coli under
the GPDA promoter and trpC transcription terminator of the
filamentous fungus A. nidulans.
Materials and methods
Strains, plasmids and reagents
The strain C2 of Sclerotium cepivorum (an isolate of
Cortazar, Guanajuato) located in the culture collection of
the National Research Institute of Agricultural Forestry
Research (INIFAP) was maintained in potato dextrose agar
(PDA). Chemically competent cells of Escherichia. coli
TOP 10 were acquired from Invitrogen (Carlsbad, CA),
stored at -80 °C and used for amplification of the plasmid
pAN7-1 (accession number Z32698), Punt et al. (1987),
which was used for transformation of Protoplasts of S.
cepivorum. For the growth of the fungus culture media
potato dextrose agar (PDA) and potato dextrose liquid (PDB)
were used from DIFCO (Detroit, MI). E. TOP 10 coli were
cultured in Luria Bertani (LB), ampicillin added at a final
concentration of 50 μgmL-1, for the plasmid selection. From
Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) were purchased ampicillin
(A 2804), lytic enzymes (L 1412), polyethylene glycol 3 350
(P 2139), sorbitol (S 7547), hygromycin B (H 3274), acid
3- (N-morpholino)-propanolsulphonic (MOPS; M 9024)
and glass beads (425-600 μm, G 8772). From Promega
(Madison, WI) was obtained Hind III restriction enzyme
used to linearize the plasmid pAN7-1.
Hygromycin B effect on the development of S. cepivorum
Petri dishes were prepared containing 28 mL of PDA medium
and different concentrations of hygromycin B (0, 50, 100,
200, 300 and 500 μgmL-1), subsequently placed a disk of 1
cm2 of mycelium in the center of each box. The dishes were
incubated at 16 °C and observed every 12 hours to register
the growth of the fungus.
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos
1337
Efecto de la higromicina B en el desarrollo de S. cepivorum
Preparation of mycelium
Se prepararon cajas de Petri conteniendo 28 mL de medio PDA
y diferentes concentraciones de higromicina B (0, 50, 100, 200,
300 y 500 μgmL-1), posteriormente se colocó un disco de micelio
de 1 cm2 en el centro de cada caja. Las cajas se incubaron a 16 °C
y se observaron cada 12 h para registrar el crecimiento del hongo.
The mycelium of S. cepivorum was obtained by transferring
200 sclerotia from a Petri dish containing PDA, 100 mL PDB
broth, incubated at 16 °C and 75 rpm for 96 h. The mycelium
was harvested using a filtration device Corning (Acton, MA)
of 150 mL to obtain 1 g of mycelium.
Obtención de micelio
Protoplasts gathering
El micelio de S. cepivorum se obtuvo transfiriendo 200
esclerocios procedentes de una caja de Petri conteniendo
PDA a 100 mL de caldo PDB, incubando a 16 °C y 75
rpm durante 96 h. El micelio se cosechó empleando un
dispositivo de filtración Corning (Acton, MA) de 150 mL
para la obtención de 1 g de micelio.
The mycelium was suspended and washed with 15 mL
of MO osmotic medium (sodium phosphate, 10 mM
magnesium sulfate, 1.2 M, pH= 5.8), centrifuged at 5000
rpm at 4 °C for 10 min. The supernatant was discarded
and the washing procedure was repeated three times (3x).
The mycelium was suspended in 10 mL of MO regulator,
containing 200 mg of lytic enzymes (Lysing Enzymes, L
1412, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO; reported activities
of cellulase, protease and chitinase) incubating at 28 °C
for 5 h to obtain the protoplasts.
Obtención de protoplastos
El micelio se resuspendió y lavó con 15 mL de medio osmótico
MO (fosfato de sodio, 10 mM; sulfato de magnesio, 1.2 M;
pH= 5.8), centrifugando a 5 000 rpm a 4 °C durante 10 min. El
sobrenadante se descartó y se repitió el procedimiento de lavado
tres veces (3X). El micelio se resuspendió en 10 mL de regulador
MO conteniendo 200 mg de enzimas líticas (Lysing Enzymes;
L 1412, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO; con actividades
reportadas de celulasa, proteasa y quitinasa) incubando a
28 °C durante 5 h hasta la obtención de los protoplastos.
Los protoplastos fueron cosechados por centrifugación a 2
100 rpm a 4 °C durante 10 min y resuspendidos en 10 mL de
medio osmótico MO empleando una micropipeta de 1 000 μL
con puntas estériles. 10 mL de regulador de atrapamiento RA
(Ácido 3-(N-morfolino)-propanesulfónico, 100 mM; Sorbitol,
0.6 M; pH= 6.5) fueron adicionados suavemente por la pared
interna del tubo. Los protoplastos fueron centrifugados a 5 000
rpm a 4 °C durante 10 min, atrapados en la interfase (aprox.
5 mL), cosechados con la ayuda de una micropipeta de 1 000
μL y colocados en un tubo Falcon de 50 mL. Inmediatamente
después, se adicionaron 45 mL de regulador MS (MOPS,
10 mM; sorbitol, 1 M; pH= 6.5) y fueron sometidos a
centrifugación a 2 100 rpm a 4 °C durante 10 min.
Postriormente, los protoplastos fueron resuspendidos
suavemente en 15 mL de regulador MSC (MOPS, 10
mM; sorbitol 1 M; cloruro de calcio, 20 mM; pH= 6.5) y
centrifugados a 2 100 rpm a 4 °C durante 7 min repitiendo la
operación dos veces (2x). La viabilidad de los protoplastos
fue determinada en el medio de cultivo PDA-S (papa
The protoplasts were harvested by centrifugation at 2100
rpm at 4 °C for 10 min and suspended in 10 mL of MO
osmotic medium using a micropipette of 1 000 μL with
sterile tips. 10 mL of RA entrapment regulator (acid 3(N-morpholino)-propanesulphonic, 100 mM sorbitol, 0.6
M, pH= 6.5) were added slowly by the inner wall of the
tube. The protoplasts were centrifuged at 5 000 rpm at 4 °C
for 10 min, trapped at the interface (approximately 5 mL),
harvested with the aid of a micropipette of 1 000 μL and
placed in a 50 mL Falcon tube. Immediately thereafter, 45
mL of regulator MS were added (MOPS, 10 mM sorbitol,
1 M, pH= 6.5) and underwent centrifugation at 2 100 rpm
at 4 °C for 10 min.
Then, the protoplasts were suspended gently in 15 mL
of MSC regulator (MOPS, 10 mM sorbitol 1 M calcium
chloride, 20 mM, pH= 6.5) and centrifuged at 2 100 rpm at
4 °C for 7 min, repeating the operation two times (2x). The
viability of the protoplasts was determined in the culture
medium PDA-S (potato dextrose agar, 0.7% sorbitol, 1 M).
The morphology of the protoplasts was recorded in a light
microscope Carl Zeizz using the target of 40 x.
Hygromycin B effect on the development of protoplasts
The protoplasts contained in 100 μL of aliquots (approx. 5-25
x 107 ml-1 were placed in 15 mL Falcon tubes, adding 14 ml
of soft PDB-S (potato dextrose liquid, 2.4% sorbitol, 1M,
1338 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
dextrosa agar, 0.7%; sorbitol, 1 M). La morfología de los
protoplastos se registró en un microscopio de luz Carl Zeizz
empleando el objetivo de 40 x.
Efecto de la higromicina B en el desarrollo de los
protoplastos
Los protoplastos contenidos en alícuotas de 100 μL (aprox
5-25X107mL-1 se colocaron en tubos Falcon de 15 mL, se
adicionaron 14 mL de PDB-S suave (papa dextrosa líquido,
2.4%; sorbitol, 1M; agar, 0.7%), se mezclaron suavemente
por inversión, se colocaron en placas de Petri y se incubaron
a 16 °C durante 48 h para la regeneración de su pared
celular. Posteriormente, se adicionaron 14 mL de medio de
cultivo PDA-S, adicionado de higromicina B dando una
concentración final de: 0, 50, 100, 200 y 300 μgmL-1. Las
placas inoculadas por triplicado, se incubaron a 16 °C y se
observaron cada 12 h para registrar el crecimiento.
Transformación
Para tratar de aumentar la eficiencia de transformación en el
hongo, 1 μg de ADN del plásmido pAN7-1 se linearizó con la
enzima de restricción Hind III en un volumen de 15 μL. Como
control de la transformación a los protoplastos se le adicionaron
2 μL de agua desionizada estéril. El plásmido pAN7-1
linearizado fue precipitado, resuspendido en 2 μL de agua
desionizada estéril y adicionado suavemente a los protoplastos
e inmediatamente se agregaron 30 μL de PEG 3350 (60%, p/v)
a temperatura ambiente, se mezcló suavemente y se incubaron
en baño de hielo durante 30 min.Ala mezcla de transformación
se adicionaron gota a gota 900 μL de PEG 3350 y se incubó a
temperatura ambiente durante 30 min.
La mezcla de transformación se cosechó centrifugando
a 8 000 rpm durante 15 min a temperatura ambiente,
descartando el sobrenadante con la ayuda de una micropipeta
de 1 000 μL. Nuevamente, el paquete celular se sometió a
centrifugación a 8 000 rpm durante 2 min y el sobrenadante
se removió con la ayuda de una micropipeta de 200 μL.
La mezcla de transformación se resuspendió en 500 μL de
regulador MSC empleando la micropipeta de 1 000 μL. Se
prepararon alícuotas de 100 μL en tubos Falcon de 15 mL y
se adicionaron 14 mL de PDB-S.
El medio PDB-S conteniendo la mezcla de transformación
se distribuyó por triplicado en placas de Petri para la
selección de transformantes, en tanto como testigo
se inocularon los protoplastos sin transformar. Los
Gerardo Acosta-García et al.
agar, 0.7 %), gently mixed by inversion, placed in Petri dishes
and incubated at 16 °C for 48 h for the regeneration of the
cell´s wall, subsequently adding 14 mL of culture medium
PDA-S added of hygromycin B giving a final concentration
of 0, 50, 100, 200 and 300 μgmL-1. The inoculated plates by
triplicate were incubated at 16 °C and were observed every
12 h to record its growth.
Transformation
For trying to increase the efficiency of the transformation
in the fungus, 1 μg of DNA of the plasmid pAN7-1 was
linearized with the restriction enzyme Hind III in a volume
of 15 mL. As a control of transformation, protoplasts
were added 2 L of sterile deionized water. The linearized
plasmid pAN7-1 was precipitated, suspended in 2 L of
sterile deionized water and added to the protoplasts, and
immediately added 30 L of PEG 3 350 (60% w/v) at room
temperature, mixed and incubated in an ice bath for 30 min.
To the transformation mixture, 900 μL of PEG 3350 were
added and incubated at room temperature for 30 min.
The transformation mixture was harvested by centrifuging
at 8 000 rpm for 15 min at room temperature, discarding the
supernatant with the aid of a micropipette 1 000 μL. Again,
the cell pellet was subjected to centrifugation at 8 000 rpm
for 2 min and the supernatant was removed with the aid of a
micropipette with 200 μL. The transformation mixture was
suspended in 500 L of regulator MSC using the micropipette
1 000 μL. Aliquots of 100 μL were prepared in 15 mL Falcon
tubes, adding 14 ml of PDB-S.
PDB-S medium containing the transformation mixture
was distributed in triplicate in Petri dishes for selection
of the transformants, while as a control were inoculated
untransformed protoplasts. Protoplasts were regenerated
for 48 h, subsequently adding 14 mL of culture
medium PDA-S, hygromycin B added giving a final
concentration of 200 μgmL-1. The plates were incubated at
16 °C and were observed every 12 h until the appearance
of colonies.
Selection of transformants by PCR
The transformants recovered on PDA added with
hygromycin B were analyzed by PCR using the following
specific oligonucleotides: Hig 1, Sentido 5´ GAC CTG
CTG AGG TCC CTC 3´; basis from 1911 to 1928 (10
microns); Hig 2, Antisentido 5´ GCC CTC GGA CGA
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos
protoplastos se regeneraron durante 48 h, posteriormente se
adicionaron 14 mL de medio de cultivo PDA-S, adicionado
de higromicina B dando una concentración final de 200
μgmL-1. Las placas se incubaron a 16 °C y se observaron
cada 12 h hasta la aparición de colonias.
Selección de transformantes por PCR
Las transformantes recuperadas en PDA adicionado de
higromicina B se analizaron por PCR empleando los
siguientes oligonucleótidos específicos: Hig 1, Sentido 5´
GAC CTG CTG AGG TCC CTC 3´; bases 1911-1928 (10
μm); Hig 2, antisentido 5´ GCC CTC GGACGAGTG CTG 3´;
bases 3235-3252 (10 μm). El ADN de las transformantes y de
la cepa control C2 se aisló empleando el método de extracción
por hervido, adaptado de Holmes y Quigley (1981).
Para cada transformante y la cepa control se prepararon
tubos Eppendorf de 1.5 mL conteniendo 100 mg de perlas
de vidrio de 450-600 μm y 150 μL de TE (Tris base, 50 mM;
EDTA, 2 mM). Se transfirieron 2-3 mg de micelio con asa
metálica a cada tubo y agitaron por vortex durante 2 min. Los
tubos se sellaron con papel parafilm, se hirvieron durante
5 min y se sometieron a vortex durante 1 min. A cada tubo
se le adicionaron 150 μL de una mezcla fenol: cloroformo
(1:1, v:v), se agitó con la ayuda de un vortex por 1 min y se
centrifugó a temperatura ambiente a 12 000 rpm durante 5 min.
Cada sobrenadante se transfirió a un tubo Eppendorf estéril,
se adicionaron 100 μL de cloroformo, se sometió a vortex
por 1 min y se centrifugó como en el paso anterior. 1 μL de
cada sobrenadante (aprox 50 ng) se empleó como templado
para la reacción de PCR la cual, constó de 35 ciclos con las
siguientes temperaturas y tiempos: desnaturalización 94 °C,
60 seg; alineamiento 56 °C, 90 seg; síntesis 72 °C, 60 seg.
Como control positivo fue empleado el plásmido pAN7-1
(50 ng). Los productos de PCR fueron revelados en un gel de
agarosa al 1.2% teñido con bromuro de etidio y usando como
marcador de tamaño 1 kb DNA Ladder, de promega.
Resultados
Sensibilidad S. cepivorum al antibiótico higromicina B
El micelio del hongo S. cepivorum mostró inhibición total
de su crecimiento en medio PDA sólido a una concentración
de 300 µgmL-1 de higromicina B. En tanto, los protoplastos
1339
GTG CTG 3´; basis 3235-3252 (10 μm). The DNA from
the transformants and the control strain C2 was isolated
using the boiling extraction method adapted from Holmes
and Quigley (1981).
For each transformant and the control strain Eppendorf
tubes were prepared 1.5 mL containing 100 mg of glass
beads of 450-600 μm and 150 μL of TE (Tris base, 50 mM
EDTA, 2 mM). 2-3 mg of mycelium were transferred with
metal handle to each tube and shaken by vortex for 2 min.
The tubes were sealed with parafilm, boiled for 5 min and
subjected to vortexing for 1 min. To each tube were added
150 μL of a mixture phenol: chloroform (1:1, v:v) stirred
with the aid of a vortex for 1 min and centrifuged at room
temperature at 12 000 rpm for 5 min.
Each supernatant was transferred to a sterile Eppendorf tube
adding 100 μL of chloroform, subjected to vortexing for 1
min and centrifuged as in the previous step. 1 μL of each
supernatant (approximately 50 ng) was used as template
for the PCR reaction, which consisted of 35 cycles with the
following temperatures and times: denaturation 94 °C, 60
sec; alignment 56 °C, 90 sec; synthesis 72 °C, 60 sec. As
a positive control was used the plasmid pAN7-1 (50 ng).
PCR products were revealed by agarose gel stained with
1.2% ethidium bromide, using as a size marker 1 kb DNA
ladder of Promega.
Results
Sensitivity of S. cepivorum to the antibiotic hygromycin B
The mycelium of the fungus S. cepivorum showed complete
inhibition of growth on solid PDA medium at a concentration
of 300 μgm-1 of hygromycin B. While the fungal protoplasts
showed a complete inhibition of growth on solid PDA-S
medium to a final concentration of 200 μgmL-1 (Figure 2A),
confirming that this antibiotic may be used for selection
of transformants of the fungus obtained with the plasmid
pAN7-1.
Formation of protoplasts of S. cepivorum
It was found that, in an incubation period of 5 h at 30
°C we had the highest formation of protoplasts (5-25 x
107mL-1) (Figure 1B), recommended amount to achieve the
transformation of fungi (Birch and Denning, 1998). The
1340 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
del hongo mostraron una inhibición total de su crecimiento
en medio PDA-S sólido a una concentración final de 200
µgmL-1 (Figura 2B), confirmando que este antibiótico se
puede emplear para la selección de transformantes del hongo
obtenidas con el plásmido pAN7-1.
Formación de protoplastos de S. cepivorum
Se encontró que en un periodo de incubación de 5 h a
30 °C se obtuvo la mayor formación de protoplastos
(5-25X107mL-1) (Figura 1B), cantidad recomendada para
lograr la tranformación de los hongos (Birch y Denning,
1998). Los resultados mostraron que la acción de las enzimas
celulasa, proteasa y quitinasa contenidas en el producto Lysing
Enzymes, es suficiente para la generación de protoplastos en
S. cepivorum a diferencia de otros hongos como Coccidioides
immitis (Reichard et al., 2000) o Aspergillus fumigatus (Birch y
Denning, 1998) donde es necesario suministrar adicionalmente
driselase (InterSpex, Foster City USA, con actividades
reportadas de celulasa, pectinasa, laminarinasa, xylanasa,
amilasa, entre otras) y kilatase (ICN FLOW, High Wycombe
UK), con actividades reportadas de β-glucanasa, proteasa,
pectinasa y amilasa), respectivamente, para la remoción de la
pared celular de ambos hongos patógenos de humano.
AA
BB
Gerardo Acosta-García et al.
results showed that, the action of cellulase enzymes, protease
and chitinase contained in the product Lysing Enzymes is
enough to generate protoplasts of S. cepivorum unlike the
other fungi such as Coccidioides immitis (Reichard et al.,
2000) or Aspergillus fumigatus (Birch and Denning, 1998)
where it´s necessary to additionally provide driselase
(InterSpex, Foster City, USA, with reported activities of
cellulase, pectinase, laminarinase, xylanase, amylase, etc.)
and kilatase (ICN FLOW, High Wycombe, UK), reported
activities of β-glucanase, protease, pectinase or amylase,
respectively for the removal of the cell´s wall of both humanpathogenic fungi.
Transformation of S. cepivorum through protoplast
fusion
The transformed protoplasts were recovered in Petri dishes
containing the regeneration medium PDA-Sorbitol, 200
μgmL-1 containing hygromycin B (Figure 2A), while,
the control protoplasts were unable to exhibit the same
phenotype (Figure 2B). Each possible transformant
colony was transferred into Petri dishes with PDA medium
supplemented with 300 μgmL-1 of hygromycin B and, the
development was recorded after 7 days of incubation at 16
°C. The transformed colonies 12-18 showed slow growth on
PDA medium in selection conditions (Figure 3A), compared
to the wild strain C2 in the absence of hygromycin B (Figure
3C), whereas the wild strain was incapable of growth under
the selection display (Figure 3B), showing that the fungus
S. cepivorum was transformed.
AA
Figura 1. S. cepivorum Berk mostrando: a) micelio de 96 h en
medio PDB; y b) protoplastos en regulador MSC,
obtenidos después de 5 h de incubación con 200 mg
de enzimas líticas.
Figure 1. S. cepivorum Berk showing: a) mycelium of 96 h in
PDB; and b) protoplasts on MSC regulatory obtained
after 5 h of incubation with 200 mg of lytic enzymes.
Transformación de S. cepivorum mediante fusión de
protoplastos
Los protoplastos transformados se recuperaron en cajas de
Petri conteniendo el medio de regeneración PDA-Sorbitol
(conteniendo 200 μgmL-1 de higromicina B (Figura 2A), en
BB
Figura 2. Fenotipo de S. cepivorum Berk después de 7 días
de incubación a 16 °C en medio PDA-Sorbitol
adicionado con 200 µgmL-1 de higromicina B: a)
posibles transformantes; y b) protoplastos de la
cepa silvestre C2 sin transformar.
Figure 2. S. cepivorum Berk phenotype after 7 days of
incubation at 16 °C on PDA-Sorbitol medium
supplemented with 200 μgmL-1 of hygromycin
B: a) possible transformants; and b) wild strain
protoplasts C2 unprocessed.
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos
tanto, los protoplastos control fueron incapaces de exhibir
el mismo fenotipo (Figura 2B). Cada posible colonia
transformante se transfirió a cajas de Petri con medio PDA
adicionado con 300 μgmL-1 de higromicina B y el desarrollo
se registró a los 7 días de incubación a 16 °C. 12-18 colonias
transformadas mostraron lento desarrollo en el medio PDA
en condiciones de selección (Figura 3A), comparada con la
cepa silvestre C2 en ausencia de higromicina B (Figura 3C),
en tanto la cepa silvestre fue incapaz de mostrar crecimiento
bajo selección (Figura 3B), mostrando que el hongo S.
cepivorum se ha transformado.
AA
B B
C
C
1341
Confirmation of the transformation by PCR
In order to demonstrate that the plasmid pAN7-1, which
confers resistance to hygromycin B is in the transformants
obtained, an analysis was carried made using PCR. Thus,
the DNA of the transformants was isolated by the boiling
method which was adapted by Holmes and Quigley (1981)
and available as a template. Additionally, two nested
oligonucleotides, sense and antisense respectively covering
part of the GPDA promoter and open reading frame of the hph
gene (Punt et al., 1987) were used as initiators. At 35 cycles,
in the agarose gel at 1.2% is observed an amplification of a
band of 1 342 kbp using as templates DNAs of the plasmid
pAN7-1 and, the genomic DNA of the transformant MAPH1
of S. cepivorum (Figure 4, lines 1 and 2). Meanwhile, using
genomic DNA from the wild strain as template, PCR product
did not amplified (Figure 4, line 3), confirming that, the hph
gene is part of the DNA of the transformant strains.
M
Figura 3. Fenotipo de S. cepivorum Berk después de 7 días de
incubación a 16 °C en medio PDA adicionado con
300 µgmL-1 de higromicina B: a) transformante
seleccionada maph1; b) cepa silvestre C2; y c) cepa
silvestre C2 sin adición de higromicina.
Figure 3. S. cepivorum Berk phenotype after 7 days of
incubation at 16 °C on PDA medium supplemented
with 300 μgmL -1 of hygromycin B: a) transforming
selected maph1; b) wild strain C2; and c) wild strain
C2 without the addition of hygromycin.
1
2
3
1.5 kb
1.0 kb
Confirmación de la transformación por PCR
Para demostrar que el plásmido pAN7-1, el cual confiere
resistencia a higromicina B, se encuentra en las
transformantes obtenidas, se llevó acabo un análisis por
PCR. Así, el ADN de las transformantes se aisló por el
método de hervido el cual fue adaptado por Holmes y
Quigley (1981) y dispone como molde. Adicionalmente,
dos oligonucleotidos anidados, sentido y anti-sentido que
cubren respectivamente, parte del promotor gpdA y el
marco de lectura abierto del gen hph (Punt et al., 1987),
se emplearon como iniciadores. A los 35 ciclos, en el gel
de agarosa al 1.2% se observa la amplificación de una
banda de 1.342 kpb empleando como moldes los ADN del
plámido pAN7-1 y el ADN genómico de la transformante
MAPH1 de S. cepivorum (Figura 4, líneas 1 y 2). En tanto,
empleando el ADN genómico de la cepa silvestre como
templado, el producto de PCR no amplificó (Figura 4, línea
3), confirmando que el gen hph forma parte del ADN de
las cepas transformantes.
Figura 4. Productos de PCR en gel de agarosa. Se muestra la
amplificación de la región de 1.3 kpb del gen hph
(carriles 1 y 2) empleando los iniciadores específicos
Hig1 y Hig2: carril M, marcador de tamaño molecular
en kpb (1 kb DNA Ladder, promega). Carriles 1-3:
plásmido pAN7-1, cepa transformante S. cepivorum
MAPH1 y cepa silvestre C2, respectivamente; en las
tres se usó ADN como templado.
Figure 4. PCR products on an agarose gel. Showing the
amplification of the region of 1.3 kbp of the hph gene
(lanes 1 and 2) using specific indicators Hig1 and Hig2:
lane M, molecular size marker kbp (1 Kb DNALadder,
promega). Lanes 1-3: plasmid pAN7-1, transformant
strain S. cepivorum MAPH1 and, wild strain C2,
respectively; in the three DNA was used as template.
1342 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Gerardo Acosta-García et al.
Discusión
Discussion
1 µg del plásmido pAN7-1 linearizado con la enzima de
restricción Hind III, permitió la obtención de 12-18
transformantes de S. cepivorum resistentes al antibiótico
higromicina B, el cual se usó como marcador de selección
dominante. Dado que no se cuenta con promotores de
genes homólogos del hongo fitopatógeno, fue necesario
emplear el plásmido pAN7-1 (Punt et al., 1987) el cual,
tiene al gen hph de E. coli bajo el promotor gpdA y
el terminador trpC de A. nidulans, así, el aislamiento
de transformantes de S. cepivorum confirman que el
promotor heterólogo gpdA dirige la transcripción del
gen bacteriano hph en el hongo, de manera análoga como
se ha demostrado en el hongo fitopatógeno Neonectria
galligena (Tanguay et al., 2003).
1 µg of the plasmid pAN7-1 linearised with the restriction
enzyme Hind III, allowed obtaining 12-18 transformants
of S. cepivorum resistant to the antibiotic hygromycin B,
which was used as dominant selectable marker. Considering
that there are no promoters of homologous genes of the
pathogen, it was necessary to use the plasmid pAN7-1 (Punt
et al., 1987), which has the hph gene of E. coli under the
GPDA promoter and trpC terminator of A. nidulans, thus,
isolation of transformants of S. cepivorum confirmed that,
GPDA heterologous promoter directs transcription of the
bacterial hph gene in the fungus, similarly as it has been
demonstrated in the phyto-pathogenic fungus Neonectria
galligena (Tanguay et al., 2003).
Las transformantes obtenidas mostraron desarrollo lento
en medio PDA adicionado con higromicina B, comparada
con la cepa silvestre en ausencia del factor de selección, lo
cual sugiere la presencia de núcleos sin transformar en el
micelio heterocariótico obtenido. Dado que S. cepivorum
no posee un ciclo de esporulación sólo forma esclerocios,
será necesario aislar puntas de hifas para la selección del
homocarión.
El empleo de los iniciadores dirigidos contra el promotor
(sentido) gpdA y contra la parte 3´ (antisentido) del gen hph
y el ADN de las transformantes como molde, permitió la
amplificación de un fragmento de 1.342 kpb (bases 1911-3252;
Punt et al., 1987), confirmando que el plásmido pAN7-1 se
encuentra en el hongo transformado. En conclusión, se presenta
un procedimiento de transformación para S. cepivorum como
una primera etapa para el análisis de la función de genes en el
fenómeno de la pudrición blanca en el ajo (A. sativum), para la
identificación de blancos genéticos que permitan el desarrollo
de estrategias de control del patógeno.
Estudios posteriores deberán incluir el aislamiento y empleo
de promotores homólogos fuertes, de igual manera el empleo
de procedimientos de electroporación (Sánchez et al., 1993;
Gutiérrez et al., 2011), biobalística (Parvez et al., 2004),
integración mediada por enzimas de restricción (REMI)
(Kim et al., 2002; Turgeon et al., 2011) y A. tumefaciens
(Gouka et al., 1999; Cardoza et al., 2006; Zhou et al., 2008;
Sharma y Kuhad, 2010), para aumentar la eficiencia de
transformación del hongo, tal como se ha demostrado en
diferentes hongos.
The transformants obtained showed slow growth in PDA
medium supplemented with hygromycin B compared with
the wild strain in the absence of the target factor, suggesting
the presence of untransformed nuclei in the mycelium
heterocariótico obtained. Because S. cepivorum has no
sporulation cycle of sclerotia, only necessary to isolate
hyphal tips of the homocarion selection.
The use of indicators directed against the promoter (sense)
and against the GPDA 3 '(antisense) of the hph gene and DNA
of the transformants as a mold, allowed the amplification of
1 342 kbp fragment (bases 1 911-3 252; Punt et al., 1987),
confirming that, the pAN7-1 plasmid is transformed into
the fungus. In conclusion, we presented a transformation
procedure for S. cepivorum as the first step for analyzing the
gene’s function in the phenomenon of white rot in garlic (A.
sativum), to identify gene targets that allow the development
of pathogen control strategies.
Further studies should include the isolation and use of strong
homologous promoters, as well as the use of electroporation
procedures (Sánchez et al., 1993; Gutiérrez et al., 2011),
biolistic (Parvez et al., 2004) mediated integration of
restricting enzymes (REMI) (Kim et al., 2002; Turgeon et al.,
2011) and A. tumefaciens (Gouka et al., 1999; Cardoza et al.,
2006; Zhou et al., 2008; Kuhad Sharma, 2010) for increasing
fungal transformation efficiency, as demonstrated in several
fungi.
Besides, the type of integration should be analyzed,
using homologous sequences blank with the intention
of performing gene disruption experiments to show the
Transformación del hongo fitopatógeno Sclerotium cepivorum Berk empleando fusión de protoplastos
Adicionalmente, se deberá analizar el tipo de integración
empleando secuencias homólogas blanco con la intención
de realizar experimentos de disrupción génica para
mostrar la función de genes específicos en la patogénesis
del hongo, como en el caso de la demostración del papel
del gen ornitina descarboxilasa (Umodc) durante
la transición dimórfica y patogénesis del hongo
basidiomiceto patógeno del maíz Ustilago maydis
(Guevara-Olvera et al., 1997). Una clave importante
para el avance de la biología molecular y la genética
de un organismo dado es el desarrollo de sistemas de
transformación genética, lo cual hace posible el análisis
y la manipulación del genoma del organismo de interés.
Sin embargo, poco se ha avanzado en el desarrollo de
sistemas de etiquetado de genes aplicado a un amplio
rango de hongos filamentosos.
Agradecimientos
Al COSNET (666.02-P) y al CONACYT (37546-B) por
el apoyo económico otorgado a la presente investigación,
así como por la beca otorgada a Miguel Ángel PantojaHernández.
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as in the case of demonstrating the role of the ornithine
decarboxylase gene (Umodc) during the dimorphic
transition and pathogenesis of the basidiomycete fungus
pathogen of maize, Ustilago maydis (Guevara-Olvera et al.,
1997). An important key to the advancement of molecular
biology and genetics of an organism development of
genetic transformation systems, which makes possible the
analysis and manipulation of the genome of the organism
of interest. However, little progress has been made in the
development of gene tagging systems applied to a wide
range of filamentous fungi.
End of the English version
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1347-1360
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec
con diferente tiempo de añejamiento*
Physicochemical characterization of Malbec red
wines with different aging time
Enrique Almanza Aguilera1, Juan José Figueroa González2, María Dolores Alvarado Nava2, María Guadalupe Herrera Hernández3
y Salvador Horacio Guzmán Maldonado3§
Universidad Autónoma de Querétaro. Programa de Posgrado (PROPAC). Av. Hidalgo s/n, Cerro de las Campanas, Querétaro, Querétaro. Tel. 01 461 1194629. ([email protected]
hotmail.cm). 2Campo Experimental Zacatecas. Carretera Zacatecas-Fresnillo, km 24.5. A. P. Núm. 18. Calera de V. R., Zacatecas. C. P. 98500. Tel. 01 478 9850198.
([email protected]). 3Unidad de Biotecnología. Campo Experimental Bajío. Carretera Celaya-San Miguel Allende, km 6.5. C. P. 38110. Celaya,
Guanajuato. Tel. 01 461 6115323. Ext. 128. Fax. 01 461 6115431. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
mx; [email protected]
1
Resumen
Abstract
El Campo Experimental Zacatecas (INIFAP) históricamente
ha producido y almacenado vinos de sus viñedos; sin
embargo, no se conoce su calidad enológica de estos vinos.
En 2011 se evaluó la calidad de catorce vinos tintos Malbec
producidos de 1976 a 2009 en este Campo. A las muestras
se les determinó la acidez total y volátil, pH, contenido de
alcohol, extracto seco, sólidos precipitados, pigmentos
monoméricos y poliméricos y el color CIELAB. Las
características fisicoquímicas de los vinos producidos en
1980, 1985 y 2009 estuvieron dentro del rango recomendado
por la industria vinatera. Los datos sugieren que tanto las
temperaturas máxima (~22 ºC) y minima (~7 ºC) así como
la precipitación media del estado (22.9-29.7 mm) afectaron
positivamente las características del vino. Por otro lado,
varias muestras presentaron altos niveles de acidez volátil
que sugiere contaminaciones por acetobacterias. Los vinos
con un pH alto presentaron un color de mala calidad para
un vino tinto. Se encontró una correlación significativa (r=
0.63, p< 0.05) entre los pigmentos poliméricos pequeños
y el tiempo de añejamiento lo cual afectó el color del vino
con excepción de las muestras producidas en 1980, 1985 y
2009. Dada las características enológicas de algunos vinos,
The Experimental Field Zacatecas (INIFAP) historically
has produced and stored wines from its vineyards;
however, enological quality of these wines is unknown.
In 2011 we assessed the quality of fourteen Malbec red
wines produced from 1976 to 2009. All the samples were
analyzed for total and volatile acidity, pH, alcohol content,
dry extract, solid precipitates, monomeric and polymeric
pigments and CIELAB color. The physicochemical
characteristics of the wines produced in 1980, 1985 and
2009 were within the range recommended by the winery
industry. These data suggest that, high (~22 °C) and
minimum temperatures (~7 °C), as well as the average
rainfall in the State (22.9-29.7 mm) positively affected
the characteristics of wine. In addition, several samples
showed high levels of volatile acidity that suggests
contamination by Acetobacter. Wines with high pH
had a poor color for a red wine. We found a significant
correlation (r= 0.63, p< 0.05) between small polymeric
pigments and aging time, which affected the color of
wine with the exception of the samples produced in 1980,
1985 and 2009. Given the enological characteristics of
some wines, it is possible to carry out its marketing. It is
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: junio de 2012
Enrique Almanza Aguilera et al.
1348 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
es posible llevar a cabo su comercialización. Es importante
llevar a cabo la caracterización química, aceptación sensorial
y evaluar el efecto del ambiente sobre la calidad de los vinos
producidos en Zacatecas.
important to perform a chemical characterization, sensory
acceptance and evaluate the environmental effect on the
quality of the wines produced in Zacatecas.
Palabras clave: almacén, ambiente, calidad enológica, vino.
Key words: environment, enological quality, wine,
warehouse.
Introducción
Introduction
El efecto benéfico del consumo del vino tinto sobre el
corazón ha llamado la atención en los últimos años (Renaud
y de Lorgeril, 1992). Esta propiedad del vino se atribuye
a la capacidad antioxidante y otros efectos biológicos de
los compuestos fenólicos presentes (Booyse et al., 2007;
Alén-Ruiz et al., 2009). Sin embargo, la aceptación por
parte del consumidor, se basa en el color, sabor y cuerpo de
un vino. Estas propiedades son el resultado de la presencia
de compuestos pigmentantes, ácidos orgánicos y sólidos
residuales, entre otros factores (Cliff et al., 2002; Escudero
et al., 2002). Por ejemplo, se sabe que el color, sabor y cuerpo
de un vino son afectadas por el proceso de vinificación (Girard
et al., 2001), la región de producción de la uva (Vilanova y
Soto, 2005; Goldner y Zamora, 2007), las prácticas agrícolas
(Jackson y Lombard, 1993), el patrón de ácidos orgánicos
(Lawless et al., 1996; Kallithraka et al., 1997), el contenido de
polifenoles (Preys et al., 2006), tipo de añejamiento (barrica
o botella) y el añejamiento en sí (Gómez-Plaza et al., 2000).
The beneficial effect of red wine consumption on the
heart has drawn attention in recent years (Renaud and
Lorgeril, 1992). This property of wine is attributed to
the antioxidant and other biological effects of phenolic
compounds (Booyse et al., 2007; Alen-Ruiz et al., 2009).
However, consumer acceptance is based on the wine´s
color, flavor and body. These properties are the result of
the presence of compounds, pigments, organic acids and
residual solids, among other factors (Cliff et al., 2002;
Escudero et al., 2002). For example, it is known that, color,
flavor and body of a wine are affected by the winemaking
process (Girard et al., 2001), the region of grape production
(Vilanova and Soto, 2005; Goldner and Zamora, 2007),
agricultural practices (Jackson and Lombard, 1993), the
pattern of organic acids (Lawless et al., 1996; Kallithraka
et al., 1997), polyphenol content (Preys et al., 2006), type
of aging (barrel or bottle) and, aging itself (Gómez-Plaza
et al., 2000).
La producción de vino en México tuvo una reducción
considerable de 2000 a 2009. Los principales estados
productores en México son Baja California, Aguascalientes,
Coahuila, Durango, Querétaro, Sonora y Zacatecas (CMV,
2011). Sin embargo, en los últimos años no sólo se ha
incrementado el consumo de vino en México (de 45 millones
de litros en 2009 a 63 millones a octubre de 2011), también
el número de casas productoras que, en tan sólo una década,
pasaron de 20 a 90. Ejemplo de lo anterior es el estado
de Zacatecas donde se han establecido casas que están
produciendo vino de variedades de uva que se producen en
el mismo estado.
Wine production in Mexico had a significant reduction
from 2000 to 2009. The major producing States are
Baja California, Aguascalientes, Coahuila, Durango,
Querétaro, Sonora and Zacatecas (CMV, 2011). However,
in recent years not only has increased wine consumption in
Mexico (45 million liters in 2009 to 63 000 000 in October
2011), also the number of production houses that, in just
a decade passed from 20 to 90. An example of this is the
State of Zacatecas where they have established houses
that are producing wine grape varieties produced in the
same State.
Esto con el fin de lograr su denominación de origen. Por su
parte, el Campo Experimental Zacatecas del INIFAP tiene
una larga tradición en la producción de vinos con variedades
de uva que produce en sus terrenos. La cava del INIFAP
conserva vinos Malbec que fueron producidos a fines de los
70`s y hasta la fecha. Sin embargo, nunca se ha realizado
This in order to get its designation of origin. The Experimental
Field Zacatecas INIFAP has a long tradition in wine
production from grape varieties produced on their own
land. INIFAP´s cellar retains Malbec wines produced
in the late 70 `s to date. However, there has never been a
comprehensive study to assess the current status of these
wines. Such information would not only document the effect
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
1349
un estudio exhaustivo para evaluar el estado actual de esos
vinos. Dicha información permitiría no solo documentar el
efecto del tiempo de añejamiento sobre los vinos, también
podría generar información sobre la calidad del vino añejado
en botella para normar criterios para la producción futura
con fines de comercialización. El objetivo del presente
trabajo fue llevar a cabo la caracterización fisicoquímica
vinos Malbec producidos de 1979 a 2009 en el Campo
Experimental Zacatecas con el fin de conocer la calidad
enólica de los mismos.
of aging time on wine, it could also generate information
on the quality of wine aged in bottles for regulating the
criteria for future production, for marketing purposes.
The aim of this study was to perform a physicochemical
characterization of Malbec wines produced from 1979 to
2009 in the Experimental Field Zacatecas to knowing the
winemaking quality.
Materiales y métodos
Biological material. Samples of red wine produced with
Malbec grape variety were used (Table 1). The grapes were
harvested in the Experimental Field Zacatecas and the wine
was prepared with the traditional method of winemaking: 1)
pressing; 2) maceration for three weeks; y 3) fermentation
for 10 days; and 4) aging in bottle. In October, 2010, two
bottles of 200 mL were taken from the cellar of this field,
Table 1. These bottles were stored under a temperature and
relative humidity of 25 °C and 80%, respectively.
Material biológico. Se utilizaron muestras de vino tinto
producidos con la variedad de uva Malbec (Cuadro 1). La
uva fue cosechada en el Campo Experimental Zacatecas y el
vino se preparó con el método tradicional de vinificación: 1)
prensado; 2) maceración por tres semanas; y 3) fermentación
por 10 días; y 4) crianza y añejamiento en botella. En
octubre de 2010 se retiraron de la cava de este Campo dos
botellas de vino de 200 mL de los años que se muestran en
el Cuadro 1. Estas botellas han sido conservadas bajo una
temperatura y humedad relativa promedio de 25 ºC y 80%,
respectivamente.
Materials and methods
The bottles were opened in a chamber saturated with
one inert atmosphere (N2 food grade) in the absence of
light. Before opening each bottle it was stirred in order
to achieve a uniform distribution of the precipitated
Cuadro 1. Año, código asignado a muestras de vino Malbec producidas en el Campo Experimental Zacatecas y condiciones
de temperatura y precipitación anual en este estado.
Table 1. Year, assigned code to Malbec wine samples produced in the Experimental Field Zacatecas and, conditions of
temperature and annual precipitation in this State.
Datos climáticos
Año de producción
Código asignado
Temperatura
máxima (ºC)
Temperatura
mínima (ºC)
Precipitación pluvial
(mm)
1979
1980
1981
1982
1984
1985
1987
1989
1994
1996
2000
2003
2005
2009
M-79
M-80
M-81
M-82
M-84
M-85
M-87
M-89
M-94
M-96
M-00
M-03
M-05
M-09
22.2
22.2
21.1
22.6
21.6
22.8
22.4
24.1
23.3
23.8
23.9
22.9
23.2
22.2
5.3
5.6
5.4
6.0
6.8
7.4
7.4
7.7
8.4
7.9
7.1
8.2
7.6
7.2
18.0
22.9
33.5
27.3
39.1
29.7
44.8
27.1
41.2
19.9
27.9
45.5
28.9
24.6
Enrique Almanza Aguilera et al.
1350 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Las botellas se abrieron en una cámara saturada con una
atmósfera inerte (N2 grado alimenticio) en ausencia de
luz. Antes de abrir cada botella se agitó con el fin de lograr
una distribución uniforme de los sólidos precipitados.
El contenido de cada botella se distribuyó en tres frascos
ámbar los cuales fueron sellados bajo la misma atmosfera
y almacenados a 4 °C hasta su análisis. Al momento del
análisis las muestras fueron sometidas a vacío para retirar
el bióxido de carbono disuelto.
Acidez total. Una alícuota de cada vino se diluyó en agua
(25:10, v/v) y se le añadieron 5 mL de una solución buffer de
fosfatos (NaOH 0.029 M, fosfato de potasio dibásico 0. 05 M,
pH 7.0). Inmediatamente después, se le adicionó 1 mL de azul
de bromotimol (4% en agua) y se tituló con NaOH (0.1 M)
hasta que el color rojo de la muestra virara a un color verdeazul (OIV, 2009). La acidez total (AT) se reportó en gramos
equivalentes de ácido tartárico por litro de vino (g EAT/L).
La AT fue calculada de acuerdo con las siguientes fórmulas:
A´= FDx
AT= (0.075)(A´).
Donde: FD = factor de dilución; x= ml gastados de NaOH;
AT= acidez total; 0.075= g equivalentes de ácido tartárico
que son neutralizados por un mL de NaOH (0.1 M).
Acidez volátil. En un matraz se colocaron 10 mL de vino
y se sometió a una destilación. Los primeros 5 mL de
destilado fueron desechados y se recupero el resto. A 3.2
mL de destilado se le adicionaron 5 gotas de fenolftaleína
(1% en agua, p/v) y la muestra se tituló con NaOH (0.02
M) (OIV, 2009). La acidez volátil (AV) se calculó de la
siguiente manera:
AV= (0.366)(V).
Donde: V= volumen gastado de NaOH (0.02 M); 0.366= g
equivalentes de ácido acético neutralizados por mL de NaOH
(0.02 M); la AV se expresó en gramos equivalentes de ácido
acético por litro de vino (g EAA/L).
pH. Se determinó con un potenciómetro (Hanna Istruments
HI 255. Garden Grove, CA. USA).
Contenido de alcohol. El grado alcohólico se determinó
colocando 20 mL de vino en un matraz de destilación
y añadiéndole 1 mL de una solución de CaOH (2 M).
Inmediatamente después, la muestra se sometió a una
solids. The contents of each bottle were distributed in
three amber bottles, sealed under the same atmosphere
and stored at 4 °C for analysis. At the time of analysis, the
samples were subjected to vacuum to remove dissolved
carbon dioxide.
Total acidity. An aliquot of each wine was diluted in water
(25:10, v/v) adding 5 mL of a phosphate buffer solution
(NaOH 0.029 M, dibasic potassium phosphate 0.05 M, pH
7). Immediately thereafter, 1 mL of blue bromothymol was
added (4% in water) and was tagged as NaOH (0.1 M) until
the red changed to green-blue (OIV, 2009). Total acidity
(TA) was reported in equivalent grams of tartaric acid per
liter of wine (EAT g/L). AT was calculated according to the
following formula:
A '= FDx
AT = (0.075) (A ').
Where: FD= dilution factor, x= spent ml of NaOH; AT= total
acidity; 0.075= equivalent g of tartaric acid, neutralized by
one mL of NaOH (0.1 M).
Volatile acidity. In a flask, 10 mL of wine were placed and
subjected to distillation. The first 5 mL of distillate were
discarded and the rest recovered. A 3.2 mL of distillate
were added 5 drops of phenolphthalein (1% in water, w/v)
and the sample was tagged NaOH (0.02 M) (OIV, 2009).
Volatile acidity (AV) was calculated as follows:
AV = (0366) (V).
Where: V= volume of NaOH used (0.02 M)= 0366 equivalent
g of acetic acid, neutralized per mL of NaOH (0. 02 M), AV
is expressed in equivalent grams of acetic acid per liter of
wine (EAA g/L).
pH. determined with a potentiometer (Hanna HI 255
Istruments. Garden Grove, CA. USA).
Alcohol content. The alcoholic level was determined by
placing 20 mL of wine in a distillation flask and adding 1
mL of a solution of CaOH (2 M). Immediately thereafter,
the sample was subjected to distillation to recover a ¾ of
the original volume of the wine. The distillate was placed in
a 20 mL flask, graduated with deionized water. The sample
was placed in a test tube of 25 mL, taking the temperature
and introduced an alcoholometer. The alcohol content
was reported by comparing the reading device, and the
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
destilación a hasta recuperar ¾ del volumen original del
vino. El destilado se colocó en un matraz de 20 mL y se
aforo con agua desionizada. La muestra se colocó en una
probeta de 25 mL, se le tomó la temperatura y se introdujo
un alcoholímetro. El contenido de alcohol se reportó
comparando la lectura del alcoholímetro y la temperatura
con los valores de la Tabla II (MA-E-A312-02-TALVOL)
(OIV, 2009). El contenido de alcohol se reportó en mililitros
por 100 mL (%).
Extracto seco. Se colocaron 4.5 g de tiras de papel filtro
(2.2 x 1 cm) en un vaso de precipitados y se añadieron 80 mL
de una solución acuosa de H2SO4 (0.2 %, v/v). Las tiras de
papel se retiraron de la solución de acido sulfúrico después
de 2 h, se dejaron reposar en agua por 5 min y se enjuagaron
cuatro veces con agua. Después de los enjuagues, las tiras se
colocaron en una caja Petri y se secaron en un horno (RIOSA
H-91, Monterrey, N. L.) a 70 °C por 4 h. Después de tomar el
peso de las tiras de papel, se sumergieron en 10 mL de vino
y se llevaron nuevamente a un horno (70 °C, 4 h). Cuando
el vino se secó las tiras de papel se retiraron, se enfriaron en
un desecador y se pesaron. El contenido de extracto seco se
calculó por diferencia de peso y se reportó en gramos por
litro de vino (g/L) (OIV, 2009).
Sólidos precipitados. Después de medir el volumen de vino
de cada frasco ámbar, el vino se centrifugó a 5000 rpm por
30 min. Después de la centrifugación el sobrenadante se
regresó al frasco ámbar y se recuperó la pastilla (los sólidos
precipitados). Los sólidos precipitados se colocaron en una
caja Petri tarada y se llevaron a sequedad a 70 °C por 2 h en
horno de convección. Después del secado la caja de Petri con
la muestra se pesó y los sólidos precipitados se calcularon
por diferencia de peso y se reportaron en gramos por litro
de vino (g/L) (OIV, 2009).
Compuestos pigmentantes mono y poliméricos. La
metodología está basada en el efecto blanqueador que
el bisulfito tiene sobre los compuestos pigmentantes
monoméricos (PM, básicamente antocianinas) y en la
capacidad de los compuestos pigmentantes poliméricos
pequeños (PPP) y grandes (PPG) de precipitar cuando
forman complejos con proteínas (Harbertson et al.,
2003). En resumen, la muestra de vino se diluyó al 12%
con una solución de etanol que contenía 5 g de bitartrato
de potasio (pH 3.3). En un tubo Eppendorf se colocó 1
mL de un buffer de ácido acético/NaCl (200 mM ácido
acético, 170 mM NaCl, pH 4.9) y 500 µL de la muestra
diluida en etanol.
1351
temperature of the values of Table II (E-MA-A312-02TALVOL) (OIV, 2009). The alcohol content is reported
in milliliters per 100 mL (%).
Dry extract. 4.5 g of filter paper strips (2.2 x 1cm) were
placed in a beaker and 80 mL of an aqueous solution of H2SO4
(0.2% v/v) was added. The paper strips were removed from the
sulfuric acid solution after 2 h allowing to standing in water
for 5 min and rinsed four times with water. After these, the
strips were placed in a Petri dish and dried in an oven (Riosa
H-91, Monterey, NL) at 70 °C for 4 h. After taking the weight
of the paper strips were immersed in 10 mL of wine and carried
again to an oven (70 °C, 4 h). When wine is dried, the paper
strips were removed, cooled in a desiccator and weighed. The
dry matter content was calculated by weight difference and
reported in grams per liter of wine (g/L) (OIV, 2009).
Precipitated solids. After measuring the volume of wine
from each amber bottle, the wine was centrifuged at 5000
rpm for 30 min. After the centrifugation, the supernatant
is returned to the amber flask and recovered the tablet
(the precipitated solids). The precipitated solids were
placed in a Petri dish tared and taken to dryness at 70 °C
for 2 h in a convection oven. After drying, the Petri dish
with the sample was weighed and the precipitated solids
were calculated by difference in weight and are reported
in grams per liter of wine (g/L) (OIV, 2009).
Pigment compounds mono and polymeric. The
methodology is based on the bleaching effect that the
bisulfite has on monomeric pigment compounds (PM,
basically anthocyanins) and, the compounds´ ability
of small (PPP) and large polymeric pigments (PPG)
to precipitate when forming complexes with protein
(Harbertson et al., 2003). In fewer words, wine samples
were diluted with 12% ethanol solution containing 5 g of
bitartrate potassium (pH 3.3). In an Eppendorf tube was
placed 1 mL of a buffer of acetic acid/NaCl (200 mM
acetic acid, 170 mM NaCl, pH 4.9) and 500 L of the diluted
sample in ethanol.
The sample got stirred and transferred to a cell to be read
in a spectrophotometer (Janway 6305, Swedesboro, NJ,
USA) at 520 nm (reading A). The sample is returned to the
Eppendorf tube and 80 µl of metabisulfite potassium (0.36
M) were added, stirred and allowed to stand for 10 min at
room temperature. Immediately read at 520 nm (reading
B). In another Eppendorf tube was placed 1 mL of acetic
acid buffer and 1 mg of bovine serum albumin. The sample
Enrique Almanza Aguilera et al.
1352 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
La muestra se agitó y se transfirió a una celda para ser
leída en un espectrofotómetro (Janway 6305, Swedesboro,
NJ, USA) a 520 nm (lectura A). La muestra se regreso al
tubo Eppendorf y se le agregaron 80 µL de metabisulfito
de potasio (0.36 M), se agitó y se dejó reposar 10 min a
temperatura ambiente. Inmediatamente después se leyó
a 520 nm (lectura B). En otro tubo Eppendorf se colocó
1 mL del buffer de ácido acético y 1 mg de seroalbúmina
bovina. La muestra se agitó y se le adicionaron 500 µL
de vino. La mezcla se dejó incubar con agitación por 15
min a temperatura ambiente. Después de la incubación,
la mezcla se centrifugó a 13 500 g por 5 min. Se recuperó
1 mL del sobrenadante y se leyó a 520 nm (lectura C). El
contenido de PM, PPP y PPG se realizó de acuerdo con las
siguientes fórmulas:
PM= lectura A - lectura B
(PPP)= lectura C
(PPG)= lectura B - lectura C.
Color CIELAB. La muestra de vino se filtro a través de
una membrana de poro de 0.45 µm. El filtrado se recuperó
en una celda de cuarzo y se leyó en un espectrofotómetro
UV-vis (HP 8453, Agilent Technologies, Madrid, España).
Se tomaron lecturas cada 2 nm a lo largo del espectro visible
de 380 a 770 nm. Los parámetros CIELAB de C* (croma)
y H* (tono) fueron calculados con base en los valores de
a* que mide la tendencia del rojo al verde y b* que mide la
tendencia del amarillo al azul (datos no mostrados) (Heredia
et al., 2004; OIV, 2009). Para calcular C* y H* el software
ChromaLab® acoplado al espectrofotómetro utiliza las
siguientes fórmulas:
C* = [(a*)2 + (b*)2]1/2
H* = arctan (b*/a*)
Análisis estadísticos. Todos los análisis se realizaron por
duplicado (dos botellas por año) con tres replicas para cada
botella. Los resultados obtenidos se reportan como la media
± desviación estándar (n= 6). Las diferencias significativas
entre medias se realizaron mediante un análisis de ANOVA
y una prueba de Tukey, usando un nivel de significancia de
0.05. Para el cálculo de las correlaciones estadísticas entre
variables se realizaron análisis de asociación no paramétrica
y se determinaron los coeficientes Tau de Kendall. El
programa estadístico empleado para estos análisis fue el
JMP® versión 5.0.1.
was stirred and were added 500 L of wine. The mixture was
incubated with stirring for 15 min at room temperature.
After incubation, the mixture was centrifuged at 13 500
g for 5 min. Recovering 1 mL of supernatant, read at 520
nm (reading C). The contents of PM, PPP and PPG were
performed according to the following formula:
PM= reading A - Reading B
(PPP)= read C
(PPG)= Reading B - Reading C.
CIELAB color. The wine sample was filtered through a
membrane pore of 0.45 microns. The filtrate was recovered
in a quartz cell and read on a UV-vis spectrophotometer
(HP 8453, Agilent Technologies, Madrid, Spain). Readings
were taken every 2 nm over the visible spectrum of 380 to
770 nm. CIELAB parameters of C* (chroma) and H* (hue)
were calculated based on the values of a* which measures
the tendency of red to green and, b* measuring the tendency
yellow to blue (data not shown) (Heredia et al., 2004;
OIV, 2009). In order to calculate C* and H*, ChromaLab®
software coupled to the spectrophotometer using the
following formulas:
C * = [(a *) 2 + (b *) 2] 1/2
H * = arctan (b * / a *)
Statistical analysis. All analyzes were performed in
duplicate (two bottles per year) with three replicates for
each bottle. The results are reported as mean ± standard
deviation (n= 6). Significant differences between means
were performed using ANOVA and Tukey's test, using
a significance level of 0.05. In order to calculate the
statistical correlations between the variables, nonparametric
association analysis was performed and determining the
Tau coefficients of Kendall. The statistical program used
for these analyzes was JMP® version 5.0.1.
Results and discussion
Total acidity. The desirable concentration of total acidity
(TA) that represents the sum of the volatile and nonvolatile
acids of a table wine is in the range of 5.5 to 8.5 g EAT/L
(Jackson, 2008). In this sense, all the wines analyzed
presented a TA within the recommended range, except for
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
Resultados y discusión
Acidez total. La concentración deseable de acidez total
(AT) que representa la suma de los ácidos volátiles y no
volátiles, de un vino de mesa se encuentra en el rango
de 5.5 a 8.5 g EAT/L (Jackson, 2008). En este sentido,
todos los vinos analizados presentan una AT dentro del
rango recomendado con excepción de las muestras M-79
y M-80 (Cuadro 2). El alto contenido de AT de estas
muestras pudiera estar relacionado a contaminaciones
de acetobacterias en la uva que actúan en la maceración
y fermentación del vino (Jackson, 2008). Por otro lado,
se sabe que un vino será de mejor calidad si su AT es más
parecido al nivel optimo inferior que, como ya se indicó,
es de 5.5 g EAT/L. En este sentido, las muestras M-82 y
M-94 presentan valores de AT de 5.59 y 5.48 g EAA/L,
respectivamente, lo que sugiere que estos vinos son los de
mejor calidad. Hay otros vinos que presentan valores de
AT un poco más alto que podrían considerarse de buena
calidad también (Cuadro 2).
1353
the samples M-79 and M-80 (Table 2). The high AT content
of these samples could be related to the contamination
of Acetobacter in grapes that act in the maceration and
fermentation of wine (Jackson, 2008). Furthermore, it is
known that a higher quality wine will be if, the AT is closer
to the optimum level below which, as already indicated,
is 5.5 g EAT/L. In this sense, the samples M-82 and M-94
presented values of 5.59 and 5.48 AT EAA g/L, respectively,
suggesting that these wines are the best quality. There are
other wines with AT values slightly higher than could be
considered of good quality as well (Table 2).
Volatile acidity. It has been reported that, the optimal value
of volatile acidity in wines (AV) is 0.3 g EAA/L (OIV, 2009).
In this sense, all the analyzed samples in this study showed
a level of AV, nevertheless the wines M-79, M-80 and M-09
showed levels quite close to 0.3 AV EAA/L (Table 2).
However, it has been reported that, the mayor volatile acid
in wine is the acetic acid, while the formic acid, propionic
and butyric acids are present in very low concentrations
(Cabanis, 2003).
Cuadro 2. Acidez total, acidez volátil y pH de vinos tintos Malbec con diferente tiempo de añejamiento.
Table 2. Total acidity, volatile acidity and pH of Malbec red wines with different aging time.
Muestra de vino
M-79
M-80
M-81
M-82
M-84
M-85
M-87
M-89
M-94
M-96
M-00
M-03
M-05
M-09
Acidez total (g EAT/L)
Acidez volátil (g EAA/L)
pH
8.85 ± 0.05 b
10.0 ± 0.16 a
5.78 ± 0.05 j
5.59 ± 0.05 k
5.93 ± 0.00 i
6.33 ± 0.01 h
7.88 ± 0.00 e
8.06 ± 0.05 d
5.48 ± 0.00 l
5.79 ± 0.03 j
7.20 ± 0.00 g
8.42 ± 0.03 c
7.54 ± 0.05 f
7.46 ± 0.05 f
0.47 ± 0.01 k
0.43 ± 0.01 l
1.21 ± 0.05 f
0.98 ± 0.01 g
0.68 ± 0.03 j
0.66 ± 0.00 j
0.75 ±0.03 i
0.83 ± 0.01 h
2.32 ± 0.03 d
3.15 ± 0.05 b
2.88 ± 0.01 c
5.03 ± 0.03 a
1.41 ± 0.03 e
0.46 ± 0.03 k
3.33 ± 0.04 h
3.48 ± 0.01 f
3.79 ± 0.03 bc
3.76 ± 0.01 c
3.61 ± 0.03 e
3.92 ± 0.12 a
3.73 ± 0.04 c
3.47 ± 0.01 f
3.91 ± 0.01 a
3.81 ± 0.01 b
3.50 ± 0.01 e
3.54 ± 0.01 d
3.43 ± 0.00 g
3.77 ± 0.03 bc
Promedios con letras similares en la misma columna son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05). EAT= equivalentes de ácido tartárico; EAA= equivalentes de ácido acético.
Acidez volátil. Se ha reportado que el valor óptimo de acidez
volátil en vinos (AV) es de 0.3 g EAA/L (OIV, 2009). En
este sentido, todas las muestras analizadas en este trabajo
presentaron un nivel de AV, no obstante los vinos M-79,
M-80 y M-09 presentaron niveles de AV muy cercanos a
0.3 EAA/L (Cuadro 2). No obstante, se ha reportado que el
Acetic acid acts as a desirable flavor which adds complexity
to the smell and taste of wine (Jackson and Lombard, 1993).
Moreover, the greatest contribution of acetic acid is the
production of esters of ethyl acetate which provided the wine
fruit flavor characteristics. Therefore a balance must exist
in the wine´s AV level because, when it´s too strong, it may
1354 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
ácido volátil mayoritario en vinos es el acético mientras y
que el ácido fórmico, butírico y propiónico están presentes
en muy bajas concentraciones (Cabanis, 2003).
El ácido acético actúa como un saborizante deseable el
cual añade complejidad al olor y sabor del vino (Jackson
y Lombard, 1993). Además, la mayor aportación del acido
acético es la producción de ésteres de acetato de etilo que
proporcionan al vino características de sabor a frutales. Por
lo tanto debe existe un equilibrio en el nivel de AV de un
vino porque cuando es muy alto puede llegar a conferir un
sabor a vinagre. Desafortunadamente, esta característica no
se pude definir solo basándose en el nivel de AV dado que
afecta la variedad de uva, el proceso y añejamiento por lo
que al final, la degustación de cada vino es vital.
Por lo que sería deseable realizar una evaluación sensorial
para confirmar la contibución de la AV al sabor del vino.
Por otro lado, también se ha reportado niveles con AV
mayores a 2 g EAA/L están asociados a la presencia de
acetobacterias en la uva (Jackson, 2008). Por lo tanto es
altamente deseable llevar a cabo acciones postcosecha para
evitar este problema.
pH. Esta característica también afecta el sabor de un vino
debido a que los ácidos tartárico, málico y láctico son
los que influyen principalmente en el pH de un vino. Se
ha reportado que el pH óptimo de un vino tino debe ser
de 3.3 a 3.6 (Jackson y Lombard, 1993; Jackson, 2008).
En este sentido, aproximadamente la mitad de los vinos
analizados presentan un pH dentro del rango recomendado;
las muestras M-81, M-82, M-87, M-94, M-96 y M-09 que
presentan un pH mayor de 9 (Cuadro 2). Se sabe que los
vinos con pH mayores a 3.9 son susceptibles a la oxidación
y pérdida del color, tornándose azul. Valores de pH menores
a 3.6, dan estabilidad al color rojo característico de las
antocianinas.
Contenido de alcohol. Todos los vinos presentaron un
contenido de alcohol dentro de los límites recomendados
(9 - 15% v/v) (Cuadro 3). El contenido óptimo que presentan
las muestras de alcohol probablemente contribuye a la
estabilidad durante el añejamiento y a las propiedades
sensoriales del vino. La acción inhibitoria del etanol, junto
con niveles de pH recomendados actúan sobre algunos
microorganismos que producen olores indeseables, sobre la
acidez del vino y permiten que el vino permanezca estable
por años (Jackson, 2008).
Enrique Almanza Aguilera et al.
confer vinegar-like taste. Unfortunately, this feature could
not be defined only based on the level of AV as it affects the
variety of grapes, and aging process at the end, the tasting
of each wine is vital.
So, it would be desirable to perform a sensory evaluation to
confirm AV´s contribution for the taste of wine. On the other
hand, it has also been reported with AV levels higher than
2 g EAA/L associated with the presence of Acetobacter in
the grapes (Jackson, 2008). It is therefore highly desirable
to carry out post-harvest activities to avoid this problem.
pH. This feature also affects the flavor of a wine because
tartaric, malic and lactic acids are those which influence
mainly on the pH of a wine. It is reported that, the optimum pH
of a red wine must be from 3.3 to 3.6 (Jackson and Lombard,
1993; Jackson, 2008). In this regard, approximately half
of the wines analyzed have a pH within the recommended
range, the samples M-81, F-82, F-87, F-94, F-96 and M-09
have a pH higher than 9 (Table 2). It is known that wines with
pH higher than 3.9 are susceptible to oxidation and loss of
color, turning blue. pH values below 3.6 are characteristic
of red color stability of anthocyanins.
Alcohol content. All wines showed an alcohol content within
the recommended range (9-15% v/v) (Table 3). The optimum
alcohol content present in the samples likely contributes to
the stability during aging and sensory properties of wine.
The inhibitory action of ethanol, together with pH levels
recommended act on certain microorganisms that produce
undesirable odors, on the acidity of the wine, allowing the
wine remains stable for years (Jackson, 2008).
Dry samples. M-79, M-80, M-85, M-89, M-03, M-05 and
09 had values within the recommended optimal range, from
25 to 35 g/L (OIV, 2009) (Table 3). This parameter together
with the alcohol content provides an idea of the body and
the structure of the wine in the mouth. It is known that,
the higher dry matter content of wine will present a better
body. According to wine experts, the concept of dry is quite
important as content below 25 g/L define a wine as loose
and light on the palate, while dry matter content higher than
35 g/L is characteristic of a wine defined as ordinary rough,
hard, as might be the case of the sample M-87.
Precipitated solids. Given that, OIV (2009) or the literature
have reported the optimum content of precipitated solids
(SP), there is a point of comparison with the wines evaluated
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
1355
Cuadro 3. Contenido de alcohol, extracto seco y sólidos precipitados de vinos tintos Malbec con diferente tiempo de
añejamiento.
Table 3. Alcohol content, dry matter and precipitated solids of Malbec red wines with different aging time.
Muestra de vino
M-79
M-80
M-81
M-82
M-84
M-85
M-87
M-89
M-94
M-96
M-00
M-03
M-05
M-09
Alcohol (% v/v)
Extracto seco (g/L)
Sólidos precipitados (g/L)
9.0 ± 1.4 de
10.1 ± 0.4 d
11.0 ± 1.4 cd
11.0 ± 1.3 cd
10.6 ± 0.4 d
10.8 ± 0.4 d
13.2 ± 1.4 a
10.3 ± 0.4 d
11.7 ± 0.1c
10.9 ± 0.7 cd
11.1 ± 0.00 cd
9.1 ± 0.00 e
11.1 ± 0.00 cd
12.0 ± 0.00 b
31.6 ± 0.0 d
33.7 ± 0.0 c
20.7 ± 0.1 i
18.1 ± 0.0 k
16.7 ± 0.0 l
33.5 ± 0.3 c
45.1 ± 0.0 a
35.2 ± 0.0 b
22.6 ± 0.0 g
18.9 ± 0.0 j
22.0 ± 0.4 g
29.2 ± 0.0 e
27.3 ± 0.0 f
33.6 ± 0.0 c
0.96 ± 0.3 d
0.72 ± 0.0 f
3.58 ± 0.0 a
1.07 ± 0.0 c
1.79 ± 0.0 b
0.74 ± 0.0 e
0.31 ± 0.0 j
0.39 ± 0.1 i
0.65 ± 0.10 g
0.40 ± 0.0 i
0.60 ± 0.0 h
0.65 ± 0.0 g
0.56 ± 0.4 h
0.69 ± 0.3 g
Promedios con letras similares en la misma columna son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05).
Extracto seco. Las muestras M-79, M-80, M-85, M-89,
M-03, M-05 y 09 presentaron valores dentro del rango
optimo recomendado de 25 a 35 g/L (OIV, 2009) (Cuadro
3). Este parámetro junto con el contenido de alcohol,
proporciona una idea del cuerpo y la estructura del vino en
la boca. Se sabe que a mayor contenido de extracto seco el
vino presentará un mejor cuerpo. De acuerdo a los expertos
en vinos, el concepto del extracto seco es muy importante
ya que un contenido por debajo de 25 g/L definirá a un vino
como flojos y ligeros al paladar; mientras que un contenido
de extracto seco mayor a 35 g/L será característico de un
vino definido como ordinario, áspero y duro, como podría
ser el caso de la muestra M-87.
Sólidos precipitados. En vista que la OIV (2009) ni la
literatura han reportado el contenido óptimo de sólidos
precipitados (SP), no hay un punto de comparación con los
vinos evaluados en este trabajo. La presencia de SP en el
vino no altera su calidad; sin embargo, para consumidores
con poca experiencia esta característica es poco deseable
(Cabanis, 2003). Por tanto, es comprensible que los vinos con
el menor contenido de SP podrían ser de mejor aceptación
para consumidores poco experimentados. En este sentido,
las muestras M-87, M-89 y M-96, con un nivel de SP de 0.31,
0.39 y 0.40 g/L, respectivamente (Cuadro 3), son vinos que
pudieran tener mejor aceptación para el consumidor casual.
in this work. The presence of SP in the wine does not alter its
quality; however, for the consumers with limited experience,
this characteristic is undesirable (Cabanis, 2003). It is
therefore understandable that the wines with the lowest
content of SP may be more acceptable to consumers with
little experience. In this sense, the samples M-87, M-89 and
M-96, with SP level of 0.31, 0.39 and 0.40 g/L, respectively
(Table 3) are wines that might be more acceptable to the
casual consumer.
Moreover, SP are mostly crystallized salts of potassium
acid, tartrate and insoluble complexes formed by
polymers of flavanols linked together and with other
compounds, a phenomenon occurring in general in wines
with prolonged periods of aging (Jackson and Lombard,
1993; Waterhouse, 2002; Jackson, 2008). This behavior
was observed at some degree in the wines analyzed, i.e.,
the samples M-79 to M-85 have a higher content than the
samples M-00 to M-09. However, the samples M-87, M-89
and M-96 had lower SP content of the younger wines.
Based on the analysis performed here, it cannot explain
this behavior.
Monomeric pigments (MP), small polymeric (PPP) and
large polymeric (PPG). The samples M-80, M-85 and
M-09 showed the highest level of PM (1052-1323 AU)
Enrique Almanza Aguilera et al.
1356 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Por otro lado, los SP son sales cristalizadas en su mayoría
de tartrato ácido de potasio y complejos insolubles
formados por polímeros de flavanoles unidos entre sí y
con otros compuestos, fenómeno que se da en general en
vinos con periodos prolongados de añejamiento (Jackson
y Lombard, 1993; Waterhouse, 2002; Jackson, 2008). Este
comportamiento se observó en cierto grado en los vinos
analizados; es decir, las muestras M-79 a M-85 presentan
mayor contenido de SP que las muestras M-00 a M-09. Sin
embargo, Las muestras M-87, M-89 y M-96 presentaron
menor contenido de SP que los vinos más jóvenes. Con base
en los análisis realizados aquí, no es posible explicar este
comportamiento.
compared to the rest of the samples (Table 4). It has been
reported that PM are anthocyanins, also shown benefit on
health, contribute to the color and appearance of wine and
are a criterion of quality control specifications useful in
sales of wines and fruit juices (Lee et al. , 2005). The high
content of PM in these samples is reflected in the wine´s
color (Figure 1). By contrast, the samples M-81 and M-84
whose content is 0.023 and 0.025 AU, respectively, have a
wine color with very low quality. Furthermore, the color
intensity of the samples M-00 to M-05 was lower than the
samples M-80, F-85 and M-09 and higher than M.81 and
M.84, corresponding to intermediate content of PM (Table
4, Figure 1).
Pigmentos monoméricos (PM), poliméricos pequeños
(PPP) y poliméricos grandes (PPG). Las muestras M-80,
M-85 y M-09 presentaron el mayor nivel de PM (1.052-1.323
UA) comparado con el resto de las muestras (Cuadro 4). Se
ha reportado que los PM son antocianinas que además del
beneficio demostrado sobre la salud, contribuyen al color y
la apariencia del vino y son un criterio de control de calidad
útil en las especificaciones de venta de vinos y jugos de frutas
(Lee et al., 2005). El alto contenido de PM en estas muestras
se refleja en el color del vino (Figura 1). Por el contrario,
las muestras M-81 y M-84 cuyo contenido es 0.023 y 0.025
UA, respectivamente, presentan un vino con un color de
muy baja calidad. Por otro lado, la intensidad del color de
las muestras M-00 a M-05 fue menor que las muestras M-80,
M-85 y M-09 y mayor que M.81 y M.84, correspondiente a
su contenido intermedio de PM (Cuadro 4, Figura 1).
De Beer et al. (2004) reported that only the content of
PPP confers specific dye color shade of wine, has a
significant correlation (r= 0.56, p< 0.01) with aging time.
These results agree with those of the present work, since
PPP showed a similar significant correlation (r= 0.63, p<
0.01). On the other hand, the relation PPG/PPP shows
that in eight of the fourteen wines dominated the content
of PPP on PPG (PPG/PPP <1), if we compare this result
with the color (Figure 1), it can be seen that wines with a
higher ratio of PPG/PPP to a lighter color present in the
sample except M-96.
It can be observed that, the wines M-00 to M-09 presented
a color way more attractive than many of the older wines.
This result agrees with that reported by Versari et al. (2008)
who indicated that PPP and PPG contribute less significantly
Cuadro 4. Contenido de pigmentos monoméricos (PM), pigmentos poliméricos pequeños (PPP) y pigmentos poliméricos
grandes (PPG), Tono (H*) y Croma (C*) de vinos Malbec.
Table 4. Monomeric pigments content (MP), small polymeric pigments (PPP) and large polymeric pigments (PPG), Hue
(H *) and Chroma (C *) of Malbec wine.
Muestra de vino
M-79
M-80
M-81
M-82
M-84
M-85
M-87
M-89
M-94
M-96
M-00
M-03
M-05
M-09
PM
0.123 ± 0.03 j
1.052 ± 0.02 c
0.023 ± 0.03 m
0.091 ± 0.02 k
0.025 ± 0.01 m
1.198 ± 0.04 b
0.218 ± 0.01 h
0.448 ± 0.01 g
0.069 ± 0.02 l
0.188 ± 0.01 i
0.805 ± 0.01 e
0.960 ± 0.03 d
0.733 ± 0.05 f
1.323 ± 0.02 a
PPP
0.254 ± 0.005 h
0.640 ± 0.004 e
0.129 ± 0.002 j
0.178 ± 0.001 i
0.117 ± 0.004 k
0.923 ± 0.018 b
0.656 ± 0.001 d
0.256 ± 0.004 h
0.496 ± 0.006 f
0.632 ± 0.001 e
0.443 ± 0.008 g
0.459 ± 0.032 fg
0.678 ± 0.004 c
1.005 ± 0.028 a
PPG
0.776 ± 0.003 b
0.426 ± 0.011 e
0.159 ± 0.009 h
0.470 ± 0.003 d
0.127 ± 0.005 i
0.713 ± 0.046 c
0.342 ± 0.005 f
2.377 ± 0.015 a
0.767 ± 0.010 b
0.411 ± 0.012 e
0.272 ± 0.007 g
0.241 ± 0.031 g
0.060 ± 0.000 j
0.263 ± 0.004 g
PPG/PPP
3.1
0.6
1.2
2.6
1.1
0.7
0.5
9.2
1.6
0.7
0.6
0.5
0.1
0.3
H*
65.7 ± 0.1 c
33.0 ± 0.2 j
77.5 ± 0.2 b
60.1 ± 0.0 e
83.8 ± 0.0 a
25.0 ± 0.3 k
62.4 ± 0.0 d
68.2 ± 0.2 c
54.7 ± 0.0 f
47.5 ± 0.0 h
49.3 ± 0.3 g
42.5 ± 0.0 i
51.1 ± 0.5 g
24.4 ± 0.2 k
Promedios con letras similares en la misma columna son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05). UA= unidades de abosrbancia.
C*
34.0 ± 0.8 h
72.0 ± 0.6 a
11.4 ± 0.0 k
29.8 ± 0.1 i
13.6 ± 0.1 j
67.7 ± 0.0 b
56.5 ± 0.1 d
38.0 ± 0.4 f
36.2 ± 0.2 g
46.3 ± 0.1 e
38.5 ± 0.1 f
35.2 ± 0.3 h
46.5 ± 0.1 e
63.3 ± 0.1 c
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
1357
M-79
M-80
M-81
M-82
M-84
M-85
M-87
M-89
M-94
M-96
M-00
M-03
M-05
M-09
Figura 1. Color de vinos de uva Malbec con diferente tiempo de añejamiento. M-79= vino Malbec producido en 1979, etc.
Figure 1. Malbec wines´ color with different aging time. M-79= Malbec wine produced in 1979, etc.
De Beer et al. (2004) reportaron que únicamente el contenido
de PPP, que confieren un tinte específico en la tonalidad del
color del vino, presenta una correlación significativa (r=
0.56, p< 0.01) con el tiempo de añejamiento. Estos resultados
concuerdan con los del presente trabajo dado que los PPP
presentaron una correlación significativa muy similar (r=
0.63, p< 0.01). Por otro lado, la relación PPG/PPP muestra
que en ocho de los catorce vinos predomina el contenido
de PPP sobre los PPG (PPG/PPP< 1); si se compara este
resultado con el color (Figura 1) se puede observar que los
vinos con una relación mayor de PPG/PPP a 1 presentan
colores más claros con excepción de la muestra M-96.
También se puede observar que los vinos M-00 a M-09
presentan un color más atractivo que muchos de los vinos más
viejos. Este resultado concuerda con lo reportado por Versari
et al. (2008) quienes indicaron que los PPP y en menor grado
los PPG contribuyen significativamente al tinte que confieren
los PM al color en vinos jóvenes; es decir, con poco tiempo
de añejamiento. En general hay una tendencia a disminuir el
contenido de PPP en comparación a los PPG, conforme el
tiempo de añejamiento se reduce (Cuadro 4). Esta reducción
en el contenido de los PPP puede deberse a que precipitan
como formas polimerizadas (Versari et al., 2007).
Parámetros de color CIELAB. De acuerdo con la escala
establecida para el Tono (H*) que define al rojo= 0, rojonaranja= 45, amarillo= 90 verde= 180 y azul= 270 (Heredia et
al., 2004), las muestras M-80, M-85 y M-09 que presentaron
los valores más bajos de H*, muestran un color rojo intenso
acorde con la escala para el Tono. Es importante indicar que
los vinos M-80, M-85 y M-09 presentan el mayor contenido
de PM, que, como ya se indicó son antocianinas y confieren
to give the PM dye color in young wines, i.e. at short aging.
In general there is a tendency to decrease the content of
PPP compared to PPG, as aging time is reduced (Table 4).
This reduction in the content of the PPP may be due as they
precipitate in polymerized form (Versari et al., 2007).
CIELAB color parameters. According to the scale set for
the Hue (H*) that defines red= 0, red-orange= 45, yellow=
90, green= 180 and blue= 270 (Heredia et al., 2004), the
samples M-80, M-85 and M-09 that showed the lowest
values of H*, show an intense red color in keeping with the
scale for the tint. Importantly, the wines M-80, M-85 and
M-09 presented the highest content of PM, which, as already
indicated are anthocyanins and give the characteristic red
color of the wine (Table 4, Figure 1) (Hall et al., 2004).
Furthermore, the samples N-79, F-82 and M-87 to M-05 tend
to have a red-orange and, the samples M-81 and M-84 tend
to a yellow color have a H* level closer to 90, corresponding
to yellow. With respect to the samples M-81 and M-84, these
values had Chroma (C*) low, and therefore its color is “low
vivo” (light hue) as can be seen in Figure 1. Meanwhile,
the colored wines with a “lively” (strong colors) were the
samples M-80, M-85 and M-09 that exhibited the highest C*.
In general, we observed a pattern color loss with time of
aging except for those already discussed (M-80 and M-85).
The behavior of these samples can be explained since the
changes in the CIELAB parameters evaluated here is due,
among other things, to the pigment concentration at the start
of aging, the transformation of the pigments in more stable,
affected by the conditions of weather and the behavior of each
wine during aging (García-Puente et al., 2006; Monagas et al.,
2006; Hernández et al., 2007; Castillo-Sánchez et al., 2008).
Enrique Almanza Aguilera et al.
1358 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
el color rojo característico del vino (Cuadro 4, Figura 1)
(Heredia et al., 2004). Por otro lado, las muestras N-79, M-82
y de M-87 a M-05 tienden a presentar un color rojo-naranja y
las muestras M-81 y M-84 que tienden hacia el color amarillo,
presentan un nivel de H* más cercano al 90 que corresponde
al amarillo. Con relación a las muestras M-81 y M-84, estas
presentaron los valores de Croma (C*) más bajos y por lo tanto
su color es “poco vivo” (tonos débiles) tal y como se puede ver
en la Figura 1. Entretanto los vinos con un color “muy vivo”
(tonos fuertes) fueron las muestras M-80, M-85 y M-09 que
presentaron los valores de C* más altos.
En general, se observó un patrón en la pérdida de color
con el tiempo de añejamiento con las excepciones que
ya se ha discutido (M-80 y M-85). El comportamiento de
estas muestras puede ser explicado dado que los cambios
en los parámetros CIELAB aquí evaluados se debe, entre
otras cosas, a la concentración de pigmentos al inicio del
añejamiento, a la transformación de los pigmentos en otros
más estables, afectado por las condiciones climáticas y
por el comportamiento de cada vino durante la crianza y el
añejamiento (García-Puente et al., 2006; Monagas et al.,
2006; Hernández et al., 2007; Castillo-Sánchez et al., 2008).
Correlaciones
Se observó una correlación positivas ente C* y el parámetro
a* (Cuadro 5). Este resultado concuerda con lo observado en
la tonalidad del color rojo del vino (Figura 1) característica
propia de vinos con colores vivos. La correlación entre C*
y *a concuerda con la alta correlación encontrada entre PM
y los parámetros CIELAB C* y H*. Como ya se discutió los
PM son mayoritariamente antocianinas cuya característica
es un intenso color rojo, los cuales son mostrados por algunas
de las muestras de vinos analizadas en este trabajo.
Correlations
There was a positive correlation between the parameter
C* and a* (Table 5). This result agrees with that observed
in the shade of red wine (Figure 1), characteristic of
wines with vivid colors. The correlation between C* and
a* match the high correlation found between PM and
CIELAB parameters C* and H*. As already discussed,
PM are mainly anthocyanins, characterized by an intense
red color, displayed by some wine samples analyzed in
this paper.
Conclusions
Based on the results of the wines analyzed, the samples with
the best enological properties were M-80, M-85 and M-90.
These samples showed values generally within acceptable
ranges that define the optimal quality of a wine Malbec.
Due to its characteristics, these wines may be available for
the general public; however, it is important to perform a
sensory test to confirm that the laboratory results are indeed
consistent with the acceptance by the panelists. On the other
hand, it has been reported that, the quality of a wine produced
from a variety of grapes harvested in the same locality is
affected mainly by the specific weather conditions of the
vintage year (Goldner and Zamora, 2007).
In this regard, in the years 1980, 1985 and 2009 were
filed in the State of Zacatecas, an average, maximum and
minimum temperature quite similar except for the minimum
temperature of 1980 (Table 1). Interestingly, the precipitation
in these years was an intermediate precipitation (22.9-29.7
mm) compared to the other years. The data suggest that,
these environmental conditions could affect the quality of
Cuadro 5. Correlaciones entre los compuestos pigmentantes y los parámetros CIELAB.
Table 5. Correlations between pigment compounds and CIELAB parameters.
a
b
C*
H*
PM
PPP
PPG
PPP + PPG
*
*
a*
1.00
0.38
0.87 *
-0.49
0.43
0.52 ***
0.12
0.38
p< 0.001; **p< 0.005; ***p< 0.05.
*
b*
C*
H*
PM
PPP
PPG
1.00
0.67
0.12
0.30
0.30
0.21
0.25
1.00
-0.16
0.15**
0.49
0.23
0.36
1.00
-0.13**
-0.32
-0.05
-0.27*
1.00
0.89
0.78
0.85
1.00
0.79
0.25
1.00
0.23
Caracterización fisicoquímica de vinos tinto Malbec con diferente tiempo de añejamiento
Conclusiones
Con base en los resultados de los vinos analizados, las
muestras con las mejores propiedades enológicas fueron
M-80, M-85 y M-90. Estas muestras en general presentaron
valores dentro de los rangos óptimos aceptables que definen
la buena calidad de un vino Malbec. Por sus características,
estos vinos podrían ponerse a disposición del público en
general; sin embargo, es importante llevar a cabo una prueba
sensorial para confirmar que los resultados de laboratorio
concuerdan con la aceptación por los panelistas. Por otro
lado, se ha reportado que la calidad de un vino producido de
una variedad de uva cosechada en la misma localidad se ve
afectada mayoritariamente por las condiciones climáticas
específicas del año de la vendimia (Goldner y Zamora, 2007).
En este sentido en los años 1980, 1985 y 2009 se presentaron
en el estado de Zacatecas, temperatura máxima y mínima
promedio muy similares con excepción de la temperatura
mínima de 1980 (Cuadro 1). Interesantemente, la precipitación
en estos años fue una precipitación intermedia (22.9-29.7 mm)
en comparación con otros años. Los datos sugieren que estas
condiciones ambientales pudieron afectar la calidad de vino.
Sin embargo, se hace necesario llevar a cabo más estudios para
corroborar estos resultados. Actualmente se están realizando
otros análisis a estos vinos para caracterizar su composición
bioquímica, capacidad antioxidante, naturaleza de compuestos
pigmentantes y aceptación por parte del consumidor.
Agradecimientos
In memoriam al M. C. Agustín F. Rumayor Rodríguez colega
del Campo Experimental Zacatecas quien dio todo su apoyo
para la realización de este trabajo y fue un gran ejemplo de
servicio a su patria.
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1359
the wine. However, it is necessary to perform further studies
to confirming these results. Currently, further analyses to
these wines are being made to characterize its biochemical
composition, antioxidant capacity, nature of composite
pigments and acceptance by the consumer.
End of the English version
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1361-1373
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución
nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate*
Mixtures of substrates and nutrient solution concentration
effect on growth and yield of tomato
Elia Cruz Crespo1§, Manuel Sandoval Villa2, Víctor Hugo Volke Haller2, Álvaro Can Chulim1 y Julio Sánchez Escudero2
Unidad Académica de Agricultura, Universidad Autónoma de Nayarit. Carretera Tepic-Compostela km 9, C. P. 63780, Xalisco Nayarit, México. Tel. 045 55 10060194.
([email protected]). 2Posgrado en Edafología. Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Carretera México-Texcoco km 36.5 Montecillo, Texcoco, Estado de
México, México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9520200 Ext. 1262 y 1220, 01 595 9520265. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autora
para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
En la presente investigación se reportan los resultados
del efecto de sustratos y de diferentes concentraciones de
solución nutritiva en el contenido nutrimental de hojas,
crecimiento y rendimiento de tomate hibrido Charleston,
cultivado en invernadero del Colegio de Posgraduados
en Ciencias Agrícolas, Montecillo, Estado de México en
2008 a 2009. Se evaluó contenido de N, P, K, Ca, Mg, Fe,
Cu Zn, Mn; también las variables lecturas SPAD, número
de hojas, altura de planta, diámetro de tallo, área foliar,
peso seco de hoja y rendimiento. Los tratamientos fueron
mezclas de tezontle con dos tipos de vermicompost en la
proporción 65:35 más la aplicación de agua y solución
nutritiva de Steiner al 50, 75 y 100%. Se consideró un diseño
de tratamientos factorial 2 x 4, en un diseño experimental
completamente al azar utilizando ocho repeticiones. Se
encontró que la solución nutritiva al 50% fue el mejor
tratamiento, ya que el rendimiento no disminuyó en relación
a los tratamientos donde la concentración fue de 75 y 100%,
aunque la concentración de N, P, Mg, Fe, Cu, Mn, y las
variables lecturas SPAD, área foliar, peso seco de hoja y
altura de planta fueron mayores con la solución al 100%. No
se encontró diferencia entre las vermicompost utilizadas en
las diferentes variables evaluadas. Se concluyó que la mezcla
In the present paper, we report the results of the effect of
substrates and different concentrations of nutrient solution
in the nutrient content of leaves, growth and yield of tomato
hybrid Charleston, grown in greenhouse at the Graduate
School of Agricultural Sciences, Montecillo, Mexico State in
2008-2009. N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, and Mn content was
evaluated and also, the variables SPAD readings, leaf number,
plant height, stem diameter, leaf area, leaf dry weight and
yield. The treatments were mixed of tezontle with two types
of vermicomposts in a ratio 65:35, plus water application and
nutrient solution of Steiner at 50, 75 and 100%. It was considered
a factorial design 2x4 in a completely randomized design using
eight replications. It was found that, the nutrient solution at
50% was the best treatment, and that yield is not diminished
in relation to the treatments where the concentration was 75
and 100%, although the concentration of N, P, Mg, Fe, Cu, Mn,
and the variables SPAD readings, leaf area, leaf dry weight and
plant height were higher with the 100% solution. There was no
difference between the vermicomposts used in the different
variables. It was concluded that, the vermicompost-tezontle
mixture in the ratio used was suitable for growth of tomato
Charleston, while allowing to reducing inorganic fertilizers
without affecting yield.
* Recibido: diciembre de 2011
Aceptado: julio de 2012
Elia Cruz Crespo et al.
1362 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
de tezontle-vermicompost en la proporción utilizada fue apta
para el crecimiento de tomate Charleston, permitiendo a la
vez disminución de la fertilización inorgánica sin afectar
rendimiento.
Palabras clave: Licopersicum esculentum L., crecimiento,
sustratos, nutrimentos.
Introducción
La preocupación mundial por reducir la contaminación, el
cuidado por la salud, y la disminución de costos por insumos,
en especial los fertilizantes dado el alto costo de estos en
los últimos años, ha llevado a la búsqueda de sistemas de
producción sustentables; razón por la cual productores de
diversos países han adaptado prácticas orgánicas al cultivo
sin suelo (Inden y Torres, 2005; Grigatti et al., 2007a). Esto
además de promover el uso de los residuos que se derivan
del sector agropecuario y otras actividades, contribuyen al
cuidado del medio ambiente (Porter, 2000).
Hoy en día, en la agricultura protegida se experimenta con
materiales orgánicos derivados del sector agropecuario
y de otros sectores, con el fin de usarlos como sustratos
para las plantas, para lo cual puede o no sufrir un proceso
de tratamiento, tal como el vermicompost. Este producto
generado a partir de diversos estiércoles, ha dado resultados
favorables sobre el crecimiento y rendimiento de diversas
especies (Azarmi et al., 2008; Herrera et al., 2008; Singh
et al., 2008; Azarmi et al., 2009), ya que posee propiedades
físicas, químicas y biológicas que mejoran el medio de
crecimiento y aporta nutrimentos (Zaller, 2007). Sin
embargo, el vermicompost por si solo es difícil que cumpla
con las condiciones adecuadas para el buen desarrollo de
las plantas, motivo por el cual es necesario hacer mezclas
con otros materiales.
Los materiales vermicompostados varían en su composición
de acuerdo a la diversidad de materias primas de las
cuales son elaborados; así mismo, las propiedades para
el crecimiento variaran de acuerdo con el material con el
que son mezclados, por lo que es necesario llevar a cabo la
caracterización de los materiales a emplear como sustratos,
así como evaluar su efecto en el crecimiento de las plantas.
Por este motivo, el objetivo del presente trabajo fue evaluar
la mezcla tezontle con dos tipos de vermicompost, en
combinación con solución nutritiva de Steiner a diferentes
Key words: Licopersicum esculentum L., growth,
nutriments, substrates.
Introduction
Global concern for reducing pollution in health care, and
lower input costs, especially fertilizers given the high cost of
these in the recent years has led to the search for sustainable
production systems; for this reason, producers from different
countries have adopted organic growing practices without
soil (Inden and Torres, 2005; Grigatti et al., 2007a). This
will also promote the use of waste derived from agriculture
and other activities, hence contributing to protecting the
environment (Porter, 2000).
Currently, in protected agriculture, experiments are made
with organic materials derived from agriculture and other
sectors, in order to use them as substrates for plants, for
which may or may not undergo a treatment process, such
as vermicompost. This product generated from various
manures has shown good results on growth and yield for
various species (Azarmi et al., 2008; Herrera et al., 2008;
Singh et al., 2008; Azarmi et al., 2009) since it has physical,
chemical and biological properties that enhance the growth
medium and provides nutrients (Zaller, 2007). However,
the vermicompost alone is unlikely to meet the conditions
for good plant growth, which is why it is necessary to mix
with other materials.
Vermicomposted materials vary in their composition
according to the diversity of materials which are produced,
likewise, for the growth properties vary according to
the material being mixed, so it is necessary to make the
characterization of the materials used as substrates, and to
evaluate its effect on plant growth. Therefore, the objective of
this paper was to evaluate the mixture tezontle with two types
of vermicompost combined with Steiner nutrient solution
at different concentrations on the plant´s tissue nutrient
concentration, growth and yield of greenhouse-tomato.
Materials and methods
The research was conducted in the greenhouse of the
Graduate College in Agricultural Sciences (CP), Montecillo,
Mexico State, from 2008 to 2009. The maximum and
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate
concentraciones sobre la concentración nutrimental del
tejido vegetal, crecimiento y rendimiento de tomate bajo
invernadero.
Materiales y métodos
La investigación se realizó en invernadero del Colegio de
Postgraduados en Ciencias Agrícolas (CP), Montecillo
estado de México, de 2008 a 2009. La temperatura media
máxima y mínima fue de 31.52 y 4.7 °C con humedad
relativa (HR) media máxima y mínima de 92 y 19.8%,
respectivamente.
Se utilizó semilla de tomate tipo bola de crecimiento
indeterminado híbrido Charleston. La siembra se realizó
el 1 de agosto de 2008 en charola de unicel, utilizando
como medio de crecimiento mezcla de perlita más fibra de
coco 50:50 (v/v). Se aplicó riego con solución de Steiner
al 25% hasta el momento del trasplante, el cual se efectúo
35 días después de la siembra, colocando una plántula por
bolsa (maceta), la cual fue de polietileno negro de 40 x 43
cm con 18 L de capacidad. Las bolsas fueron llenadas con
el sustrato correspondiente, los cuales fueron: mezclas
de tezontle (TE), tamaño de partícula de entre 2 y 10
mm, más vermicompost de estiércol bovino y desechos
vegetales (VCa), denominándose sustrato A (SA= TE +
VCa); como sustrato B se utilizó TE más vermicompost de
estiércol bovino y desechos de jardinería (VCb) por lo que
SB= TE + VCb, ambas mezclas en la proporción 65:35, la
cual se obtuvo de Cruz et al. (2010) y cuyas propiedades
físicas y químicas se exponen en el Cuadro 1. La
composición nutrimental de las vermicompost se muestra
en Cuadro 2.
1363
minimum average temperature were 31.52 and 4.7 °C with
a relative humidity (RH) average maximum and minimum
of 92 and 19.8%, respectively.
We used tomato´s seeds, ball-type hybrid indeterminate
named Charleston. The trial was established on August 1st,
2008 in a thermocole tray, using growth medium perlite mix
with coir 50:50 (v/v). Irrigation was applied with Steiner
solution at 25% until the time of transplantation, which is
made 35 days after planting the seedling by placing a bag
(pot), which was black polyethylene of 40 x 43 cm with 18
L capacity. The bags were filled with the corresponding
substrate, which were mixtures of volcanic rock (TE),
particle´s size between 2 and 10 mm, plus vermicompost
of cattle manure and vegetable waste (VAC), denominating
substrate A (SA= TE+VAC) was used as substrate B, plus
vermicompost TE of bovine manure and yard waste (VCB)
as SB= TE+VCB, both mixtures in the ratio 65:35, obtained
from Cross et al. (2010) and whose physical and chemical
properties are presented in Table 1. The nutrient composition
of vermicompost is shown in Table 2.
The pots had a staggered arrangement at a distance of 30 cm
from stem to stem and 1 m between aisles. After the transplant
irrigation was maintained with just water for three days, the
fourth day we began irrigating with tap water (S0) and Steiner
solution at different concentrations of ionic strength (50, 75
and 100%, S50, S75 and S100) which was prepared from
calcium nitrate, potassium nitrate, magnesium sulphate,
potassium sulphate plus micro-nutrients. The pH of the
solution was 5.5. Drip irrigation was made with duration of
15 min and a dropper distribution of 0.76 L h-1, the number of
irrigations varied from 3 to 5 irrigations per day depending
on the phenological stage. The planting density was 3.47
plants m-2 with a single stem plant per pot.
Cuadro 1. Principales propiedades físicas y químicas de los materiales utilizados y de las mezclas elaboradas.
Table 1. Main physical and chemical properties of materials used and prepared mixes.
Sustrato
TE
VCa
VCb
SA
SB
EPT
CA
(%) volumen
58.6
31.7
63.0
18.8
59.4
11.5
61.4
28.9
55.0
24.0
MO
(% ) peso
0.0
36.5
32.2
10.5
7.5
pH*
7.1
8.8
8.3
7.9
8.1
CE**
dS m-1
0.08
3.35
2.6
0.92
0.81
CIC
meq 100 g-1
2.7
57.3
51.1
18.43
17.0
C/N
16
13
TE= tezontle; VCa= vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales 1; VCb= vermicompost de estiércol bovino y desechos de jardinería; EPT= espacio poroso
total; CA= capacidad de aireación; MO= materia orgánica; SA= tezontle más vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales; SB= tezontle más vermicompost
de estiércol bovino y desechos de jardinería; *este valor fue determinado utilizando agua destilada, cuyo pH fue de 6.5; **Obtenido en el extracto de la pasta a saturación.
Elia Cruz Crespo et al.
1364 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 2. Composición nutrimental de las vermicompost evaluadas.
Table 2. Nutrient composition of the evaluated vermicompost.
Vermicompost
VCa
VCb
N
P
11.0
9.7
5.2
19.7
K
Ca
-1
g kg
10.6
20.2
4.3
18.6
Mg
6.5
3.3
Na
1.9
1.4
Fe
26.3
69.0
Cu
Zn
-1
mg kg
1.02
15.0
0.82
17.43
Mn
18.04
23.3
VCa= vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales; VCb= vermicompost de estiércol bovino y desechos de jardinería.
Las macetas tuvieron un acomodo en tresbolillo a una
distancia de 30 cm de tallo a tallo y 1 m entre pasillos.
Después del trasplante se mantuvo el riego con sólo agua
durante tres días, al cuarto día se inició el riego con agua
de la llave (S0) y con solución de Steiner a diferentes
concentraciones de su fuerza iónica (50, 75 y 100%, S50,
S75 y S100), que fue preparada a partir de nitrato de calcio,
nitrato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato de potasio
más micronutrimentos. El pH de la solución fue de 5.5. El
riego fue por goteo con una duración de 15 min y un gasto por
gotero de 0.76 L h-1, el número de riegos vario de 3 a 5 riegos
por día dependiendo de la etapa fenológica. La densidad de
plantación fue de 3.47 plantas m-2 con una planta de un sólo
tallo por maceta.
Diseño experimental. Los factores y sus niveles fueron
dos tipos de vermicompost y el riego con agua (S0) y
solución Steiner a concentración de 50, 75 y 100%, los que
se combinaron en un arreglo factorial 2 x 4, en un diseño
completamente al azar con ocho repeticiones. La unidad
experimental fue una planta. El análisis estadístico se realizó
mediante un análisis de varianza con el programa SAS
(SAS Institute, 1982) y prueba de comparación de medias
por Tukey.
Las variables evaluadas fueron contenido nutrimental en
hojas (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn), lecturas SPAD,
número de hojas, altura de planta, diámetro de tallo, área
foliar, peso seco de hoja y rendimiento de fruto.
El contenido nutrimental se determinó en hojas
completamente expandidas, muestreadas a los 70 días
después de trasplante (ddt). La determinación de N total
se hizo por el método Kjeldahl (Kirk, 1950); para las
determinaciones de P, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn y Mn, se realizó
la digestión húmeda del material seco y el extracto obtenido
se leyó en el espectrofotómetro de emisión atómica de
inducción con plasma acoplado (ICP-AES VARIANTM
Liberty II) (Alcántar y Sandoval, 1999); el nutrimento K
se determinó utilizando el flamómetro, IL Autacal Flame
Experimental design. Factors and their levels were two
types of vermicompost and irrigation water (S0) and Steiner
solution at a concentration of 50, 75 and 100%, combined
in a 2 x 4 factorial arrangement in a completely randomized
with eight replications. The experimental unit was a plant.
Statistical analysis was performed using analysis of variance
with SAS software (SAS Institute, 1982) and test comparison
of means by Tukey.
The variables evaluated were foliar nutrient content (N, P, K,
Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn), SPAD readings, leaf number, plant
height, stem diameter, leaf area, leaf dry weight and fruit yield.
Nutrient content was determined in fully expanded leaves
sampled at 70 days after transplanting (DAT). Determination
of Total N was made by the method of Kjeldahl (Kirk, 1950)
for determining P, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn and Mn wet digestion
was performed of dried material and the extract obtained
was read at the inductively coupled plasma atomic emission
spectroscopy (ICP-AES Varian Liberty II TM) (Alcántar
and Sandoval, 1999), the nutrient K was determined using IL
Autacal Photemeter Flame 643. SPAD readings were read at
40 and 70 DAT (SPAD 502, Minolta Ltd.). We counted the
number of leaves, plant height was measured with cinca metric
from the level of substrate, stem diameter was measured with
vernier 10 cm above the substrate level, total leaf area per plant,
the leaves were pruned as 1 to 8, introduced into the integrator
of the leaf area Li-COR, Inc. Li-3100; dry weight of leaf, the
leaves 1 to 8 were dried at 70 °C for 72 h in air-circulating
oven and then weighed; total fruit yield plant-1, the fruit was
harvested in pink extending from the apical part, covering 10
to 30% of the area (Jones, 1999).
Results and discussion
Nutrient concentration. The effect of the nutrient
solution and substrate was highly significant for the
concentration of N, K, Ca, and Mn, being only significant
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate
Photemeter 643. Las lecturas SPAD se leyeron a los 40 y
70 ddt (SPAD 502, Minolta LTD). Se contó el número de
hojas; altura de planta, se midió con cinca métrica desde el
nivel del sustrato; diámetro de tallo, se midió con vernier 10
cm arriba del nivel del sustrato; área foliar total por planta,
conforme se podaron las hojas 1 a 8 se introdujeron en el
integrador de área foliar Li-COR, Inc. Li-3100; peso seco
de hoja, las hojas 1 a 8 se secaron a 70 °C por 72 h en estufa
con circulación de aire y después se pesaron; rendimiento
de fruto total planta-1, el fruto fue cosechado en color rosa
extendido desde la parte apical, abarcando de 10 a 30% de
la superficie (Jones, 1999).
Resultados y discusión
Concentración de nutrimentos. El efecto de solución
nutritiva y sustrato fue altamente significativo para la
concentración de N, K, Ca, y Mn, siendo sólo significativo
para P, Mg, Fe, Cu y Zn (Cuadro 3). No se encontró
interacción entre la solución nutritiva y sustrato.
1365
for P, Mg, Fe, Cu and Zn (Table 3). No interaction was
found between the nutrient solution and the substrate
whatsoever.
Nutrient concentrations in the tissue got increased when using
the Steiner solution at 50%, compared with just water, this for
all nutrients, while it remained the contents of N, P, K, Ca,
Mg, Cu and Zn using 75% solution, this with respect of the
nutrient solution at 50%. Regarding the use of the nutrient
Steiner solution at 100%, increased only N, P, Mg, Fe, Cu and
Mn considering the 50% solution. For the case of the micronutrients Fe and Mn, it was observed a marked increase in the
tissue according to the increased ionic strength of the solution
from 0 to 75% in the case of Fe and up to 100% in the case of Mn.
Growing tomato plants with nutrient solution of less
than 100% Steiner revealed the presence of nutrients
in the vermicompost, since using 75% of the solution
concentration, its chemical composition of N, P, Mg,
Fe and Cu in the tissue was equal to that obtained by
applying 100% of the solution, so we can say that the
vermicompost I contribute about 25% of these nutrients
Cuadro 3. Análisis de varianza de la concentración de nutrimentos en hoja de tomate Charleston a los 70 días después de
trasplante bajo invernadero.
Table 3. Analysis of variance of the concentration of nutrients in Charleston tomato´s leaf at 70 days after transplant in
greenhouse.
Fuente de variación
Solución
Sustrato
Solución X
sustrato
GL
4
2
N
**
ns
P
*
**
K
**
ns
Ca
**
ns
Mg
*
*
Fe
*
*
Cu
*
ns
Zn
*
ns
Mn
**
ns
8
ns
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns= no significativo; *= significancia estadística a 5%; **= significancia estadística a 1%; GL= grados de libertad.
La concentración nutrimental en el tejido incremento al
utilizar solución de Steiner al 50%, respecto de emplear
solo agua, esto para todos los nutrimentos; mientras que
se mantuvo el contenido de N, P, K, Ca, Mg, Cu y Zn
al utilizar solución al 75%, esto respecto de la solución
nutritiva al 50%. En relación al uso de la solución nutritiva
de Steiner al 100% incremento sólo el N, P, Mg, Fe, Cu y
Mn considerando lo obtenido con solución al 50%. Para el
caso de los micronutrimentos, Fe y Mn, se pudo observar un
claro incremento en el tejido conforme aumento la fuerza
iónica de la solución de 0 a 75% para el caso de Fe, y hasta
100% para el caso de Mn.
accumulated by the plant (Table 4). For the case of K, Ca
and Zn, it´s noteworthy that, the vermicompost provided
50% of them, since the concentration in the tissue using
50% of the solution was used as the solution at 100%. Ao
et al. (2008) and Márquez et al. (2008) mentioned that, the
nutritional contribution of vermicompost has been one of
the reasons of why it has been used in the growth medium
for the cultivation of several species.
For Mn, concentration in the tissue was different, increasing
as the concentration of the nutrient solution was used. This
is possibly because the contribution of this micro-nutrient
Elia Cruz Crespo et al.
1366 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
El cultivo de las plantas de tomate con solución nutritiva de
Steiner menor de 100%, puso en evidencia la presencia de
nutrimentos en la vermicompost, ya que al utilizar solución
al 75% de concentración, el contenido nutrimental de N,
P, Mg, Fe y Cu en el tejido fue igual al obtenido con la
aplicación de solución al 100%, por lo que se puede decir
que la vermicompost aporto aproximadamente 25% de estos
nutrimentos acumulados por la planta (Cuadro 4). Para el
caso de K, Ca y Zn se puede señalar que la vermicompost
aportó 50% de éstos, dado que la concentración en el tejido
al utilizar solución al 50% fue igual que al emplear solución
al 100%. Ao et al. (2008) y Márquez et al. (2008) mencionan
que el aporte nutrimental de las vermicompost ha sido uno
de los motivos por los cuales se ha utilizado en el medio de
crecimiento para el cultivo de varias especies.
in the vermicompost was lower, and that means working
with organic fertilizer source may be lacking some nutrients
(Heeb et al., 2005).
The increase in the concentration of macro-nutrients in
the leaves by increasing the ionic strength of the solution
from 0 to 50%, concords with other studies, while for the
micro-nutrients were contrasting. Magdaleno et al. (2006)
noted that tomatillo´s seedlings irrigated with Steiner
solution had 50% higher content of macro-nutrients with
respect to those irrigated with just water, while in the
case of micro-nutrients no difference was found. In this
regard, Godoy et al. (2009) on tomato plants grown in
soil, as the growth medium reported that the accumulation
of the macronutrients N and P was the same in different
Cuadro 4. Comparación de medias para la concentración de nutrimentos en hoja de tomate Charleston, a los 70 días
después de trasplante bajo invernadero, en función de los sustratos y la concentración de la solución de Steiner.
Table 4. Comparison of means for the concentration of nutrients in Charleston tomato´s leaf, at 70 days after transplant
in greenhouse, depending on the substrates and the concentration of the Steiner solution.
Fuente de variación
N
Concentración macronutrimentos
P
K
Ca
Mg
---------------------- g kg-1 ------------------Solución
S0
S50
S75
S100
Sustrato
SA
SB
Concentración micronutrimentos
Fe
Cu
Zn
Mn
----------------- mg kg-1 ----------------
22 c†
39 b
40 ab
42 a
2.7 c
6.6 b
7.2 ab
7.8 a
19 b
33 a
34 a
36 a
23 b
40 a
43 a
46 a
4.9 c
11.3 b
11.6 ab
13.8 a
422 c
542 b
583 a
601 a
5.1 c
5.9 b
6.1 b
6.5 a
53.4 b
70.1 a
77.6 a
71.6 a
29.4 d
44.0 c
55.1 b
75.4 a
36 a
35 a
5.3 b
6.8 a
31 a
30 a
39 a
37 a
11.1 a
9.7 b
524 b
550 a
5.8 a
5.9 a
69.7 a
71.6 a
50.2 a
52.0 a
Medias con misma letra dentro de columnas son significativamente iguales, según la prueba de Tukey (p≤ 0.05). S100= solución de Steiner 100%; S75= solución de Steiner
75%; S50= solución de Stenier 50%; S0= riego con agua; SA= tezontle más vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales; SB= tezontle más vermicompost de
estiércol bovino y desechos de jardinería.
†
En el caso del Mn la concentración en el tejido fue diferente,
ya que este aumento conforme la concentración de la
solución nutritiva empleada. Esto posiblemente a que el
aporte de este micronutrimento por la vermicompost fue
menor; ya que, el trabajar con medios orgánicos como
fuente de fertilizantes, puede haber insuficiencia de algunos
nutrimentos (Heeb et al., 2005).
El incremento en la concentración de macronutrimentos
en hoja por el aumento de la fuerza iónica de la solución
de 0 a 50%, coincide con otros estudios, mientras que
para micronutrientes fueron contrastantes. Magdaleno
et al. (2006) señala que plántulas de tomate de cáscara
irrigadas con solución Steiner al 50% obtuvieron mayor
concentrations of the solution (33, 66 and 100%),
whereas the K, Ca and Mg decreased with the solution at a
concentration higher than 66%, the response of the tomato
plant's nutrient reserves attributed to the soil, determined
before the experiment.
Although Godoy et al. (2009) used soil as a growing
medium for tomatoes, is a similar situation in the present
work, since the vermicompost has also nutrients available
for the plants, which have been found in several studies.
The addition of vermicompost on the growth medium
and the consequent increase of nutrients in the tissue has
been observed in studies and in Brassica oleracea and
Licopersicum esculentum L., attributing this increase to
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate
contenido de macronutrimentos con respecto a las regadas
con agua, en tanto que en el caso de micronutrimentos
no se encontró diferencia. En este orden de ideas, Godoy
et al. (2009) en plantas de tomate cultivadas en suelo,
como medio de crecimiento, reportó que la acumulación
de los macronutrimentos N y P fue igual en diferentes
concentraciones de la solución (33, 66 y 100%), mientras que
el K, Ca y Mg disminuyeron con la solución a concentración
mayor al 66%; esta respuesta de la planta de tomate la
atribuyeron a la reserva nutrimental del suelo, la cual se
determinó antes del experimento.
Aunque Godoy et al. (2009) utilizó suelo como medio de
crecimiento para el tomate, es una situación similar en el
presente trabajo, ya que el vermicompost también tiene
nutrimentos disponibles para las plantas, lo cual se ha
constatado en diversos estudios. La adición de vermicompost
en el medio de crecimiento y el consecuente aumento de
los nutrimentos en el tejido ha sido observado en estudios
como en Brassica oleracea y Licopersicum esculentum L,
atribuyendo que este incremento se debe a la presencia de
nutrimentos de la propia vermicompost, así como a la alta
capacidad de intercambio catiónico que esta posee, además
de la alta retención de humedad (Hashemimajd et al., 2004;
Heeb et al., 2005; Pérez et al., 2006; Grigatti et al., 2007a).
Debido a estas propiedades que se atribuyen a los materiales
compostados, la adición de solución nutritiva de Steiner al
sustrato en una concentración entre 50 y 75% fue suficiente
para obtener el mismo contenido nutrimental que las plantas
que fueron tratadas con solución de Steiner al 100%.
Por otra parte, no se observó diferencias entre sustratos
para la concentración de N, K, Ca, Cu, Zn y Mn en el
tejido; en cambio, la concentración fue mayor para Mg y
menor para P y Fe en el SA (Cuadro 4). Estos resultados
guardaron relación con la concentración nutrimental de las
vermicompost. Al respecto, Tognetti et al. (2005) indican
que la riqueza nutrimental de los materiales compostados
depende de los materiales de los cuales fueron elaborados,
en este caso ambas vermicompost tuvieron en común el
estiércol de bovino.
De acuerdo con Jones (1999), la concentración de los
macronutrimentos en hoja de los tratamientos que incluyeron
vermicompost más riego con S50, S75 y S100 se ubicaron
dentro del rango normal para el crecimiento de tomate. En
tanto que, en los regados con agua, sólo el Ca se ubicó dentro
del rango normal. En relación a micronutrimentos, el Fe
excedió el nivel máximo del rango normal, mientras que
1367
the presence of nutrients in their own vermicompost and
the high cation exchange capacity that also possesses high
moisture retention (Hashemimajd et al., 2004; Heeb et
al., 2005; Pérez et al., 2006; Grigatti et al., 2007a). Due to
these properties attributed to the composted material, the
addition of nutrient solution to the substrate Steiner in a
concentration between 50 and 75% was enough to obtain
the same nutrient content that the plants were treated with
solution at 100 Steiner %.
Moreover, no differences were observed between the
substrates for the concentration of N, K, Ca, Cu, Zn
and Mn in the tissue, whereas Mg concentration was
higher and lower for P and Fe in the HS (Table 4.) These
results were related to the nutrient concentration of
the vermicompost. Tognetti et al. (2005) indicated
that, the nutrient richness of the composted materials
depends on the materials of which were produced, in
this case both had in common vermicompost of cattle
manure.
According to Jones (1999), the concentration of
macronutrients in the leaf´s treatments including irrigation
vermicompost over S50, S75 and S100 were within the
normal range for tomato growth. While, in irrigated with
just water, only Ca was within the normal range. Regarding
micro-nutrients, Fe exceeded the maximum level of the
normal range, while Zn was within the normal range, that
in all the treatments (Table 4). Accordingly, we can infer
that the vermicompost used provided Ca, Fe and Zn to
the plant to maintaining the level of those in the normal
range, while the contribution of other nutrients was lower
for tomato crop, so the plants irrigated with just water had
lower growth.
SPAD readings. The analysis of variance showed the
effect of the nutrient solution with highly significant
differences in both sampling dates, while for the substrate
and the interaction effect of the substrate solution was not
significant at all (Table 5).
As for the comparison on the average SPAD readings
between the substrates in both sampling dates, it was the
same. However, SPAD readings varied by the concentration
of the nutrient solution, being higher as the concentration
increased irrigation water at 75% of Steiner solution;
between 75 and 100% did not show increased SPAD
readings, its behavior was similar in both sampling dates
(Table 6).
Elia Cruz Crespo et al.
1368 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Zn se encontró dentro del rango normal, esto en todos los
tratamientos (Cuadro 4). De acuerdo a esto, podemos inferir
que el vermicompost utilizado proveyó de Ca, Fe y Zn a la
planta para mantener el nivel de estos en el rango normal en
el tejido; mientras que el aporte de los demás nutrimentos
fue menor para el cultivo de tomate, por lo que las plantas
regadas con agua tuvieron un menor crecimiento.
Lecturas SPAD. El análisis de varianza mostró efecto de la
solución nutritiva con diferencias altamente significativas
en ambas fechas de muestreo, mientras que para efecto
por sustrato e interacción solución por sustrato fue no
significativo (Cuadro 5).
En cuanto a la comparación de medias las lecturas SPAD
entre sustratos en ambas fechas de muestreo fue igual. Sin
embargo, las lecturas SPAD variaron por la concentración
de la solución nutritiva, siendo mayores conforme aumentó
la concentración de riego con agua a 75% de solución de
Steiner; entre 75 y 100% no se presentó incremento de las
lecturas SPAD, comportamiento que fue similar en ambas
fechas de muestreo (Cuadro 6).
Cuadro 5. Análisis de varianza de lecturas SPAD de tomate
Charleston a los 40 y 70 días después de trasplante
(ddt) bajo invernadero.
Table 5. Analysis of variance of SPAD readings of Charleston
tomato at 40 and 70 days after transplanting (DAT)
in greenhouse.
Fuente de variación
Solución
Sustrato
Solución X
sustrato
GL
4
2
40 ddt
**
ns
70 ddt
**
ns
8
ns
ns
ns= no significativo; *= significancia estadística a 5%; **= significancia estadística
a 1%; GL= grados de libertad.
This shows that, the crop responded to inorganic fertilizer,
as the SPAD readings showed the same behavior as the
concentration of N, P and Mg. In this regard Hawkins et al.
(2009) and Fang et al. (2010) mentioned that SPAD readings
can be used to monitoring the content of N in the leaf.
Therefore, it can be said that the presence of vermicompost
in the growth medium was instrumental for increasing N
concentration in the leaf and, therefore photosynthesis, when
Cuadro 6. Comparación de medias para lecturas SPAD de hojas de cultivo de tomate Charleston a diferentes días después
de trasplante (ddt) bajo invernadero, en función de los sustratos y la concentración de la solución de Steiner.
Table 6. Compare means for SPAD readings cultivation of Charleston tomato´s leaves at different days after transplantation
(DAT) in greenhouse, depending on the substrates and the concentration of the Steiner solution.
Fuente de variación
Solución
S0
S50
S75
S100
Lecturas SPAD
40 ddt
70 ddt
44.65 c†
51.76 b
55.94 a
57.33 a
36.77 c
45.30 b
53.26 a
53.80 a
Fuente de variación
Sustrato
SA
SB
Lecturas SPAD
40 ddt
70 ddt
52.91 a
51.93 a
47.57 a
47.03 a
Medias con misma letra dentro de columnas son significativamente iguales, según la prueba de Tukey (p≤ 0.05). S100 = solución de Steiner 100%; S75= solución de Steiner
75%; S50= solución de Stenier 50%; S0= riego con agua; SA= tezontle más vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales; SB= tezontle más vermicompost de
estiércol bovino y desechos de jardinería.
†
Esto muestra que el cultivo respondió a la fertilización
inorgánica, dado que las lecturas SPAD mostraron igual
comportamiento que la concentración de N, P y Mg.
Al respecto, Hawkins et al. (2009) y Fang et al. (2010)
mencionan que las lecturas SPAD pueden ser utilizadas para
monitorear el contenido de N en la hoja.
Por lo tanto, se puede decir que la presencia de vermicompost
en el medio de crecimiento coadyuvó en el incremento de la
concentración de N en la hoja y por lo tanto de la fotosíntesis,
cuando el medio de crecimiento fue regado con solución
the growth medium was irrigated with Steiner solution at
50 and 75%, this because several studies have reported an
increase in the amounts of N has been linked to an increased
photosynthesis (Siddiqui et al., 2010; Hossain et al., 2010;
Iqbal et al., 2012).
Was also observed that, SPAD readings decreased as the
advanced age of the plant did, being consistent across all
the treatments (Table 6). These concords with other studies
for Licopersicum esculentum L., as made by Rodríguez et
al. (1998).
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate
1369
de Steiner al 50 y 75%, esto porque en diversos estudios se
ha reportado que un aumento en las cantidades de N se ha
relacionado con mayor fotosíntesis (Siddiqui et al., 2010;
Hossain et al., 2010; Iqbal et al., 2012).
Growth. According to the analysis of variance, the effect
of nutrient solution was found with highly significant
differences in NH, DT and AF, whereas significant for AP,
PA and PSH (Table 7).
Se observó también que las lecturas SPAD disminuyeron
conforme avanzó la edad de la planta, siendo consistente en
todos los tratamientos (Cuadro 6). Esto coincide con otros
trabajos en Licopersicum esculentum L., como el realizado
por Rodríguez et al. (1998).
Cuadro 7.Análisis de varianza de las variables de crecimiento
y rendimiento de tomate Charleston cultivado bajo
invernadero.
Table 7. Analysis of variance of the variables of growth and
yield of Charleston tomato grown in greenhouse.
Crecimiento. De acuerdo al análisis de varianza se encontró,
por efecto de solución nutritiva, diferencias altamente
significativas en el NH, DT y AF; mientras que fueron
significativas para AP, AF y PSH (Cuadro 7).
Fuente de GL NH AP DT AF PSH Rendimiento
variación
Solución
4
**
* ** * *
**
Sustrato
2
ns ns ns ns ns
ns
Solución X
8
ns ns ns ns ns
ns
sustrato
La comparación de medias señala que todas las variables de
crecimiento incrementaron su valor con la aplicación de la
solución nutritiva al 50%, respecto del riego con agua; pero
cuando se utilizó la concentración al 100% sólo incremento
AP, AF al igual que PSH, respecto del tratamiento al 50%
(Cuadro 8). Este comportamiento de las variables de
crecimiento en mención fue similar al de la concentración
de los macronutrimentos N, P y Mg (Cuadro 4). Al respecto,
Raviv et al. (2005) y Siddiqui et al. (2008) comentan que
el suministro de N incrementa el crecimiento (materia
seca), dado que el N es componente de muchos compuestos
metabólicos que juegan un papel importante en las funciones
fisiológicas, al igual que el P y Mg. En cuanto a los sustratos
las variables de crecimiento fueron semejantes en ambos, lo
cual coincidió con la concentración nutrimental.
ns= no significativo; *= significancia estadística a 5%; **= significancia estadística
a 1%; GL= grados de libertad. NH= número de hojas; AP= altura de planta; DT=
diámetro de tallo; AF= área foliar, PSH= peso seco de hoja.
The comparison of means indicates that all growth
variables increased in value to the implementation of
the nutrient solution at 50% on irrigation with water, but
when used at 100% concentration only increased AP, AF
as well as PSH, regarding the treatment at 50% (Table
8). This behavior of the variables, mentioned growth
similar to the concentration of the macro-nutrients N, P
and Mg (Table 4). Raviv et al. (2005) and Siddiqui et al.
(2008) reported that, the supply of N increases growth
(dry matter) since N is a component of many metabolic
compounds that play an important role in physiological
Cuadro 8. Comparación de medias de las variables de crecimiento y rendimiento de tomate Charleston cultivado en
invernadero, en función de los sustratos y la concentración de la solución de Steiner.
Table 8. Comparison means of the variables of growth and yield of Charleston tomato cultivated in greenhouse, depending
on the substrates and the concentration of the Steiner solution.
Fuente de variación
NH
AP
m
Variables de crecimiento
DT
AF
-2
cm
cm planta-1
PSH
g planta-1
Rendimiento
g planta-1
Solución
S0
S50
S75
S100
14.1 b†
17.5 a
18.7 a
18.4 a
1.56 c
1.89 b
1.94 ab
1.98 a
1.36 b
1.83 a
1.84 a
1.84 a
1948 c
3198 b
3418 ab
3733 a
15.7 c
27.5 b
29.0 ab
32.6 a
2727 b
4865 a
4784 a
5110 a
Sustrato
SA
SB
17.3 a
17.0 a
1.86 a
1.82 a
1.72 a
1.71 a
3100 a
3048 a
26.8 a
25.6 a
4395 a
4347 a
Medias con misma letra dentro de columnas son significativamente iguales, según la prueba de Tukey (p≤ 0.05). S100= solución de Steiner 100%; S75= solución de Steiner
75%; S50= solución de Stenier 50%; S0= riego con agua; SA= tezontle más vermicompost de estiércol bovino y desechos vegetales; SB= tezontle más vermicompost
de estiércol bovino y desechos de jardinería.
†
1370 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Por otra parte, el resultado de las variables AP, AF PSH
encontrados en el presente trabajo muestran la misma
tendencia que en otras investigaciones donde se han probado
tratamientos con y sin materiales compostados y fertilización
química en diferentes cultivos (De Grazia et al., 2007;
Grigatti et al., 2007a; Grigatti et al., 2007b; Bachman and
Metzger, 2008).
Se menciona que el efecto sobre el crecimiento no solo
se ha atribuido a la disponibilidad nutrimental de las
vermicompost, sino que también podría ser debido a la
presencia de compuestos reguladores del crecimiento
tal como hormonas y ácidos húmicos, incremento de la
población de microorganismos benéficos y a las condiciones
de crecimiento (Arancon et al., 2004; Arancon et al.,
2008). En este último aspecto pudieran considerarse a las
propiedades físicas y químicas del medio de crecimiento,
las cuales fueron similares entre ambos sustratos (SA y SB)
por lo que no se encontraron diferencias de las variables
de crecimiento y tampoco del contenido nutrimental ni
rendimiento.
Rendimiento. El análisis de varianza señala que el
rendimiento de fruto no fue modificado por efecto del
sustrato; sin embargo, por efecto de solución las diferencias
fueron altamente significativas (Cuadro 7, Cuadro 8). Donde
los tratamientos sin solución de Steiner presentaron el menor
rendimiento. Tampoco se encontró efecto por interacción
solución por sustrato. Esto es coherente con lo encontrado
en tomate por Rodríguez et al. (2008); Cruz et al. (2009);
De Grazia et al. (2007). quienes reportaron que al utilizar
vermicompost o compost en el medio de crecimiento y
regado solo con agua el rendimiento fue menor que cuando
se adiciona nutrimentos.
Por otra parte, se observó que el rendimiento de S100 fue
igual respecto de S75 y S50, contrario a lo encontrado
en las variables de crecimiento AP, AF y PSH y en la
concentración de nutrimentos de N, P, Mg, Fe, Cu y Mn.
donde hubo diferencia sólo entre S50 y S100. Por su
parte, Godoy et al. (2009) señalaron que no encontraron
diferencia del rendimiento de tomate, utilizando como
medio de crecimiento suelo, al variar la fuerza iónica de
la solución de Steiner entre 33, 66 y 100%, pero tampoco
hubo diferencias en el área foliar, altura y peso seco de
hoja, ya que el contenido nutrimental de N y P fue igual
mientras que el resto de los macronutrimentos disminuyó
con solución al 100%. Esto llevó a deducir en el presente
trabajo que en los tratamientos con S75 y S100 respecto del
Elia Cruz Crespo et al.
functions, such as P and Mg. As for the growth substrate
variables were similar in both, coinciding with the nutrient
concentration.
Moreover, the results of the variables AP, AF HSP found in
the present work show the same trend as in other studies,
where the treatments have been tested with and without
composted material and chemical fertilizer in different crops
(De Grazia et al. 2007; Grigatti et al., 2007a; Grigatti et al.,
2007b; Bachman and Metzger, 2008).
It is mentioned that, the effect on growth has been
attributed not only to the nutrient availability on the
vermicompost, but it could also be due to the presence
of growth regulating compounds such as hormones and
humic acids, increasing the population of beneficial
microorganisms and growth conditions (Arancon et
al., 2004; Arancon et al., 2008). In the latter, it might
be considered the physical and chemical properties of
the growth medium, which were similar between both
substrates (SA and SB) as no differences were found
neither in the growth variables nor in the nutritional
content or performance whatsoever.
Yield. The analysis of variance indicated that, the fruit
yield was not modified by the substrate effect; however,
the effect of the solution was highly significant (Table 7,
Table 8). The treatments without Steiner solution had the
lowest yield. Neither effect was found by the interaction
substrate solution. This is consistent with that found in
tomato by Rodríguez et al. (2008), Cruz et al. (2009),
De Grazia et al. (2007) who reported that, when using
vermicompost or compost in the growth medium and
watered with just water, the yield was fewer than when
adding nutrients.
Furthermore, we observed that S100 had an equal yield as
S75 and S50, contrary to that found in the growth variables
AP, FA and HSP and nutrient concentration of N, P, Mg, Fe,
Cu and Mn. where there was only difference between S50
and S100. Godoy et al. (2009) reported that they found no
difference in tomato yield using soil as growth medium,
by varying the ionic strength of the Steiner solution
between 33, 66 and 100%, but there were no differences
in the leaf area, height and weight of dry leaves, since the
nutrient content of N and P was the same, while the rest
of the macro-nutrients decreased with the 100% solution.
Deducted in this work that, in the treatments S75 and S50
S100, it was about the greatest amount of nutrients in the
Efecto de mezclas de sustratos y concentración de la solución nutritiva en el crecimiento y rendimiento de tomate
S50 hubo mayor cantidad de nutrimentos en el sustrato que
se destinó a un mayor crecimiento vegetativo, y no a fruto
por lo que no se manifestó un incremento del rendimiento
conforme el aumento de la concentración de la solución
nutritiva. Heeb et al. (2005) mencionan que después de
cierto nivel de nutrimentos, como por ejemplo del N ya no
incrementa el rendimiento de fruto de tomate pero si el de
biomasa, lo cual pudo ser la misma causa en la presente
investigación.
Conclusiones
La mezcla de tezontle con vermicompost, de estiércol
bovino y desechos vegetales o de estiércol y desechos de
jardinería, en la proporción 65:35, en combinación con
solución nutritiva al 50% fue viable dado que el rendimiento
no mostró diferencias significativas respecto de los niveles
al 75 y 100% de suministro de nutrimentos. Además, la
concentración nutrimental del tejido de hoja, lecturas SPAD,
número de hojas, altura de planta, diámetro de tallo, aérea
foliar, peso seco de hojas y rendimiento aumentaron en
relación a las regadas con agua.
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1371
substrate to be allocated to more vegetative growth, so
it did not manifest an increase in yield by increasing the
concentration of the nutrient solution. Heeb et al. (2005)
mentioned that after a certain level of nutrients such as
N, there is no increase on the fruit´s yield but only in the
biomass, which could be the same cause in the present
investigation.
Conclusions
The mixture of tezontle with vermicompost of cattle
manure and vegetable waste or waste yard in the ratio
65:35, in combination with 50% nutrient solution was
feasible because the yield did not differ significantly from
the levels 75 and 100% of the nutrient supply. In addition,
the nutrient concentration of leaf tissue, SPAD readings,
leaf number, plant height, stem diameter, leaf area, dry
weight and, yield increased compared to those irrigated
with just water.
End of the English version
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1375-1388
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto
sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas*
State of Lara´s, Venezuela foothills land-use and its effect on physical
and chemical properties and rhizosphere bacteria
Duilio Torres1§, Marisol López2, Jorge Contreras1, Manuel Henríquez1, Ingrid Acevedo1 y Claudia Agurto2
Universidad Centrooccidental Lisandro Alvarado. Departamento de Química y suelos. Unidad de Investigación de Suelos y Nutrición Mineral de Plantas (UISNMP).
Redoma de Agua Viva, Núcleo Tarabana, edificio La Colina. A. P. 3101. Tel. 005 825 1292310. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]
edu.ve). 2Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA). Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP). Sector el Limón Núcleo Universitario,
edificio (1) INIA, Maracay-Aragua. C. P. 2001. Venezuela. Tel. 005 841 27522563. ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia:
[email protected]
1
Resumen
Abstract
Se evaluaron los efectos de diferentes tipos de uso de la
tierra (TUT) en la zona andina del estado Lara sobre las
variables físicas, químicas y bacterias rizoféricas fijadoras
de nitrógeno de vida libre (FNVL) y solubilizadoras de
fósforo (SF). Se colectaron muestras de suelo alteradas, en
los diferentes manejos evaluados: TUT-café; TUT-tomate,
TUT-maíz en Piedra el Tigre, TUT- Ajoporro en Buena Vista,
TUT- vainita y TUT-lechuga en Palmira. Los TUT en la
Zona de Piedra el Tigre, parecen estar afectando el fósforo
disponible, pero no las propiedades físicas y las bacterias
rizosféricas evaluadas. La menor afectación se atribuye a la
poca mecanización del suelo y poco uso de abonos orgánicos.
Las colonias de FNVL y SF no fueron afectadas, aunque
las FNVL en el TUT-café estuvieron más bajas. Todos los
TUT presentaron alta acumulación de materia orgánica,
principalmente los TUT café, maíz y tomate y sus bajos
contenidos de fósforo parecen estar asociados a la retención
de éste elemento en forma orgánica. En la zona de Palmira,
el TUT-lechuga presentó alta disponibilidad de nutrimentos
y de unidades formadoras de colonias por ml (UFC ml -1) de
SF y FNVL en la diluciones de 105 y 106 y menor número de
UFC ml-1 de FNVL en TUT- vainita.
The effects of different types of land use (TUT) in the
Andean region of the State of Lara on the physical and
chemical variables and, on the nitrogen-fixing free-living
(FNVL) and phosphate solubilizing rhizosphere bacteria
(SF). Altered soil samples were collected in different
management practices tested: TUT-coffee, TUT-tomato,
TUT-maize in Piedra del Tigre, TUT-leek in Buena Vista,
TUT-bean and TUT- lettuce in Palmira. The TUT in
Piedra del Tigre appear to be affecting the available
phosphorus, but not the evaluated physical properties and
rhizosphere bacteria. The least affectation is attributed
to the poor soil mechanization and little use of organic
fertilizers. FNVL and SF colonies were not affected,
although FNVL in the TUT-coffee were lower. All the
TUT´s showed high accumulation of organic matter,
mainly the TUT coffee, maize and tomatoes; its low levels
of phosphorus appear to be associated with the retention
of this element in organic form. In the area of Palmira,
the TUT-lettuce presented high nutrient availability and
colony forming units per ml (CFU ml-1) of SF and FNVL
in dilutions of 105 and 106 and fewer CFU ml-1 of FNVL
in TUT-bean.
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: agosto de 2012
1376 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Duilio Torres et al.
Palabras claves: bacterias rizoféricas, manejo de suelos,
sostenibilidad.
Key words: rhizosphere bacteria, soil management,
sustainability.
Introducción
Introduction
La zona alta del estado Lara se caracteriza por ser una de las
localidades agrícolas más importantes del país, destacándose
entre otros rubros, la producción de hortalizas de piso
alto tales como lechuga, ajoporro, zanahoria, papa y el
agroecosistema café. No obstante, la producción hortícola
en esta zona ha sido baja debido a la baja fertilidad de los
suelos, principalmente. En este sentido, Henríquez (2010)
ha mostrado que la mayoría de los suelos en la zona alta del
estado Lara presentan excesiva acidez y altos contenidos
de aluminio intercambiable (Al+3), lo cual puede causar
problemas de toxicidad en las plantas, fijación de fósforo
(P) y baja actividad biológica, afectando los procesos de
fijación biológica de nitrógeno atmosférico y la capacidad
del suelo para suplir nutrimentos a las plantas.
The upper area of the State of Lara is known for being
one of the agricultural towns in the country, highlighting
among other items the production of high-floor vegetables
such as lettuce, leek, carrot, potato and the coffee agroecosystem. However, vegetable production in this area
has been low, mainly due to the low soil fertility. In this
sense, Henríquez (2010) has shown that most of the soils
in the upper area of Lara have excessive acidity and high
content of exchangeable aluminum (Al+3), which can cause
toxicity problems in the plants, fixing phosphorus (P) and
low biological activity, affecting the processes of biological
fixation of atmospheric nitrogen and the ability of soil to
supply nutrients to the plants.
El manejo de la fertilidad de los suelos convencionalmente
se ha enfocado desde el punto de vista químico, basado en
la disponibilidad de macronutrimentos (N,P,K), por lo que
los agricultores recurren al uso de fertilizantes inorgánicos,
principalmente los de origen industrial, fórmulas simples y
compuestas, con la finalidad de suplir las deficiencias de
éstos elementos esenciales. Sin embargo, su uso inadecuado
e irracional ha generado problemas ambientales (Terry et al.,
2002; Chirinos et al., 2007).
En este contexto, los agricultores deben disponer de opciones
para mejorar la fertilidad del suelo desde el punto de vista
integral, incorporando otras fuentes de bajo costo que
además contribuyan a garantizar el uso sustentable de los
recursos naturales con mínimo uso de insumos externos.
En la zona alta del estado Lara se ha evaluado el uso de la
gallinaza como enmienda orgánica y los compost, en general,
con relativo éxito (Matheus, 2004). Sin embargo, existen
otras fuentes de fertilizantes que pueden ser evaluadas para
contribuir a incrementar la fertilidad del suelo desde el punto
de vista integral.
En Venezuela existen experiencias exitosas en el
aislamiento y evaluación de micro organismos simbióticos,
especialmente los referidos a la simbiosis que existe entre
las bacterias del género Rhizobium y Bradyrhizobium y las
leguminosas para fijar nitrógeno del aire. Peña y Reyes
The management of soil fertility has conventionally been
approached from the chemical point of view, based on the
availability of macronutrients (N, P, K), so that the farmers
resort to the use of inorganic fertilizers, mainly industrial
of simple and complex formulas in order to overcome
the deficiencies of these essential elements; however, the
inappropriate and irrational use has generated environmental
problems (Terry et al., 2002; Chirinos et al., 2007).
In this context, the farmers must have options for improving
the soil fertility from the holistic point of view; incorporating
low-cost sources that will also contribute to ensuring the
sustainable use of natural resources with minimal use of
external inputs. In the upper area of the State of Lara, the use
of chicken manure has been evaluated as organic fertilizer
and compost, in general, with relative success (Matheus,
2004). However, there are other sources of fertilizer that
can be evaluated to help increase the soil fertility from the
comprehensive viewpoint.
In Venezuela there are successful experiences in the isolation
and evaluation of symbiotic microorganisms, especially
those related to the symbiosis between bacteria of the
genus Rhizobium and Bradyrhizobium and, legumes to
fixing nitrogen from the air. Peña and Reyes (2007) isolated
FNVL and SF strains, which when inoculated into the soil,
increased the dry weight of lettuce seedlings compared with
the un-inoculated ones. López et al. (2008) evaluated in
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
(2007) aislaron cepas FNVL y SF, las cuales al ser inoculadas
en el suelo, incrementaron el peso seco de las plántulas de
lechuga en comparación con las no inoculadas. López et
al. (2008) evaluaron en dos suelos contrastantes el efecto
de cepas FNVL y SF sobre la bioestimulación en maíz,
obteniendo respuesta en el crecimiento vegetal, por su parte
Rodríguez y López (2009), al evaluar biofertilizantes a base
de Rhizobium, lograron incrementar significativamente los
rendimientos de frijol inoculado con cepas nativas en suelos
ácidos del oriente venezolano.
Considerando que los biofertilizantes son una opción para el
manejo de la fertilidad del suelo, se iniciaron evaluaciones
en la zona alta del estado Lara, con la finalidad de evaluar
el efecto de diferentes tipos de uso de la tierra (TUT)
sobre algunas propiedades físicas, químicas y bacterias
rizosféricas, específicamente cepas fijadoras de nitrógeno
de vida libre (FNVL) y solubilizadoras de fósforo (SF).
Materiales y métodos
Tipos de uso de la tierra (TUT) evaluados: para el estudio
se seleccionaron los usos más representativos en fincas
de agricultores ubicadas en Piedra el Tigre, Buena Vista y
Palmira, siendo los usos seleccionados: TUT-café; TUTtomate, TUT-maíz en Piedra el Tigre; TUT- ajoporro en
Buena Vista y TUT- vainita más TUT-lechuga en palmira.
A continuación se describen los TUT evaluados.
Características de las unidades de muestreo
Sector Piedra el Tigre
Los TUT-café, TUT-maíz y TUT-tomate, ubicados a una
altitud entre 1 200 y 1 400 msnm, entre las coordenadas
(9°89´30´´ latitud norte, 69° 80´33´´ longitud oeste).
TUT-café: Los suelos presentan buena profundidad efectiva,
entre 30 y 60 cm, con texturas de franco arcillosas (FA) a
Arcillosas (A); la reacción del suelo es ligeramente ácida
(pH= 5.6), con valores de aluminio intercambiable (Al+3) de
medios a altos (2 a> 4 cmol kg-1). Los contenidos de materia
orgánica (MO) son altos (> 80 g kg-1) y la conductividad
eléctrica baja (CE< 0.4 dS m-1), mientras que la disponibilidad
de fósforo (P) y potasio (K) son bajos (2 mg kg-1) y medios (80
mg kg-1) respectivamente. El calcio (Ca) y el magnesio (Mg)
se encuentran altos (Ca >1000 mg kg-1; Mg > 600 mg kg-1).
1377
two contrasting soils, the effect of FNVL and SF strains on
biostimulation in maize, obtaining response in the plant´s
growth; Rodríguez and López (2009), when evaluating
bio-fertilizers based on Rhizobium managed to significantly
increase inoculated bean yields with native strains in acid
soils of the eastern Venezuela.
Considering that bio-fertilizers are an option for the
management of soil fertility, evaluations were in the
highlands of the State of Lara in order to evaluate the
effect of different types of land-use (TUT) on some
physical properties, chemical and rhizosphere bacteria,
specifically nitrogen-fixing strains of free living (FNVL)
and solubilizing phosphorus (SF).
Materials and methods
Evaluated types of land use (TUT): for the study the
most representative uses were selected in farms located
in Piedra del Tigre, Buena Vista and Palmira: TUT-coffee,
TUT-tomato, TUT-maize in Piedra del Tigre, TUT-leek in
Buena Vista and, TUT-beans with TUT-lettuce in Palmira.
The following describes the evaluated TUT´s.
Sampling units’ characteristics
Piedra del Tigre Sector
TUT-coffee, TUT-maize and TUT-tomato, located at an
elevation between 1 200 and 1 400 meters, between the
coordinates (9 ° 89' 30'' N, 69 ° 80' 33'' W).
TUT-coffee: The soils have good effective depth, between
30 to 60 cm, with clay loam texture (FA) to clay (A); the
soil reaction is slightly acidic (pH= 5.6), with exchangeable
aluminum values (Al+3) medium to high (2 to> 4 cmol kg-1).
The organic matter content (OM) are high (> 80 g kg-1) and
the electrical conductivity is low (EC <0.4 dS m-1), while
the availability of phosphorus (P) and potassium (K) are low
(2 mg kg-1) and medium (80 mg kg-1) respectively. Calcium
(Ca) and magnesium (Mg) are high (Ca> 1 000 mg kg-1, Mg>
600 mg kg-1). The structure is blocky to crumbly, strong to
moderate, with little tendency to erode, with aggregates
larger than 1 mm. Many of the plots have 4 000 ha of coffee
plants, out of which approximately 25% have plants with
less than 3 years and other plants over 12 years. Some of
the varieties grown are: Catuai, Caturra and Mundo Nuevo.
1378 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
La estructura es blocosa a migajosa, de fuerte a moderada,
con poca tendencia a erosionarse, con agregados de tamaño
superior 1 mm. Muchas de las parcelas tienen 4 000 plantas
ha de café, de las cuales aproximadamente 25 % corresponde
a plantas menores que 3 años y el resto a plantas mayores de
12 años. Algunas de las variedades cultivadas son: Catuai,
Caturra y Mundo Nuevo. El control de malezas es manual la
fertilización es de 100 g planta de úrea y la misma cantidad
de fórmula completa (N:P:K) en abril antes de iniciarse el
periodo de lluvias; para corregir la acidez aplican cal agrícola
muy esporádicamente. Los rendimientos promedios por
hectárea alcanzan 7.5 quintales ha-1.
TUT-tomate: los suelos de éste sector al igual que el anterior
presenta buena fertilidad, reflejada en la disponibilidad de
K, Ca y Mg con contenidos de MO altos, la acidez es ligera
(pH= 5.5), pero la baja disponibilidad de P (2 mg kg -1)
indica posibles problemas de retención de éste elemento.
Sin embargo, a diferencia del sector donde se siembra café
no presenta problemas de aluminio intercambiable. Para
el cultivo de tomate se preparan semilleros en campo, la
fertilización es inorgánica, aplicando principalmente urea. El
control de maleza es manual, el riego es por goteo artesanal.
TUT-maíz: los suelos bajo este uso, al igual que los
anteriores presentan como principal limitante la muy
baja disponibilidad de P, pero el K, Ca y Mg están en alta
disponibilidad, la acidez es moderada (pH= 5.5), no existen
problemas por aluminio intercambiable, por lo que no se
requiere aplicaciones de cal agrícola. El cultivo de maíz se
siembra con semillas seleccionadas de la misma zona; es
decir, no se utiliza semilla certificada proveniente de casas
comerciales, la fertilización es a base de urea, el control de
maleza es manual, el cultivo no se mecaniza y es sembrado
en curvas de nivel para reducir problemas de erosión.
Sector Buena Vista
TUT: ajoporro
Ubicado a una altitud de 1 305 msnm entre las coordenadas
9º 52’19’’ latitud norte, 69º 28’ 46’’ longitud oeste, en la
localidad de Buenos Aires, Parroquia Buena Vista, Municipio
Iribarren del estado Lara. El manejo establecido consistió
en arado con bueyes y pase cruzado, surcado manual con
escardilla, se incorpora materia orgánica a razón de 40 Mg/
ha de estiércol de chivo, la siembra se realiza transplantando
desde el semillero al suelo, a una distancia de 15 cm x 40 cm
entre plantas e hileras, se aplica riego diario por aspersión,
Duilio Torres et al.
Weed control is manual, fertilization of 100 g urea plant and
the same amount of the full formula (N: P: K) in April before
the rainy season started to correct the acidity of agricultural
lime were applied very sporadically. Average yields per
hectare reached 7.5 quintals ha-1.
TUT-tomato: the soils of this sector have good fertility,
reflected in the availability of K, Ca and Mg with high
contents of OM, the slight acidity (pH= 5.5), but the low
availability of P (2 mg kg-1) indicates possible retention
of this element. However, unlike the area where the
coffee is grown, there was no problem in exchangeable
aluminum. For the cultivation of tomato, seedlings are
prepared in the field, with inorganic fertilization, using
mainly urea. Weed control is manual with the traditional
drip irrigation.
TUT-maize: the soils under this application, as presented
earlier, its main limiting is the very low availability of P but,
K, Ca and Mg are highly available, moderate acidity (pH
= 5.5), there are no exchangeable aluminum problems, so
it does not require application of agricultural lime. Maize
crop is sown with seeds selected from the same area; i.e. no
certified seeds from commercial houses, the fertilization
are based on urea, weed control is manual, the crop is not
machined and is sowed using contour lines to reduce erosion
problems.
Buena Vista Sector
TUT: leek
Located at an elevation of 1 305 m between latitudes
9 ° 52’19’’ N, 69 º 28’ 46’’ W, in Buenos Aires, Parroquia
Buena Vista, Iribarren Municipality in the State of
Lara. The management set consisted of plowing with oxen
and go-crossed, furrowing manually with hoe, organic
matter is incorporated at 40 Mg/ha of goat manure,
planting is done by transplanting from the seed to the
ground, a distance of 15 cm x 40 cm between plants and
rows, daily watering is applied by spraying, using high
doses of inorganic fertilizers from industrial sources,
applying granulated urea, compound formula (10:20:20)
at a rate of 1 000 kg ha-1. These applications are made
two (2) times during the growing season; weed control
is manual like the harvest. Overall, this lot has good
fertility, high availability of P, K, Ca, and Mg, high in
organic matter and slightly acid, aluminum seamlessly
interchangeable.
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
se utilizan altas dosis de fertilizantes inorgánicos de origen
industrial, aplicándose úrea granulada y fórmula compuesta
(10:20:20) a razón de 1 000 kg ha-1. Estas aplicaciones se
realizan dos (2) veces durante el ciclo del cultivo, el control
de malezas es manual al igual que la cosecha. En general,
este lote presenta buena fertilidad, con alta disponibilidad
de P, K, Ca, y Mg; altos contenidos de materia orgánica y
ligera acidez, sin problemas de aluminio intercambiable.
TUT-vainita
El cultivo de vainita se localizó en Buena Vista, Municipio
Iribarren del estado Lara, a una altitud de 1310 msnm, entre
las coordenadas 9º 52’02’’ latitud norte, 69º 29’ 04’’ longitud
oeste. El manejo consiste en arado con bueyes en pase
cruzado, surcado manual con herramientas menores como
la escardilla. La siembra también es manual, se colocan 2
semillas por punto a una distancia de 20 cm x 40 cm entre
plantas e hileras, se aplica riego diariamente por aspersión y
la fertilización es con úrea y fórmula compuesta (10-20-20)
a razón de 1 000 kg ha-1, aplicados a los 8 días después de la
germinación y al inicio de la floración. El control de plagas,
malezas e insectos se realiza a base de productos químicos.
El rendimiento promedio es de 20 t ha-1.
Sector Palmira
TUT-lechuga
El cultivo de lechuga se desarrolló en la localidad de Palmira,
Parroquia Sanare, Municipio Andrés Eloy Blanco del estado
Lara, a una altitud de 1 320 msnm entre las coordenadas 9º
44’33’’ latitud norte, 69º 40’ 11’’ longitud oeste. El manejo
establecido consistió en arado con tractor y dos pases de
rastra, aplicación de herbicida (Prol sería interesante saber
las concentraciones en la cual se aplicó) antes del transplante,
utilizando plántulas con pilón sembradas a 40 x 40 cm
entre plantas e hileras, control preventivo y curativo de
enfermedades con fungicidas durante los primeros 30 días,
con aplicaciones de dos veces por semanas de fertilización
con úrea y fórmula completa (10-20-20) a la segunda y cuarta
semanas después del transplante a razón de 1 000 kg ha-1, la
cosecha se inicia a los 40 días después del transplante con 6
pases ¿Cómo son las texturas y la estructura?
Muestreo de suelo: para el estudio se tomaron tres tipos de
muestras de suelo: a) no alteradas, con el objetivo de realizar
la caracterización física del suelo b) muestras alteradas de
0-20 cm de profundidad para la caracterización química del
1379
TUT-bean
The cultivation of beans was located in Buena Vista, Iribarren
Municipality in the State of Lara at an elevation of 1 310 meters,
between latitudes 9° 52’ 02’’ N, 69º 29’ 04’’ west longitude.
Management consists of plowing with oxen, go-crossing,
furrowing manually with small tools such as the hoe. Seeding
is also manual, placing 2 seeds per point at a distance of 20
cm x 40 cm between plants and rows, applying daily irrigation
and, the fertilization is made with urea, formula (10-20-20) at a
rate 1 000 kg ha-1, applied at 8 days after germination and early
flowering. The control of pests, weeds and insects is performed
using chemicals. The average yield is 20 t ha-1.
Palmira sector
TUT-lettuce:
Lettuce crop was developed in the town of Palmira, Parroquia
Sanare, Andrés Eloy Blanco, State of Lara at an elevation
of 1 320 m between latitudes 9° 44’ 33’’ N, 69º 40’ 11’’ W.
The management was established in tractor and plow with
two passes of harrow, application of herbicide (Prol would
be interesting to know the concentrations in which it was
applied) before transplantation, using seedlings planted 40
x 40 cm between plants and rows, control prevention and
treatment of diseases with fungicides during the first 30
days, with applications twice a week of fertilization with
urea and complete formula (10-20-20) to the second and
fourth weeks after transplanting at a rate of 1 000 kg ha-1,
the harvest will occur within 40 days after transplantation
with 6 passes; How are the textures and structure?
Soil sampling: for the study, we took three types of soil
samples: a) not altered in order to perform the physical
characterization of the soil; b) altered samples of 0-20 cm
depth for soil chemical characterization; and c) rhizosphere
samples from 0 to 10 cm depth to isolate nitrogen-fixing
free-living bacteria (FNVL) of the genus Azotobacter and
phosphorus solubilizing (SF).
Assessed variables:
Chemical: soil reaction (pH), electrical conductivity
(EC), cation exchange capacity (CEC), availability of
macronutrients phosphorus (P), potassium (K) calcium
(Ca) and magnesium (Mg), by (Gilabert et al., 1990)
for the soil analysis, diagnosis of fertility and fertilizer
recommendations and amendments. pH was measured by
1380 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Duilio Torres et al.
suelo; y c) muestras rizosféricas, de 0 a 10 cm de profundidad
para aislar las bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre
(FNVL) del género Azotobacter y solubilizadoras de fósforo
(SF).
the potentiometric method on soil: water= 1:2.5, the organic
carbon was determined by the method of Walkley and Black
(1934), cation exchange capacity for ammonium acetate
extraction, the phosphorus by Olsen.
Variables evaluadas
Physical: physical variables were: bulk density (Da),
macroporosity, microporosity, saturated hydraulic conductivity,
according to the methodology described by Pla (1983).
Químicas: reacción del suelo (pH), conductividad
eléctrica (CE), capacidad de intercambio catiónico (CIC),
disponibilidad de macronutrientes fósforo (P), potasio (K)
calcio (Ca) y magnesio (Mg), según (Gilabert et al., 1990)
para análisis de suelo con fines de diagnóstico de fertilidad
y recomendaciones de fertilizantes y enmiendas. El pH
fue medido por el método potenciométrico en relación
suelo: agua= 1:2,5, el carbono orgánico fue determinado
por el método de (Walkley y Black, 1934), la capacidad de
intercambio catiónico por extracción con acetato de amonio,
el fósforo por Olsen.
Físicas: las variables físicas fueron: densidad aparente (Da),
macroporosidad, microporosidad, conductividad hidráulica
saturada, según la metodología descrita por Pla (1983).
Bacterias rizosféricas: las bacterianas fijadoras de nitrógeno
de vida libre (FNVL) se aislaron en el medio de cultivo-agar
Ashby específico para Azotobacter y las solubilizadoras
de fósforo (SF) en medio-agar Pikovskaya siguiendo los
métodos y procedimientos (Martínez et al., 2006).
Criterios para la pre-selección de cepas
Para la selección de las cepas se tomó como criterio en el caso
de las bacterias SF, aquellas que presentaron halo visible y
bien diferenciado mayor a 5 mm, lo cual es indicador de su
capacidad para solubilizar fósforo. En el caso de bacterias
FNVL, se seleccionaron aquellas que evidenciaron su
característica específica, similar a una gota de agua fija en
el medio, típica de las colonias de Azotobacter. Se consideró
una población de bacterias adecuado cuando el número de
viables fue igual o mayor a 108 UFC/ml ó UFC/g de suelo
(Dibut et al., 2001). Las cepas aisladas de seleccionaron para
preparar el bioproducto.
Análisis de los datos: debido a que el estudio fue de carácter
descriptivo, se tomaron muestras de áreas totalmente
disimiles para poder contrastar los cambios en las variables
físicas y químicas de suelos evaluados. Se tomaron como
referencia los valores críticos generados por Florentino
(1998) para los suelos venezolanos en función de su textura
Rhizosphere bacteria: nitrogen-fixing free-living bacterial
(FNVL) were isolated in the Ashby agar-medium specific
for Azotobacter and phosphorus solubilizing (SF) mediumagar Pikovskaya following the methods and procedures
(Martínez et al., 2006).
Criteria for the pre-selection of strains
For the selection of the strains we took as a criterion in the
case of bacteria SF, those which showed visible and distinct
halo larger than 5 mm, which is an indicative of their ability
to solubilize phosphate. In the case of FNVL bacteria, we
selected those which showed their specific characteristic
similar to a water drop fixed in the middle, typical colonies
of Azotobacter. Considering a suitable bacterial population
when the number of viable equal to or greater than 10 8 CFU/
ml or CFU/g of soil (Dibut and Martínez-Viera, 2001). The
isolates were selected to prepare the byproduct.
Data analysis: because the study was descriptive, samples
were taken from areas totally dissimilar to compare changes
in physical and chemical variables of the soil tested. We
took as reference the critical values generated by Florentino
(1998) for Venezuelan soils according to their texture (critical
values of variables), in the case of chemical variables, we
used as reference the values of the operating methods and
procedures used in the laboratories of soil fertility purposes
attached to INIA (Gilabert de Brito et al., 1990).
Results and discussion
Physical variables by soil series based on the types of
land uses, locations: Piedra del Tigre, Buena Vista and
Palmira
The results of certain physical variables in each of the
localities and TUT evaluated (Table 1) are hereby presented.
Bulk density values ranged between: 1.24 and 1.35 g cm-3,
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
(valores críticos de que variables), En el caso de las variables
químicas se usaron los valores de referencia según el manual
de métodos y procedimientos utilizados en los laboratorios
de suelo con fines de fertilidad adscritos al INIA (Gilabert
de Brito et al., 1990).
Resultados y discusión
Variables físicas por serie de suelos según los tipos de
usos de la tierra, localidades: Piedra el Tigre, Buena
Vista y Palmira
A continuación se presentan los resultados de las variables
físicas determinadas en cada una de las localidades y TUT
evaluados (Cuadro 1). Los valores de densidad aparente
variaron entre: 1.24 y 1.35 g cm-3, considerados adecuados en
función de la textura presente (Florentino, 1998). Los menores
valores correspondieron a los TUTs vainita y lechuga, y los
más altos a los TUTs café, ajoporro, maíz y tomate. En el
caso de los TUT vainita y lechuga los valores más bajos en la
densidad aparente se asocian a que la mayoría de las labores
de preparación de la tierra se realizan con tracción de sangre
(caballos y arado con bueyes), lo cual afloja la tierra pero no
la compacta. El resto de las labores, incluyendo la cosecha,
se realizan a mano, lo cual causa una menor perturbación del
suelo. En el suelo cultivado con tomate, lo valores de densidad
aparente fueron mayores, en comparación con los otros TUT,
lo cual pudiera ser atribuido a la menor cobertura vegetal
mantenida en el agroecosistema, quedando el suelo desnudo
y susceptible a ser degradado al inicio del periodo lluvioso
por el impacto de las gotas de lluvia.
1381
considered adequate based on the texture (Florentino,
1998). The lowest values corresponded to the TUTs beans
and lettuce, and the highest to the TUTs coffee, leek, maize
and tomatoes. In the case of the bean and lettuce TUT,
the values of the lower bulk density associated with the
majority of the work of land preparation are performed
with blood drive (horses and cattle plow), which loosens the
soil but do not compact it. The rest of the work, including
harvesting was done by hand, which causes less soil
disturbance. In the soil cultivated with tomato, bulk density
values were higher, compared with other TUT, which could
be attributed to reduced vegetation cover maintained in the
agro-ecosystem, leaving the ground bare and susceptible
to be degraded at the beginning of the rain period by the
impact of the raindrops.
With respect to the total pore space, the highest values
corresponded to the TUT with lower values of bulk density,
such as TUT-beans and TUT-lettuce, with 1.24 and 1.26 g
m3 respectively. Also, the highest value of 1.42 g m3 Da for
the TUT-tomato corresponded to the lowest value of EFA,
i.e. 46.75%.
Intermediate values of Da corresponded to intermediate
values of EFA. The values greater than 50% of EPT for
TUT-bean, TTUT-maize and TUT-coffee are an indicative
of the best condition of these soils, which can be associated
to its high content of organic matter (Table 2), which
promoted adequate porosity. Favoring the development of
the soil´s microorganisms. Regarding to the percentage of
macro and micro-pores, the values ranged between 7.31
and 14.75 and between 34.84 and 51.44% respectively,
indicating that the TUTs evaluated, despite having high
Cuadro 1. Medias de las variables físicas en los tipos de usos de la tierra de Piedra el Tigre, Buena Vista y Palmira.
Table 1. Means of the physical variables in the types of land uses in Piedra del Tigre, Buena Vista and Palmira.
Variables Física
Da (g m3)
EPT (%)
Macroporos (%)
Microporos (%)
Macro/micros.
Ks (cm h-1 )
Humedad (%)
Café
1.35
50.84
13.99
36.25
38.59
1.26
26.97
Piedra el Tigre
Tomate
1.42
46.75
11.90
34.84
34.16
0.21
24.54
Tipo de uso de la tierra (TUT)
Buena Vista
Maíz
Ajoporro
1.34
1.35
52.37
50.24
14.75
13.74
38.79
37.10
38.03
0.33
29.04
37.04
0.30
27.53
Vainita
1.26
54.84
14.58
40.26
36.21
0.49
32.00
Palmira
lechuga
1.24
58.74
7.31
51.44
14.21
4.50
41.90
Da= densidad aparente; EPT= espacio poroso total; Ks= conductividad hidráulica saturada. Comparaciones de medias según Tukey, en la misma fila letras iguales no
poseen diferencias significativas según la prueba utilizada.
1382 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Duilio Torres et al.
Con respecto al espacio poroso total, los mayores valores
correspondieron a los TUT con valores más bajos de
densidad aparente, tales como: TUT-Lechuga y TUT-Vainita
1.24 y 1.26 g.m3 respectivamente. Asimismo, el valor mayor
de Da 1.42 g m3, para el TUT-tomate, se correspondió con
el valor más bajo de EPT; es decir, 46.75 %.
porosity values, the relation macro/micro pores indicated
that, the soils may be presenting too little moisture retention
and aeration. The % of macro-pores, as Pla (1983) is
adequate, noting an appropriate relationship between Da
and % macro-pores. However, the relation macro/micro is
not favorable given the predominance of micro.
Los valores intermedio de Da se correspondieron con
valores intermedios de EPT. Valores superiores a 50% de
EPT para los TUT-vainita, TUT-maíz y TUT-café, es un
indicativo de la mejor condición de estos suelos, lo cual
puede estar asociado a sus altos contenidos de materia
orgánica (Cuadro 2) la cual promovió una adecuada
porosidad del mismo. Lo cual favorece el desarrollo de
los microorganismos del suelo. Con respecto al porcentaje
de macro y microporos, los valores variaron entre 7.31 y
14.75 y entre 34.84 y 51.44 % respectivamente; indicando
que los TUT evaluados, a pesar de presentar altos valores
de porosidad, la relación macro/microporos indica que
los suelos pueden estar presentando excesiva retención
de humedad y poca aireación. El % de macroporos, según
Pla (1983) es adecuado, notándose una relación adecuada
entre Da y % macroporos. Sin embargo, la relación macro/
micro no es favorable dado el predominio de los micro.
An important aspect in these soils is that the values of
saturated hydraulic conductivity (Ks) were low in most of
the applications, with values lower than 0.50 cm h-1, despite
having low values of bulk density. This may be due, among
other reasons, that there is a predominance of micro-pores
in the soil (probably also associated with clay and soil
textures with little pedogenetic development and structural
underdevelopment. In the case of Piedra del Tigre it has a good
correlation between all parameters), the presence of a greater
amount of small pores for this type of soil may favor a greater
retention of moisture which would be enhanced by the lack
of soil disturbance and decrease the process of evaporation as
a result of using coverages area (Ferreras et al., 2000; Jalota
et al., 2001; Bravo et al., 2004), but in areas of steep slopes,
the problems of water movement, since a low hydraulic
conductivity, can lead to runoff problems erosion, since most
of these soils are located on slopes greater than 20%.
Cuadro 2. Medias de las variables químicas en TUTs de los suelos de Piedra el Tigre, Buena Vista y Palmira del estado
Lara (Venezuela).
Table 2. Means of the chemical variables in the soil of the TUTs Piedra del Tigre, Buena Vista and Palmira, Lara
(Venezuela).
Variables químicas
Materia orgánica
(g kg-1)
Fósforo (mg kg-1)
Tipo de uso (TUT)
Café
100
Piedra el Tigre
Tomate
Maíz
100
100
Buena Vista
Ajoporro
48.9
Palmira
Vainita
73.4
Lechuga
21.3
<2
<2
<2
89
59
57
Potasio (mg kg-1)
77
118
292
177
113
356
Calcio (mg kg-1)
1 382
791
2 000
609
1 589
2 000
Magnesio (mg
kg-1)
80
100
81
66
148
107
pH, relación 1:2.5
5.6
5.4
5.5
5.5
5.7
6.9
Conductividad
eléctrica (dS/m)
Al
(Cmol kg-1)
0.10
0.12
0.12
0.04
0.11
0.11
3.52
0.00
0.00
-
-
-
Leyenda: < 2= no detectado por equipo; -= no detectado por equipo.
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
Un aspecto importante a destacar en éstos suelos es
que los valores de conductividad hidráulica saturada
(Ks) fueron bajos en la mayoría de los usos, con valores
inferiores a 0.50 cm h-1, a pesar de presentar valores bajos
de densidad aparente. Esto puede obedecer, entre otras
razones, a que existe un predominio de microporos en el
suelo, (probablemente también esté asociado a texturas
arcillosas y suelo con poco desarrollo pedogenético y poco
desarrollo estructural. En el caso de Piedra del Tigre hay
buena correlación entre todos los parámetros), la presencia
de una mayor cantidad de poros pequeños para este tipo de
suelo puede favorecer una mayor retención de humedad lo
cual sería potenciado por la falta de perturbación del suelo y
disminución del proceso de evaporación como un resultado
del uso de coberturas en superficie (Ferreras et al., 2000;
Jalota et al., 2001; Bravo et al., 2004), pero en zonas de altas
pendientes, los problemas de movimiento de agua, dado una
baja conductividad hidráulica, pueden conllevar a problemas
de escurrimiento y por ende erosión, ya que la mayoría de
estos suelos se encuentran en pendientes superiores al 20%.
El TUT que presentó los valores más altos de Ks fue el
TUT-lechuga, dado que en suelos de probable que, si hay
poco desarrollo pedogenético, los suelos son destruidos con
mucha facilidad, aumentando las limitaciones hidrofísicas),
mientras que en el café los valores más altos pueden
obedecer a una mejor estructuración del suelo, por los
aportes de materia orgánica y por la protección que ejerce
la cobertura arbórea y la hojarasca frente al impacto de la
gota de lluvia. Es por ello que la conductividad hidráulica es
mayor, donde se acumulan mayores compuestos orgánicos,
existiendo una fuerte correlación entre la materia orgánica y
la conductividad hidráulica (Ramírez et al., 2006).
Variables químicas de serie de los tipos de usos de la tierra
de Piedra el Tigre, Buena Vista y Palmira
Con relación a las variables químicas (Cuadro 2) se observó
un incremento de los valores de materia orgánica en los usos
café, tomate y maíz, en el caso del café puede obedecer al
aporte de la hojarasca ya que el mismo es sembrado bajo
sombra, mientras que en el caso del tomate y maíz puede
ser por la fertilización con residuos orgánicos provenientes
del cultivo del café, lo cual ayuda a mantener altos niveles
de materia orgánica; asimismo, cabe destacar que éstos
usos son en fincas de pequeños productores, por lo cual
el manejo de los agroecosistemas es menos intensivo a
los señalados para los cultivos de lechuga y vainita en la
misma localidad.
1383
The TUT that presented the highest values of Ks was TUTlettuce, since in the soils, it was likely that if there was little
pedogenetic development, the soils would be very easily
destroyed, increasing the hydro constraints), while in the coffee,
higher values may be due to a better structure of the soil, organic
matter inputs and the protection exerted by tree cover and litter
from the impact of the raindrop. That is why the hydraulic
conductivity is higher, where they accumulate more organic
compounds; there is a strong correlation between organic matter
and hydraulic conductivity (Ramírez et al., 2006).
Chemical variables of types of land uses in Piedra del
Tigre, Buena Vista and Palmira.
Regarding the chemical variables (Table 2), we observed an
increase in the values of organic matter uses coffee, tomato
and maize, in the case of coffee may be due to the contribution
of the litter since it is grown under shade, while in the case of
tomato and maize can be by fertilization with organic waste
from the cultivation of coffee, which helps maintain high
levels of organic matter, it should also should be noted that
these uses are small-scale producers, for which the agroecosystem management is less intensive than those indicated
for the crops of lettuce and beans in the same locality.
Regarding the soil´s fertility, the best conditions were
presented in the TUTs bean and lettuce, with high availability
of P (85 mg kg-1) and K (560 mg kg-1). The contents of
calcium and magnesium are high, with values of 1 000 mg
kg-1 for the case of calcium and 70 mg kg-1 for magnesium
(I think it is an average value), mild acidity and high organic
matter, varying from 50 to 80 g kg-1. The high content of
nutrients P, K, Ca and Mg, and the accumulation of matter are
indicative of high doses of organic and inorganic fertilizers
applied systematically in these agro-ecosystems, electrical
conductivity (EC) is very low, with values lower 0.4 dS/m
meaning that the salt concentration is at a suitable level.
In crops under less intensive management such as coffee and
maize, despite the high levels of organic matter content and
essential elements (K, Ca, Mg), P availability was very low,
indicating possible problems, fixing this element minerals
such as aluminum (only in Piedra del Tigre) or organic
compounds (indicating that there are chemical factors that
may be restricting root development, as the case of Al+3 in the
case of coffee, and therefore the absorption of nutrients, but
it should be noted that pH values of 5.5 (TUTs maize, leek),
5.6 (TUT coffee and 5.7 (TUT beans) and 6.9 (TUT lettuce),
1384 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Con respecto a la fertilidad del suelo, las mejores condiciones
se presentaron en los TUT vainita y lechuga, con alta
disponibilidad de P (85 mg kg-1) y K (560 mg kg-1). Los
contenidos de calcio y magnesio se encuentran altos, con
valores de 1 000 mg kg-1 para el caso del calcio y de 70
mg kg-1 para magnesio (creo que es un valor medio), ligera
acidez y materia orgánica alta, variando entre 50 y 80 g kg-1.
Los altos contenidos de los nutrimentos P, K, Ca y Mg,
así como la acumulación de materia son indicadores de
las dosis elevadas de fertilizantes orgánicos e inorgánicos
aplicados sistemáticamente en estos agroecosistemas, la
conductividad eléctrica (CE) es muy baja, con valores
menores a 0.4 dS/m significando que la concentración salina
está en un nivele adecuado.
En los cultivos bajo manejo menos intensivo como café y
maíz, a pesar de los valores elevados de materia orgánica,
y los altos contenidos en otros elementos esenciales (K,
Ca, Mg), la disponibilidad de P fue muy baja, indicando
posibles problemas de fijación de este elemento a minerales
como el aluminio (sólo en Piedra del Tigre) o a compuestos
orgánicos (lo cual indica que existen factores químicos
que pudieran estar restringiendo el desarrollo de las raíces,
como el caso del Al+3 en el caso del café, y por lo tanto la
absorción de nutrientes; sin embargo es de resaltar que con
valores de pHs de 5.5 (TUT maíz, ajoporro), 5.6 (TUT café
y 5.7 (TUT vainita) y 6.9 (TUT lechuga), además de altos
contenidos de calcio y magnesio indican que no se requiere
aplicar enmienda (cal agrícola), ya que las tecnologías
generadas en el país para encalar hacen referencia a los
suelos que presentan el pH< 5.5 (como en Piedra del Tigre) y
bajo contenido de calcio (López de Rojas y Zacarias, 2002).
Bacterias rizosféricas fijadoras de nitrógeno (FNVL) y
solubilizadoras de fósforo (SF)
El conteo de viables de cepas FNVL y SF en placas, estuvo
entre 108 y 1010 UFC ml-1 en los TUT maíz, tomate y lechuga,
lo que significa que en general hubo muy buen crecimiento
de dichos microorganismos, excepto en el TUT café, donde
se obtuvo valores menores de 108 UFC ml-1 para las FNVL,
específicamente del género Azotobacter.
En el Cuadro 3, se presentan los resultados correspondientes
a la presencia de cepas FNVL y SF en cada uno de las zonas
y usos evaluados (esto debería al inicio), se observó que
el mayor número de colonias estuvo presente en los TUT
maíz, tomate y lechuga, lo que permitió preseleccionar
mayor número de colonias. Sin embargo, en el TUT café se
Duilio Torres et al.
plus high levels of calcium and magnesium indicated no
amendment is required for application (agricultural lime),
and that, the technologies generated in the country to refer
to liming soils with pH <5.5 (as in Piedra del Tigre) and low
calcium (Lopez Rojas and Zacarias, 2002).
Nitrogen-fixing rhizosphere bacteria (FNVL) and
solubilizing phosphorus (SF)
The viable count of strains SF and FNVL in plaques was
between 10 8 and 10 10 CFU ml-1 in the TUTs maize, tomato
and lettuce, which means that in general there was very good
growth of these microorganisms, except in the TUT-coffee,
which yielded values lower than 10 8 CFU ml-1 for FNVL,
specifically the genus Azotobacter.
The Table 3 shows the results for the presence of FNVL
and SF strains in each of the areas and uses evaluated (this
should be in front), it was observed that the largest number
of colonies was present in the TUTs corn, tomato and lettuce,
which allowed preselected greater number of colonies.
However, in the TUT-coffee it was observed slower growth
and therefore fewer strains were preselected. The decrease
in the number of strains in the TUT coffee, and lower CFU
ml-1, despite the high levels of organic matter found in it,
may be suitable indicating contents of mineral nitrogen from
organic matter, provided by litter both the coffee and the
conch shell as well as by high aluminum content.
Cuadro 3. Cepas fijadoras de nitrógeno de vida libre (FNVL)
y solubilizadores de fósforo (SF) preseleccionadas
de la rizósfera de los TUT evaluados suelos de
Río Claro y Sanare Piedra el Tigre, Buena Vista y
Palmira del estado Lara.
Table 3. Nitrogen-fixing strains of free-living (FNVL) and
solubilizing phosphorus (SF) pre-selected from the
rhizosphere of the evaluated TUT, soils from Río
Claro and Sanare Piedra del Tigre, Buena Vista
and Palmira, Lara State.
Tipo de uso
Café
Maíz
Tomate
Ajoporro
Vainita
Lechuga
FNVL
+
+++
+++
++
+
+++
Presencia de cepas
SF
HS (mm)
+
12
+++
++
7
++
++
++++
12
Los resultados corresponden al promedio de tres repeticiones. Leyenda: +=
1-5colonias; ++= 6-10 colonias; +++= 11 –incontables colonias; ++++=
incontables; -= ninguna colonia formada. HS= halo de solubilización.
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
observó menor crecimiento y por ende hubo menor número
de cepas preseleccionadas. La disminución en el número
de cepas en el TUT café, y menor UFC ml-1, a pesar de los
altos valores de materia orgánica encontrados en el mismo,
pueden estar indicando adecuados contenidos de nitrógeno
mineral, proveniente de la materia orgánica, aportada por
la hojarasca tanto del cafeto como del guamo así como por
los altos contenidos de aluminio.
Los resultados coinciden con los reportados por (Mantilla et
al., 2010) quienes indican que los valores altos de nitrógeno
podrían afectar el establecimiento de éstas bacterias y estimular
la presencia de otras poblaciones microbianas. Estos autores
encontraron que en el bosque se observó una menor abundancia
de bacterias aerobias y microaerófilas con potencial para
fijar nitrógeno con respecto a la cobertura de pastizal. Ello
obedece a que la acumulación alta y permanente de residuos
favorece a microorganismos capaces de utilizar estas fuentes
alternas de nutrientes más eficientemente que las bacterias
diazotróficas. Por el contrario, cuando el bosque es talado o se
manejan sistemas agrícolas convencionales, con poco ciclaje
de nutrientes, la cantidad de nitrógeno disponible disminuye
y en ausencia de fuentes externas de nitrógeno, la fijación
biológica de nitrógeno representa una de las principales rutas
para la recuperación del suelo (Gehring et al., 2005).
El mayor número de colonias FNVL correspondieron al
uso lechuga, el cual presentó los valores mas altos de P y
K disponible, condición de fertilidad que parece favorecer
el desarrollo de las cepas FNVL del género Azotobacter y
coincide con lo señalado por (López et al., 2008) quienes
señalan que la multiplicación de las bacterias FNVL en
el suelo depende en gran medida de la disponibilidad de
fósforo y potasio, ya que ellos encontraron que en suelos
de muy baja fertilidad deficientes en P y K, inoculados con
cepas FNVL se redujo la respuesta a los microorganismos
fijadores de nitrógeno y (pero aquí también hay mucho N
libre como consecuencia de los altos contenidos de MO) en
consecuencia, disminuye la fijación de nitrógeno.
Asimismo, la presencia de aluminio pudo causar problemas
de fijación de P, pudo influir en la menor disponibilidad del
elemento. Sin embargo, para poder disponer de elementos
confirmatorios sobre esta situación, abría que determinar
los contenidos de P-total, el P ligado al aluminio, al calcio
y el P-orgánico, así como otros procesos biológicos como
la simbiosis micorrícica dada las relaciones sinérgicas que
ocurren entre microorganismos claves en la fertilidad de los
suelos con las SF y las micorrizas.
1385
These results agree with those reported by (Mantilla et al.,
2009) who indicated that, the high nitrogen values could
affect the establishment of these bacteria and encourage
the presence of other microbial populations. These authors
found that in the forest there was a lower abundance of
aerobic and micro-aerophilic bacteria with potential to
fix nitrogen with respect to the coverage of grassland.
This is because the high and permanent accumulation of
waste favors the microorganisms capable of using these
alternative sources of nutrients more efficiently than
diazotrophic bacteria. On the other hand, when the forest
is cut or conventional farming systems are managed with
little nutrient cycling, the amount of available nitrogen
decreases in the absence of external sources of nitrogen,
biological fixation of nitrogen is one of the main routes for
reclamation (Gehring et al., 2004).
The largest number of FNVL colonies corresponded to the
use lettuce, which presented the highest values of P and K
available, fertility status that seems to favor the development
of strains of the genus Azotobacter and FNVL coincides
with that indicated by (López et al., 2008) who pointed out
that, the multiplication of FNVL bacteria in the soil depends
largely on the availability of phosphorus and potassium, as
they found that in low fertility soils deficient in P and K,
inoculated with FNVL strains fell response to nitrogenfixing microorganisms (but here, too much N free as a
result of the high content of organic matter) thus reducing
nitrogen fixation.
Also, the presence of aluminum could cause problems of
fixation of P, influencing the reduced availability of the
element. However, in order to have confirmatory items on
this situation opened to determine the contents of total-P,
P-bound to aluminum, calcium and phosphorus, organic and
other biological processes such as mycorrhizal symbiosis
given the key synergies that occur between microorganisms
in soil fertility with the SF and mycorrhizae.
With regard to the colonies of SF bacteria (Table 3) it can be
observed that, the greatest use is for lettuce, despite having
low organic matter content compared to the other TUTs,
appropriate soil physical conditions and as an alkaline pH
favoring the growth of SF bacteria compared to all the other
uses. In this sense, Torres and Lizarazo (2003) noted that
one of the most influential factors is the soil’s pH, which
can be modified by the addition of fertilizers in agricultural
soils. The continued application of chemicals in agricultural
soils is an increase in pH, which results in an increase in the
1386 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Duilio Torres et al.
Con respecto a las colonias de bacterias SF (Cuadro
3) se puede observar, que las mayores corresponde al
uso lechuga, el cual a pesar de presentar bajo contenido
de materia orgánica con respecto a los otros TUTs, las
adecuadas condiciones físicas del suelo, así como un pH
alcalino favorecieron el crecimiento de las bacterias SF en
comparación a todos los otros usos. En este sentido, Torres
y Lizarazo (2006) señalan que uno de los factores que más
influye es el pH del suelo, el cual puede ser modificado
por la adición de fertilizantes en los suelos agrícolas. La
aplicación constante de químicos en los suelos agrícolas
produce un aumento (dependiendo puede acidificar. Por
ejemplo los amoniacales) en el pH, el cual se traduce en un
aumento en la disponibilidad de nutrientes, lo que puede
favorecer el crecimiento poblacional de las SF, como
efectivamente ocurrió con las colonias SF en uso lechuga
que presentó un valor de pH de 6.9.
availability of nutrients, which may favor the population
growth of the SF, as did occur with the use lettuce of SF
colonies that presented a pH value of 6.9.
Otro aspecto a destacar es que, en todos los usos, las
poblaciones de SF fueron superiores a las FNVL a excepción
del suelo bajo cultivo del café donde los problemas de
acidez y en especial la presencia de aluminio intercambiable
pudieron afectar en mayor magnitud las poblaciones de
bacterias fijadores de nitrógeno del género Azotobacter.
Los resultados encontrados coinciden con los señalados por
(Torres et al., 2009) quienes mostraron que las poblaciones
de SF fueron siempre superiores a las FNVL inclusive en
condiciones adversas para el desarrollo físico de los cultivos
como: altos valores de salinidad y aplicación excesiva de
agroquímicos. Esto ratifica la afirmación de que el desarrollo
de los solubilizadores de fósforo es menos afectado por
las condiciones adversas del medio y posiblemente este
asociado a los contenidos de P-total.
In this regard, studies in different soils (Barroti and Nahas,
2000; Carniero et al., 2004) indicated that agricultural soils
may have higher CFU values for SF than in forest´s soils or in
perennial crops such as coffee. Furthermore, this study found
that, despite the significant contribution of organic matter in
the near Piedra del Tigre, adverse soil conditions especially
acidity and soil´s physical deterioration negatively affected
the number of colonies of microorganisms present in the soil,
compared with the colonies of microorganisms in Buena
Vista and Palmira, despite having horticulture dealings even
more intensive.
En tal sentido, estudios realizados en diferentes suelos por
(Barroti y Nahas, 2000; Carniero et al., 2004) indicaron
que los suelos agrícolas pueden presentar valores de UFC
más altos para SF que en los suelos forestales o en cultivos
perennes como el café. Por otro lado, en este estudio se
encontró que a pesar del importante aporte de materia
orgánica en la zona de Piedra El Tigre, las condiciones
edáficas adversas especialmente la acidez y deterioro físico
del suelo influyeron negativamente en el número de colonias
de microorganismos presentes en el suelo, si se compara
con el de colonias de microorganismos presentes en la zona
de Buena Vista y Palmira, a pesar de presentar manejos
hortícolas mas intensivos.
Low-input approach, use of organic fertilizers and tillage
with animal traction have contributed to improve physical
and chemical properties as well as rhizosphere bacteria in the
evaluated TUTs in the foothills of the State of Lara, which is
manifested in a relative macro/micro-pores and Da values
more favorable for systems less surgery, while systems such
as TUT-coffee, whose soils have strong structure, maintains
better hydrophysical properties.
Another aspect is that in all the uses, SF populations were
higher than FNVL except for soil under coffee cultivation
where the problems of heartburn and especially the presence
of exchangeable aluminum could affect larger populations
of nitrogen-fixing bacteria of the genus Azotobacter. The
results agree with those reported by (Torres et al., 2009)
who showed that, the populations of SF were always higher
than FNVL, even in adverse conditions for the physical
development of crops such as: high salinity and excessive
use of agrochemicals. This confirms the claimed that the
development of solubilizing phosphorus is less affected by
adverse environmental conditions and is possibly associated
with total-P contents.
Conclusions
The increase of organic matter in the TUT-coffee appears
to be negatively affecting the number of nitrogen-fixing
strains of the genus Azotobacter because nitrogen fixation
is affected by the abundant presence of this element,
Uso de la tierra del piedemonte del estado Lara, Venezuela y su efecto sobre propiedades físicas, químicas y bacterias rizosféricas
Conclusiones
El criterio de bajos insumos, uso de abonos orgánicos y la
labranza con tracción animal han contribuido a mejorar
propiedades físicas, químicas y las bacterias rizosféricas
en los TUT evaluados en el piedemonte del estado Lara,
lo que se manifiesta en una relación macro/microporos y
valores de Da más favorable en aquellos sistemas menos
intervenidos, mientras que istemas como el TUT-Café,
cuyos suelos poseen estructura fuerte, mantiene mejores
propiedades hidrofísicas.
El incremento de materia orgánica en el TUT café parece
estar afectando negativamente el número de cepas fijadoras
de nitrógeno del género Azotobacter debido a que la fijación
de nitrógeno se ve afectada por la presencia abundante de
este elemento, asi mismo La disminución de las poblaciones
de FNVL estuvo asociada a los altos contenidos de aluminio
intercambiable y ligera acidez, especialmente en los tipos de
uso de la tierra ubicados en la zona de Piedra el Tigre, lo cual
también pudo estar relacionado con los altos contenidos deAl+3.
No se observaron cambios significativos en las poblaciones
de bacterias SF, dado que las mismas fueron menos sensibles
a los cambios en la intensidad de uso de la tierra y a
condiciones edáficas extremas, como valores altos de aluminio
intercambiable, pH ácidos y deterioro físico del suelo.
Agradecimiento
Los autores(as) agradecen a las instituciones que financiaron
el proceso de investigación: INIA. Proyecto: Innovación
Tecnológica en Biofertilizantes para Agrosistemas
Venezolanos Sustentables. Código: 7-281-150-341 y al
Consejo de Desarrollo Científico y Tecnológico de la UCLA
(CDCHT) proyecto 045-AG-2009.
Literatura citada
Barroti, G. e Nahas, E. 2000. Populaçao microbiana total
e solubilizadora de fosfato em solo submetido
a diferentes sistemas de cultivo. Pesquisa
Agropecuaria Brasileira. 35(10)1830-1838.
1387
likewise declining FNVL populations was associated with
high exchangeable aluminum content and slight acidity,
especially in the types of land-use within the zone of Piedra del
Tigre, which could also be related to the high content of Al+3.
There were no signif icant changes in SF bacterial
populations, given that they were less sensitive to changes
in the intensity of land-use and extreme soil conditions such
as high values of exchangeable aluminum, acid pH and the
soil physical deterioration.
End of the English version
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tierra sobre propiedades del suelo en la depresión
de Quíbor. Agron. Tropical. 59(2):207-217.
Walkley, A. and Black, A. 1934. An examination of the
method for determination soil organic matter, and a
proposed modification of the chromic acid titration
meted. Soil Sci. 37:29-38.
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1389-1400
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades
de población bajo temporal*
Pinto Saltillo bean yield in high densities
under rainfed conditions
Esteban Salvador Osuna-Ceja1, Luis Reyes-Muro1§, José Saúl Padilla-Ramírez1 y Miguel Ángel Martínez-Gamiño2
Campo Experimental Pabellón. INIFAP. Carretera Aguascalientes Zacatecas, km 32.5. C. P. 20660, Pabellón de Arteaga, Aguascalientes. Tel. 01 465 95 8 01 86. (osuna.
[email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental San Luis- INIFAP. Domicilio conocido Ejido Palma de La Cruz, C. Soledad de Graciano Sánchez.
C. P. 78431. San Luis Potosí, S. L. P. Tel. 01 444 85 2 43 03 ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
Para la obtención de altos rendimientos en frijol de temporal
es necesario ajustar el manejo agronómico del cultivo al
medio ambiente. La presente investigación se realizó con el
objetivo de evaluar la respuesta de rendimiento de la variedad
Pinto Saltillo, con hábito de crecimiento indeterminado
postrado, a diferentes densidades de plantas (90 mil, 145
mil y 260 mil plantas ha-1) y distanciamiento entre surcos
(0.76, 0.40 y 0.20 m). Los experimentos se realizaron en
Sandovales y Pabellón, Ags. durante primavera-verano en
2010 y 2011. Se estudiaron tres métodos de siembra (una,
hilera en surcos de 0.76 m, y tres y seis hileras en surcos
estrechos en camas a 1.52 m). Se registraron datos sobre
rendimiento y sus componentes. En ambos años, los análisis
de varianza para el rendimiento y sus componentes mostraron
diferencias significativas (p< 0.01) entre tratamientos. Los
máximos rendimientos se obtuvieron con la siembra a tres
y seis hileras, en densidades de 145 mil y 260 mil plantas
ha-1, respectivamente. El rendimiento aumentó 28.6% y
41% al reducir la distancia entre surcos, del distanciamiento
tradicional de 0.76 m, a 0.40 y 0.20 m, respectivamente. Se
concluye que la variedad de frijol estudiada incrementa su
rendimiento en alta densidad de plantas bajo condiciones
de temporal en la región semiárida de México.
In order to get high yields from bean varieties cultivated
under rainfed conditions is necessary to adapt the
agronomic management to the local ecological conditions.
This research was carried out to evaluate the yield response
of Pinto Saltillo bean variety, with indeterminate prostrate
growth habit, at different plant densities (90000, 145000
y 245000 ha-1) and distance between rows (0.76, 0.40
y 0.20 m). Experiments were performed in Sandovales
and Pabellón, Aguascalientes, during spring-summer
cycles of 2010 and 2011. It was studied three sowing
methods (one line in rows of 0.76 m, and 3 and six lines
distributed in narrow rows inside beds of 1.52 m wide).
Data were recorded on yield and its components. In both
years, analyzes of variance for yield and its components
showed significant differences () between treatments.
The highest yields were obtained by planting three and
six rows at densities of 145 000 and 260 000 plants ha-1
respectively. The yield increased 28.6% and 41% by
reducing the distance between rows, from the traditional
distance of 0.76 m to 0.40 m and 0.20 m, respectively. It
was conclude that the variety of bean studied increases
its yield under high density of plants even under rainfed
conditions in the semiarid regions of Mexico.
* Recibido: diciembre de 2011
Aceptado: julio de 2012
Esteban Salvador Osuna-Ceja et al.
1390 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., densidad de
población, triple hilera, rendimiento, temporal.
Key words: Phaseolus vulgaris L., population density,
rainfed, triple row, yield.
Introducción
Introduction
En las áreas donde se cultiva frijol de temporal, como es la
región del Altiplano Semiárido del Centro-Norte de México,
las precipitaciones no logran cubrir los requerimientos del
uso consuntivo del cultivo, principalmente de las variedades
criollas de ciclo tardío (más de 90 días) y frecuentemente
limitan el rendimiento y la respuesta a la fertilización. La
evaporación es el principal factor de pérdida de agua en
los sistemas agrícolas, y se estima que entre 75 y 80% de la
precipitación anual retorna a la atmósfera sin intervenir en
el proceso productivo, lo que resulta en una baja eficiencia
en el aprovechamiento de las precipitaciones (Bennie y
Hensley, 2000; González et al., 2003). El agua es el principal
factor limitante para la producción de frijol en agricultura de
temporal, por lo que es necesario aprovechar al máximo el
agua de lluvia (Anaya, 1991; Figueroa, 1991; Ortiz, 1996;
Rubio, 2004).
In the bean-growing rainfed areas, such as the semiarid
highlands region of North Central Mexico, rainfall cannot
meet the requirements of the crop´s consumptive use,
especially of late maturing landraces (more than 90 days)
and often limiting the yield and response to fertilization.
Evaporation is the main cause of water loss in agricultural
systems, and it is estimated that between 75 and 80% of
annual precipitation returns to the atmosphere without
being involved in the production process, resulting in low
efficiency in the use of rainfall (Bennie and Hensley, 2000;
González et al., 2003). Water is the main limiting factor for
bean production in rainfed agriculture, so it is necessary to
maximize rainwater (Anaya, 1991; Figueroa, 1991; Ortiz,
1996; Rubio, 2004).
Tradicionalmente, la mayoría de los productores de frijol de
la región del Altiplano Semiárido utilizan variedades criollas
de ciclo tardío y sembradoras mecánicas. Con referencia a los
equipos, éstos están ajustados para sembrar a una distancia
entre surcos de 0.76 a 0.80 m y densidades de siembra de
80 000 a 90 000 mil plantas ha-1. Sin embargo, el uso de
este método de siembra no permite evaluar correctamente
el rendimiento de las nuevas variedades de frijol con ciclo
vegetativo de 80 a 90 días, hábito de crecimiento e índice
de área foliar diferente a las tradicionales.
Una alternativa de manejo agronómico que puede mejorar
esta situación es la siembra en surcos angostos, con
distanciamiento menor al convencional de 0.76 m. Existen
antecedentes (Alves et al., 2008) de que esta práctica
incrementa el rendimiento de materia seca por unidad de
superficie debido, principalmente, a un mayor desarrollo
de área foliar e intercepción de radiación solar durante el
ciclo de crecimiento
El efecto benéfico del surcado angosto se incrementa cuando
se combina con las nuevas variedades de temporal de ciclo
precoz y la captación de agua de lluvia in situ mediante el uso
del sistema “aqueel” y el “pileteo”, prácticas que consisten
en la construcción de micro-reservorios sobre la superficie
Traditionally, most bean-producing region of semiarid
Plateau use late maturing landraces and mechanical
seeders. With reference to teams, they are set to grow at
a row spacing of 0.76 to 0.80 m and densities of 80 000
to 90 000 plants ha-1. However, the use of this method of
seeding cannot assess properly the potential yield of new
bean varieties with growing cycle of 80 to 90 days, which
growth habit and leaf area index are different from those
traditionally used.
An alternative agricultural management that can improve
this situation is to sow in narrow rows with less than the
conventional distance of 0.76 m. There are backgrounds
(Alves et al., 2008) that this practice increases the dry
matter yield per unit area, mainly due to increased leaf area
development and interception of solar radiation during the
growth cycle.
The beneficial effect of narrow furrowed increases when
combined with new rainfed varieties of early season cycle
and in situ rainwater capture by using the system “aqueel”
and “row diking”, practices that involve the construction of
micro-reservoirs on the ground surface and cross levees to
the direction of furrowing, respectively, to store rainwater
and eliminate runoff. The integration of methods and sow
densities, varieties and water harvesting practices cause the
crop to develop different levels of cover over the soil surface,
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal
del terreno y bordos transversales respecto al sentido del
surcado, respectivamente, para almacenar el agua de lluvia
y eliminar los escurrimientos. La integración de métodos y
densidades de siembra, variedades y prácticas de cosecha
de agua hacen que el cultivo desarrolle distintos niveles de
cobertura sobre la superficie del suelo, que actúan de manera
diferente en el contenido de agua, uso consuntivo del cultivo
y pérdidas de suelo por erosión (Padilla et al., 2006; Osuna
et al., 2007; Navarro-Bravo et al., 2008).
En la medida en que se reduce la distancia entre surcos
y se mantiene la distancia entre plantas se incrementa la
densidad de población y es posible incrementar la cobertura
vegetal aérea del cultivo y, consecuentemente, se reducen
las pérdidas directas de agua por evaporación al cubrir más
rápidamente el suelo. Lo anterior es posible al incorporar
al sistema de producción métodos de siembra con altas
densidades de plantas y genotipos compactos de maduración
temprana (González et al., 2003; Alves et al., 2008).
Al aumentar la densidad de plantas, generalmente aumenta
el índice de área foliar; conforme aumenta la cobertura,
la evaporación disminuye y la transpiración aumenta. Es
decir, el uso de la cobertura vegetal aérea, como reductora
de la evaporación, provoca disminución del movimiento y
turbulencia del viento que provoca altas tasas de evaporación
del agua del suelo (Figueroa, 1991).
Basados en estos principios, actualmente en las principales
regiones productoras de frijol en México, la competencia
entre las plantas cuando están cada vez más juntas en un
surco convencional (0.76 a 0.80 m), se ha tratado de corregir
mediante el uso de un surcado más angosto y una distribución
espacial de las plantas homogénea, permitiendo con ello
una mayor densidad de población por hectárea con una
distribución más uniforme a través del surco, logrando así
una mayor cobertura del suelo y una menor competencia
entre plantas, lo que permite un mejor aprovechamiento de
la luz, humedad del suelo y distribución de las raíces (Reta
et al., 2007; Soltero et al., 2010 ).
Se ha encontrado, entre otros aspectos, que la densidad
óptima de plantas que maximiza el rendimiento de grano
depende del genotipo (Acosta et al., 1996), usualmente más
alta en variedades de frijol de maduración tardía, debido a
su mayor área foliar y plasticidad (Padilla et al., 2006) y
mayor duración de crecimiento. En frijol, las densidades
de población y la distribución de las plantas en el terreno,
dependen de las características de desarrollo de la variedad
1391
which act differently on the water content, consumptive crop
use and soil losses by erosion (Padilla et al., 2006; Osuna et
al., 2007; Navarro-Bravo et al., 2008).
To the extent that it reduces the distance between rows
and maintaining the distance between plants, increases
population density and may increase the aerial crop
vegetation cover and consequently, the direct loss of water
by evaporation decrease by a faster covering of the ground.
This is possible by incorporating to the traditional production
system, sowing methods with high plant density and compact
early maturing genotypes (González et al., 2003; Alves et
al., 2008).
While increasing plant density generally increases the rate
of leaf area with increasing coverage, evaporation decreases
and transpiration increases. That is, the use of aerial plant
cover, such as reducing evaporation, causing decreased
movement and wind turbulence that causes high rates of
evaporation of soil water (Figueroa, 1991).
Based on these principles, now in the main bean-producing
regions in Mexico, competition between plants when each
time growing closer in a conventional row (0.76 to 0.80
m),it has tried to correct by using narrower rows and a
homogeneous spatial distribution of plants, thereby allowing
a higher density of population per hectare with a more
uniform distribution through the rows, thus achieving greater
ground cover and less competition between plants, allowing
better use of light, soil moisture and root distribution (Reta
et al., 2007; Single et al., 2010).
It has been found, among other things, that the optimum plant
density that maximizes grain yield depends on the genotype
(Acosta et al., 1996), usually higher in maturing bean varieties
late, due to their greater leaf area and plasticity (Padilla et al.,
2006) and longer duration of growth. In beans, population
densities and distribution of plants in the field, depend on
the characteristics of the variety development (height and
branching of the plant) as well as the environmental factors
(soil, precipitation and temperature, etc..) making a density
and optimum distribution for a plant variety is not the best
for another, especially if they differ in their growth habit
and earliness (Acosta et al., 1996; Luna-Flores and GaytanBautista, 2001; Padilla-Ramírez et al., 2003).
Based on this background, in 2010 and 2011 this study
was conducted for evaluating the response in grain
yield and its components of the bean cultivar Pinto
Esteban Salvador Osuna-Ceja et al.
1392 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
(altura y ramificación de la planta) y con los factores
ambientales (suelo, precipitación y temperatura, etc.), lo que
hace que una densidad y distribución de plantas óptima para
una variedad, no sea la mejor para otra, sobre todo si estas
difieren en su hábito de crecimiento y precocidad (Acosta
et al., 1996; Luna-Flores y Gaytán-Bautista, 2001; PadillaRamírez et al., 2003).
Saltillo with different spacing between rows and plant
density, with minimum tillage and in situ rainwater
collection.
Con base en estos antecedentes, en 2010 y 2011 se realizó
el presente trabajo con el objetivo de evaluar la respuesta
en rendimiento de grano y sus componentes de la variedad
de frijol Pinto Saltillo con diferente distanciamiento entre
surcos y densidad de plantas, con labranza mínima y
captación de agua de lluvia in situ.
In 2010, an experiment with Pinto Saltillo bean rainfed variety
was established in Sandovales, Aguascalientes, Mexico,
located at an elevation of 2 045 m, which recorded 328.2
mm rainfall in the growing season, the average temperature
was 16.2 °C and the growing season was of 110 days (from
July to early October), the soil is 0.45 m deep, with 1.0%
organic matter, sandy texture, 1% slope, pH 6.8, classified as
an infertile soil. A second experiment was conducted in 2011
in Pabellón, Aguascalientes, Mexico, Where the elevation is
1912 m, rainfall was 188.6 mm during the growing season
lasted 100 days (from August to early November), average
temperature of 16.8 °C, the soil is 0.48 m deep, with 2.2 %
organic matter, sandy loam, slightly alkaline pH of 7.6, a slope
of 1% and the content of nitrogen, phosphorus and potassium
(NPK) is 16.1, 18.5 and 405 ppm, respectively. Therefore, the
study soil fertility is moderately fertile.
Metodología
En 2010 se estableció un experimento con frijol Pinto Saltillo
de temporal en Sandovales, Ags., México, sitio localizado a
una altitud de 2 045 msnm, donde se registraron 328.2 mm
de precipitación en el ciclo de cultivo; la temperatura media
fue de 16.2 ºC y el ciclo de cultivo de 110 días (de julio a
principios de octubre); el suelo es de 0.45 m de profundidad,
con 1.0% de materia orgánica, textura franco-arenosa, 1% de
pendiente y pH de 6.8, clasificado como un suelo poco fértil.
Un segundo experimento se realizó en 2011en Pabellón,
Aguascalientes, México.
Methodology
Donde la altitud es de 1 912 msnm, la precipitación fue de
188.6 mm durante el ciclo de cultivo que duró 100 días (de
agosto a principios de noviembre); temperatura media de
16.8 ºC, el suelo es de 0.48 m de profundidad, con 2.02%
de materia orgánica, textura migajón- arenoso con pH
ligeramente alcalino de 7.6, una pendiente de 1%, y el
contenido de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK) es de 16.1,
18.5 y 405 ppm, respectivamente. Por tanto, la fertilidad del
suelo en estudio es medianamente fértil.
Sowing methods studied were: sowing in single rows
(conventional) spaced 0.76 m inside planting bed of 1.52 m
(three and six rows, spaced 0.40 and 0.20 cm between rows,
respectively). It was evaluated three plant densities: 90 000,
145 000 and 260 000 plants ha-1 in both experiments. In
the two trials was used Pinto Saltillo bean variety derivate
from the INIFAP’s Bean Breeding Program. This variety
was selected for its short cycle (90 days from planting to
physiological maturity), prostrate growth habit and medium
sized elongated grains with long shelf life, i.e. after harvest,
the grain is not oxidized to the same rate as similar varieties of
pinto type. It is resistant to drought and diseases that occur in
the semiarid region. Due to its characteristics, is a preferred
variety of producers and consumers (Osuna et al., 2011).
Los métodos de siembra estudiados fueron: siembra en
hileras sencillas (convencional) separadas a 0.76 m y siembra
en cama de 1.52 m (a tres y seis hileras, separadas a 0.40 y
0.20 cm entre hileras, respectivamente). Se evaluaron tres
densidades de plantas: 90 mil, 145 mil y 260 mil plantas
ha-1 en ambos experimentos. En los dos ensayos se utilizó la
variedad de frijol Pinto Saltillo proveniente del Programa de
Mejoramiento Genético de Frijol del INIFAP. Esta variedad
fue seleccionada por su ciclo corto (90 días de la siembra
The land was prepared with a step of chisel to break the
line of the previous cycle and screened prior to sowing.
In Sandovales the previous crop was rainfed beans and in
Pabellón it was triticale under irrigation. Planting under
rainfed conditions and wet soil took place on July 30 in
both experiments, only in Pavilion, due to delayed rains in
July 2011, simulating a rainfall of 40 mm the experimental
area was irrigated in order to sowing, after which the
experiment was conducted under rainfed conditions. In
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal
a madurez fisiológica), hábito de crecimiento postrado y
grano de tamaño medio alargado, con prolongada vida de
anaquel; es decir, después de cosechado, su grano no se
oxida a la misma velocidad que variedades similares de
tipo pinto. Es resistente a la sequía y a enfermedades que
ocurren en la región semiárida. Por sus características, es
una variedad preferente por productores y consumidores
(Osuna et al., 2011).
El terreno se preparó con un paso de cincel para romper el
surco del ciclo anterior y se rastreó antes de la siembra. En
Sandovales el cultivo anterior fue frijol de temporal y en
Pabellón fue triticale de riego. La siembra en condiciones
de temporal y en suelo húmedo se realizó el 30 de julio
en ambos experimentos, sólo que en Pabellón, debido al
retraso de las lluvias en el mes de julio del 2011, simulando
una precipitación de 40 mm se regó el área experimental
para establecer la siembra y se codujo bajo condiciones de
temporal. La siembra de los dos experimentos se realizó con
un prototipo experimental de sembradora mecánica diseñada
en el Programa de Mecanización del Campo Experimental
Pabellón, del INIFAP.
Con dicha sembradora se establecieron los métodos a
diferente distanciamiento entre surcos: convencionales
(hilera sencilla) y en cama (a tres y seis hilera). Se depositó
una semilla cada 14 cm en todos los casos para establecer
las densidades de población consideradas en el estudio. En
ambos experimentos, la semilla fue inoculada al momento
de la siembra con la cepa INIFAP Glomus intraradices,
a dosis de 350 g ha-1 de sustrato micorrízicos aplicado a
la semilla, y el inoculo estuvo formado de suelo y trozos
de raíces de sorgo micorrizados (75% de colonización)
como planta hospedera. Además, se hizo una aplicación
de fertilización foliar durante el llenado de grano en
ambos experimentos, con urea y ácido fosfórico al 2 y 1%,
respectivamente.
El fertilizante foliar se preparó como sigue: se disolvieron
12 kg de urea y 6 litros de ácido fosfórico en 600 litros de
agua, más 0.25 litros de adherente. La solución aplicada a
las hojas equivale a 5.5 kilogramos de nitrógeno y 4.2 litros
de fósforo por hectárea.
Con el propósito de lograr geométricamente la mayor
distribución y captación del agua de lluvia disponible para el
cultivo y la disminución de los escurrimientos superficiales,
en Sandovales se implementaron las prácticas del rodillo
“aqueel” y el “pileteo.
1393
both cases the sowing were performed using a mechanical
seeder experimental prototype designed in the INIFAP´s
Mechanization Program at Pabellón Experimental Station.
With the indicated seeder, the methods were established at
different distance between rows: conventional (single row)
and inside a bed (with three and six rows). It was deposited
one seed each 14 cm in all cases to set densities considered
in the study. In both experiments, the seed was inoculated
at planting time with Glomus intraradices at doses of 350
g ha-1 of mycorrhizal substrate applied to the seed, which
was integrated by soil and mycorrhized sorghum roots (75%
colonization) as host plant. Furthermore, it became a foliar
application during grain filling in both experiments, with
urea and phosphoric acid and 2 and 1% respectively.
Foliar fertilizer was prepared as follows: dissolved 12 kg
of urea and 6 liters of phosphoric acid in 600 liters of water
plus 0.25 liters of adherent. The solution applied to the
leaves was equivalent to 5.5 kg of nitrogen and 4.2 liter of
phosphorus per hectare.
In order to achieve geometrically the highest distribution and
collection of rainwater available to the crop and reduced the
surface runoff, in Sandovales were implemented practices
called “aqueel” and “row diking”.
The “aqueel” system is a set of gears with a geometric design
that integrates a continuous roll as width as the seeder. With
this roller can be built around 190 000 micro-catchments
per hectare, storing in each reservoir approximately 1 liter
of water (Ventura et al., 2003). This activity was performed
at sowing time.
The “row diking” is a practice of raising levees of land of 0.20
m high at regular intervals in the middle of the tread groove
where the tractor goes. The aim of the “row diking” is to store
water and reduce soil erosion. The pools were built during
the first weeding, using a commercial prototype machine,
which was coupled to the rudder of a multibar.
At Pabellón the capitation water techniques mentioned
were not used, because in the experimental field it was
incorporated triticale straw (± 2 t ha-1) from the previous
cycle.
In both trials, each experimental unit consisted of 4, 6 and
12 rows 30 m long with a spacing of 0.76, 0.40 and 0.20 m,
where was took data of soil, plant and climate.
Esteban Salvador Osuna-Ceja et al.
1394 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
El sistema “aqueel” es un conjunto de ruedas dentadas,
con diseño geométrico que forman un rodillo continuo del
ancho de la sembradora. Con este rodillo es posible construir
alrededor de 190 mil micro-captaciones por hectárea,
almacenando en cada reservorio aproximadamente 1 litro
de agua (Ventura et al., 2003). El paso del rodillo se realizó
al momento de la siembra.
El “pileteo” es una práctica que consiste en levantar bordos
de tierra de 0.20 m de alto a distancias regulares en medio
del surco donde va la rodada del tractor. El objetivo del
“pileteo” es almacenar el agua y reducir la erosión del suelo.
Las piletas fueron construidas durante la primera escarda,
utilizando un prototipo de pileteadora de tipo comercial, que
se acopló a los timones de una multibarra.
En Pabellón no se utilizaron las prácticas de captación de
agua mencionadas, debido a que en el terreno experimental
se incorporó paja de triticale (± 2 t ha-1) del ciclo anterior.
En ambos ensayos, cada unidad experimental consistió de
4, 6 y 12 surcos de 30 m de longitud con una separación de
0.76, 0.40 y 0.20 m, de donde se le tomaron datos de suelo,
planta y clima.
Suelo: se midieron indicadores de calidad físico-químicos
en la capa arable 0.0-0.20 cm (densidad aparente [ρb]
determinada por el método del cilindro de volumen conocido
(Jury et al., 1991), porosidad total [ƒ] determinada a partir
de ρb y la densidad real considerada como 2.65 Mgm-3).
Además, se tomaron muestras de suelo y se enviaron al
laboratorio para determinar textura, fertilidad (NPK),
materia orgánica y pH antes de la siembra.
Planta: se cuantificó el número de vainas por planta, número
de granos por vaina (promedio de 10 plantas tomadas al azar
dentro de las hileras centrales [Va] y métodos de siembra
[Ms]) y peso de 100 semillas. El número de plantas por
metro cuadrado se determinó dividiendo el número de
plantas presentes en las hileras cosechadas entre el área
correspondiente. Todas las variables de planta se registraron
en diez segmentos de surco de 2 metros de longitud tomados al
azar dentro de la unidad experimental. Para la determinación
del rendimiento, dentro de cada unidad experimental, se
tomaron al azar diez parcelas de 2 m de ancho por 2 m de
largo. La información de las características cuantificadas en
el cultivo se analizó con base en diez repeticiones.
Soil: physical-chemical quality indicators were measured
in the topsoil from 0.0 to 0.20 cm (bulk density [ρ b]
determined by the method of cylinder of known volume
(Jury et al., 1991), total porosity [ƒ] determined from
ρb and the actual density considered as 2.65 Mgm-3. In
addition, soil samples were taken and sent to the laboratory
to determine texture, fertility (NPK), organic matter and
pH before planting.
Plant: the number of pods per plant was measured,
number of seeds per pod (average of 10 plants were
taken at random within the central rows [Va] and sowing
methods [Ms]) and 100 seed weight. The number of
plants per square meter was determined by dividing the
number of plants present in the rows harvested from the
corresponding area. All plant variables were recorded in
ten row segments of 2 meters in length taken at random
within the experimental unit. To determine the yield
within each experimental unit were randomly considered
ten plots of 2 m wide by 2 m long. The information of
the quantified characterizes involved in the culture was
analyzed based on ten repetitions.
Climate: the precipitation was recorded in real time during
the growing cycle by using INIFAP’s automated stations
located in Sandovales and Pabellón contrasting these
data with the historical monthly average rainfall at both
sites.
Results
Rainfall variability and its use
In 2010 and 2011 the total rainfall occurred from June
1th to October 31th was lower than the historical average
(Table 1), with alternating periods of wetting and drying
with varying durations during the growing season. In
June 2010 the rainfall was below the historical average
and above in July, then, there were 30 days with little
rain in August, during September precipitation was
above average. During 2011 the rainfall in the growing
season were lower than the historical average of 388.3
mm. Regarding the distribution of rainfall, the year 2011
also was particularly unusual, probably due to climate
change.
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal
Clima: se registró la precipitación en tiempo real durante el
ciclo de cultivo de las estaciones automatizadas del INIFAP
ubicadas en Sandovales y Pabellón y se realizó el contraste
con la precipitación media mensual histórica de ambos sitios.
Resultados
Variabilidad de la lluvia y su aprovechamiento
En 2010 y 2011 la lluvia total ocurrida del 1° de junio al 31 de
octubre fue más baja que el promedio histórico (Cuadro 1),
con períodos alternos de humedad y sequía con duraciones
variables durante el ciclo de cultivo. En junio 2010 la lluvia
estuvo por debajo del promedio histórico y en julio por arriba;
luego, hubo 30 días con poca lluvia en agosto, septiembre
se incrementó por arriba del promedio. Durante el 2011 las
precipitaciones en el ciclo de cultivo fueron inferiores a la
media histórica de 388.3 mm. Respecto a la distribución de
las lluvias, el año 2011 también fue particularmente atípico,
debido probablemente al efecto del cambio climático.
1395
The crop cycle from planting to physiological maturity was
90 days (July 30th to October 29th) in both years. In 2010 the
rainfall in this period was 209.2 mm and in 2011 it was of 188.6
mm. The 49.33% and 31.07% of the rainfall occurred in the
early stages of plant growth in both years, so, during the rest
of their growing the plants disposed of 50.67% and 68.93%
of rain in the stages of formation and grain filling. This means
an erratic distribution of rainfall for crop requirements.
Because the rains were very poor, there was not enough water
retained in the root zone, so that the crop suffered a severe
drought during the development stage and early flowering,
mainly in the traditional planting method in single line in
rows at 76 cm, presented larger open area. However, in
the formative stage and grain filling, the crop suffered less
stress and there was a physiological recovery due to the
presence of rain during this stage of growth at both sites.
This demonstrates the resilience of the variety of bean Pinto
Saltillo and effectiveness of rainwater harvesting practices in
Sandovales and incorporation of crop residues in Pabellón,
which was associated with a higher grain yield, mainly in
the treatment of three and six sowing lines.
Cuadro 1. Precipitación promedio anual e histórica en el Sitio Experimental Sandovales y Campo Experimental Pabellón,
Aguascalientes, 2010 y 2011.
Table 1. Average annual rainfall and historical at Sandovales Experimental Site and Pabellón, Aguascalientes Experimental
Field, 2010 and 2011.
Mes
Junio
Julio†
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Total
Sandovales
2010
30.0
175.6
41.8
80.8
0.00
0.00
328.20
Pabellón
Promedio histórico
2011
Sandovales
Pabellón
Precipitación (mm)
13.6
31.8
58.6
71.4
13.2
0.00
188.6
69.8
115.1
107.3
74.6
35.2
9.3
411.3
† En 2010 y 2011 la fecha de siembra fue el 30 de julio. La lluvia total en el período de cultivo fue de 209.2 mm en 2010 y de 175.0 mm en 2011.
El ciclo de cultivo, de la siembra a la madurez fisiológica,
fue de 90 días (30 de julio al 29 de octubre) en ambos años.
En 2010 la lluvia en ese periodo fue de 209.2 mm y en 2011
fue de 188.6 mm. El 49.33% y 31.07% de la precipitación
ocurrió en las primeras etapas de crecimiento, en los dos
años, y el cultivo dispuso de 50.67% y 68.93 % de lluvia en
las etapas de formación y llenado de grano. Esto significa una
distribución errática de lluvia para las necesidades del cultivo
58.7
110.2
95.6
79.1
34.5
10.2
388.30
Physical characteristics of experimental soil
Determinations made by the laboratory for soil texture
show that the proportions of sand, silt and clay in the
topsoil (0.0 to 0.20 cm depth) are very similar in both
experimental sites, with textural interpretation for sandy
loam soils. The bulk density values show an increase with
depth, consistent with those reported by Håkansson and
Esteban Salvador Osuna-Ceja et al.
1396 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Debido a que las lluvias fueron muy escasas, no hubo
suficiente agua retenida en la zona radicular, de tal manera
que el cultivo sufrió una sequía extrema durante la etapa
de desarrollo e inicio de floración, principalmente en el
método de siembra tradicional a hilera sencilla en surcos a
76 cm, que presentó mayor área descubierta. Sin embargo,
en la etapa de formación y llenado de grano, el cultivo sufrió
menos estrés y hubo una recuperación fisiológica por la
presencia de las lluvias durante ésta etapa de crecimiento
en ambas localidades. Lo anterior pone de manifiesto la
capacidad de recuperación de la variedad de frijol Pinto
Saltillo y la efectividad de las prácticas de captación de lluvia
en Sandovales y la incorporación de residuos de cosecha en
Pabellón, lo cual se asoció a un mayor rendimiento de grano,
principalmente en los tratamientos de tres y seis hileras.
Características físicas del suelo experimental
Las determinaciones realizadas por el laboratorio para
textura del suelo muestran que las proporciones de arena,
limo y arcilla en la capa arable (0.0-0.20 cm de profundidad)
son muy similares en ambos sitios experimentales, con
interpretación textural correspondiente a suelos francoarenosos. Los valores de densidad aparente manifiestan
un incremento con la profundidad, acorde a lo reportado
por Håkansson y Lipiec. (2000), y Ramírez et al. (2006).
Considerando que el intervalo de la densidad aparente en
suelos de textura media es 1.3 a 1.4 Mg m-3, los valores
obtenidos en los dos sitios experimentales coincidieron con
el intervalo señalado (Cuadro 2).
Lipiec., (2000) and Ramirez et al. (2006). Considering
that the bulk density range in soils of medium texture is
1.3 to 1.4 Mg m -3 , the values obtained in the both
experimental sites coincided with the reported range
(Table 2).
With respect to the total porosity of the soil, it was observed
that, as the bulk density, it decreases as the depth increases
in both experimental sites (Blevins and Frye, 1993).
The differences in the values ​​of total porosity can be
explained by the effect of compaction in the sedimentation
process of materials, which is reflected in soils with a
history of excessive tillage, wherein the structure has
deteriorated and usually results in compaction problems
which are accentuated in unstable soils and weathered
as those that predominate in rainfed semi-arid area in
Aguascalientes.
Regarding the storage capacity of water in the soil, it ranged
from 14.6 to 26.8 mm in Sandovales, and 14.9 to 27.2 mm
in Pabellón. These values indicate low retention and soil
water availability, stemming from the low infiltration rates
with this type of soil.
Data derived from the soil analysis show the need for
improved resources utilization like: rain, soil, plants and
microenvironment in rainfed agriculture established in arid
and semiarid regions, in order to that production systems
become sustainable in the medium and long term (Osuna
et al., 2000).
Cuadro 2. Características físicas del perfil de suelo de los dos sitios experimentales.
Table 2. Physical characteristics of the soil profile of the two experimental sites.
Profundidad (cm)
Θg (%)
ρb (MgM-3)
ƒt (%)
La (mm)
50.9b
47.2a
46.0a
14.6b
25.2a
26.8a
50.2a
46.4b
45.3b
14.9b
23.4a
27.2a
Perfil del suelo, Sandovales
0-15
15-30
30-45
>45
Perfil del suelo, Pabellón
0-15
15-30
30-45
>45
7.3ª
7.4ª
7.8ª
10.5ª
11.6ª
11.9ª
1.30b
1.40a
1.43a
Duripán (tepetate)
1.32b
1.42a
1.45a
Duripán (tepetate)
Θg= humedad gravimétrica; ρb= densidad aparente, ƒt= porosidad total; La= lámina de agua.
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal
Con relación a la porosidad total del suelo, se observó
que, al igual que la densidad aparente, ésta se reduce
conforme la profundidad se incrementa en ambos sitios
experimentales (Blevins y Frye, 1993). Las diferencias
en los valores de porosidad total pueden explicarse
por el efecto de compactación en el proceso de
sedimentación de los materiales, que se refleja en suelos
con antecedentes de laboreo excesivo, en los que se ha
deteriorado su estructura y que usualmente se traduce
en problemas de compactación, problemas que se
acentúan en suelos inestables y meteorizados como los
que predominan en la zona semiáridas de temporal en
Aguascalientes.
Con relación a la capacidad de almacenamiento de agua
en el suelo, ésta varió entre 14.6 a 26.8 mm en Sandovales,
y 14.9 a 27.2 mm en Pabellón. Estos valores indican baja
retención y disponibilidad de agua del suelo, derivado de
las bajas tasas de infiltración que presentan este tipo de
suelos.
Los datos derivados del análisis de suelos manifiestan la
necesidad de mejorar la utilización de los recursos lluvia,
suelo, planta y microambiente en la agricultura de temporal
de zonas áridas y semiáridas, a fin de que los sistemas de
producción sean sostenibles en el mediano y largo plazo
(Osuna et al., 2000).
Rendimiento y sus componentes
Del análisis de varianza de las variables rendimiento
de grano, vainas planta-1, granos vaina-1 y peso de 100
semillas resultó que hubo diferencias significativas por
efecto del cierre de surco e incremento de la densidad
de planta. En 2010 el rendimiento fue estadísticamente
superior en el tratamiento de seis hileras, superando a
los tratamientos de tres e hilera sencilla. En el segundo
año, los tratamientos de tres y seis hileras superaron al
tratamiento de hilera sencilla. Los rendimientos más
altos se obtuvieron con seis hileras en 2010 y con tres y
seis hilera en 2011, lo que comprueba que con una menor
distancia entre surcos e incremento de la densidad de
planta se logra cubrir el suelo y capturar más energía
desde etapas tempranas del cultivo, lo cual se refleja en
un incremento de rendimiento (Alves et al., 2008; Soltero
et al., 2010) (Cuadro 3).
1397
Yield and its components
Analysis of variance of the variables grain yield, pods
plant -1, grains pod -1 and 100 seed weight evidenced
statistical significant difference derived of the effect of
wide row decreasing and also due to the plant density
increasing. In 2010 the yield was statistically higher in
the treatment of six-row, beating the three treatments and
single row. In the second year, treatments three and six
rows exceeded the processing of single sowing line. The
highest yields were obtained with six rows in 2010 and
with three and six row in 2011, proving that with a smaller
row spacing and increased plant density is achieved by
covering the soil and capture more energy from early
stages of crop, which is reflected in increased yield (Alves
et al., 2008; Single et al., 2010) (Table 3).
The average yield in 2010 was 595.3 kg ha-1 and in 2011
increased to 1762.3 kg ha-1 due to differences in the amount
and distribution of rainfall that occurred from one year to
another, but even in the year driest (2011), the yield of the
three treatments and six lines by row, exceeded to single line
by row. The increased density of plants in the range of 90 000
to 260 000 plants ha-1 significantly affects some components
of yield. It was observed a greater reduction in the number of
pods per plant (NPP) and number of grains per pod (NGP)
in the treatments of three and six lines by row in contrast to
the treatment of single line (Figure 1a).
However, grain yield was not influenced by plant density.
In the two years of evaluation it was found a significant
linear relationship between plant density and NPP and
also NGP (Figure 1b). These relationships were similar to
those reported by Alves et al. (2008), who suggest that the
increased yield observed at high plant densities is due to
greater leaf area development, conservation of moisture
and increased number of plants harvested per square meter,
which affects an increase in grain yield.
The derivative function of the relationship between yield
and population density was positive and logarithmic type,
because the Pinto Saltillo bean variety increased the yield by
changing from 90 000 to 260 000 plants ha-1. In this case, the
difference in yield of the bean variety was increased as plant
density was higher, i.e., increased grain yield in different
sizes, from a lesser to a greater density
Esteban Salvador Osuna-Ceja et al.
1398 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 3. Componentes del rendimiento de grano (kg ha-1) de frijol variedad Pinto Saltillo en tres métodos de siembra y
diferente densidad de población. Aguascalientes, México. 2010-2011.
Table 3. Components of grain yield (kg ha-1) of bean Pinto Saltillo variety in three different sowing methods and different
population density. Aguascalientes, Mexico. 2010-2011.
Vainas planta-1
Granos vaina-1
Peso de 100 semillas
Rend. de grano (kg ha-1)
13a
11b
7c
1.7220
18.21
4a
4a
3b
0.7675
20.41
25.6b
30.6a
27.2b
3.1544
11.81
383.1c
557.8b
845.0a
118.2
21.35
23.8a
23.2a
12.7b
2.8439
15.57
4.4a
4.1a
3.3b
0.5963
16.52
29.2a
29.4a
29.2a
NS
7.19
1531.0b
1903.0a
1853.0a
223.205
13.80
El rendimiento promedio en 2010 fue de 595.3 kg ha-1 y en
2011 aumentó a 1762.3 kg ha-1 debido a las diferencias en
la cantidad y distribución de las lluvias que se presentaron
entre un año y otro; sin embargo, aún en el año más seco
(2011), el rendimiento de los tratamientos de triple y seis
hileras superaron a hilera sencilla. El incremento de la
densidad de plantas en el intervalo de 90 mil a 260 mil
plantas ha-1 afectó significativamente algunos componentes
del rendimiento. Se observó mayor reducción del número
de vainas por planta (nvp) y número de granos por vaina
(ngv) en los tratamientos de tres y seis hileras, respecto al
tratamiento de hilera sencilla (Figura 1a).
20 a)
Número de vainas planta-1
Método de siembra
2010
Hilera sencilla
Tres hilera
Seis hileras
DMS 0.05
CV %
2011
Hilera sencilla
Tres hilera
Seis hileras
DMS 0.05
CV %
18
16
Nvp= -0.0504Dp + 23.355
R²= 0.96
14
12
10
8
80
La función derivada de la relación entre el rendimiento y la
densidad de población fue positiva y de tipo logarítmica,
debido a que la variedad de frijol Pinto Saltillo incrementó
el rendimiento al cambiar de 90 mil a 260 mil plantas ha-1.
En este caso, la diferencia en rendimiento de la variedad
de frijol se incrementó conforme se modificó la densidad
Número de granos vaina-1
4.5
Sin embargo, el rendimiento de grano no fue influenciado
por la densidad de plantas. En los dos años de evaluación se
encontró una relación lineal significativa entre la densidad
de planta y nvp y ngv (Figura 1b). Estas relaciones fueron
similares a lo reportado por Alves et al. (2008), quienes
sugieren que el acrecentado rendimiento que se observó en
altas densidades de plantas se debe al mayor desarrollo del
área foliar, conservación de humedad y mayor número de
plantas cosechadas por metro cuadrado, lo cual repercute
en un incremento del rendimiento de grano.
130
180
230
Densidad de población (miles plantas ha-1)
280
b)
4.3
4.1
3.9
Ngv= -0.0064Dp + 4.8607
R²= 0.96
3.7
3.5
3.3
3.1
2.9
0
130
180
230
Densidad de población (miles plantas ha-1)
280
Figura 1. Relación de la densidad de población: a) con número
de vainas; y b) con número de granos por vaina.
Promedio de dos años, 2010-2011.
Figure 1. Relationship of population density: a) with number of
pods, and b) with number of grains per pod. Average
of two years, 2010-2011.
Rendimiento de frijol Pinto Saltillo en altas densidades de población bajo temporal
Con el surcado angosto o tres hilera en cama a 1.52 m se
incrementó el rendimiento promedio en más de 0.25 t ha-1 al
pasar de 90 mil a 145 mil plantas ha-1 y se incrementó hasta 0.39
t ha-1 esa diferencia con 260 mil plantas ha-1, mientras que con el
surcado a 0.76 m, los incrementos fueron mínimos al mantener
una densidad de 90 mil plantas ha-1. El mayor rendimiento de
grano se obtuvo cuando se sembró a seis hileras en surcos a 0.20
m con una densidad de al menos 260 mil plantas ha-1 (Figura 2).
Conclusiones
Los resultados indican que el efecto positivo de siembra a
tres y seis hileras en surcos estrechos en camas a 1.52 m sobre
el rendimiento de grano, se debió a los mayores índices de
cobertura y área foliar, lo que favoreció que en los tratamientos
con altas densidades de planta se conservara mejor la humedad
del suelo, un menor crecimiento de malezas y se interceptara
mayor energía solar. El rápido sombrado del suelo por el
follaje evita que se pierda menos agua por evaporación directa,
asegurando una mayor eficiencia en el uso de la misma, en
comparación con poblaciones con baja densidad de plantas;
aunado a la cosecha de agua in situ e incorporación de residuos.
La producción de frijol de temporal bajo un sistema
conservacionista de productividad sustentable, que integra
prácticas de: labranza de conservación, captación de agua
de lluvia in situ, surcos estrechos, altas densidades de planta
y variedad mejorada puede mejorar las ganancias de los
productores y reducir la erosión de los suelos en las zonas
frijoleras delAltiplano Semiárido del Centro-Norte de México.
Literatura citada
Acosta, G. J. A.; Padilla-Ramírez, J. S.; Castellanos-Ramos,
J. Z. y Argaéz-Pérez, J. 1996. Época de siembra
del frijol de riego en el Altiplano de México. Rev.
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Alves, A. F.; Andrade, M. J .B.; Vieira, N. M. B. and Rezende,
P. M. 2008. Grain yield of four new cultivars base
don plant density. Annual Report of the Bean
Improvement Cooperative. 51:242-243.
With the narrow ridged or three row by bed to 1.52 m, it was
increased the average yield more than 0.25 t ha-1 when going
from 90 000 to 145 000 plants ha-1 and increased to 0.39 t
ha-1 that difference with 260 000 plants ha-1, while the rows
at 0.76 m, the increases were minimal maintaining a density
of 90 000 plants ha-1. The highest grain yield was obtained
when six lines were planted in 0.20 m rows with a density
of at least 260 000 plants ha-1 (Figure 2).
1400
Rendimiento de grano (kg ha-1)
de plantas; es decir, se incrementó el rendimiento de grano
en diferente magnitud, al pasar de una densidad menor a
otra mayor.
1399
1200
1000
800
R= 363.37ln(Dp) - 642.55
R²= 0.92
80
130
180
230
Densidad de población (miles plantas ha-1)
280
Figura 2. Rendimiento de grano de frijol en función de la
densidad de planta bajo condiciones de temporal.
Promedio de dos años, 2010-2011.
Figure 2. Bean grain yield in function of plant density under
rainfed conditions. Average of two years, 2010-2011.
Conclusions
The results indicate that the positive effect of planting
three and six sowing lines in narrow rows in beds 1.52 m of
grain yield was due to higher coverage rates and leaf area,
which favored than in treatments with high densities plant
was retained better soil moisture, reduced weed growth
and intercepted more solar power. The rapid soil shaded
by foliage prevents less water is lost by direct evaporation,
ensuring greater efficiency in the use thereof as compared
to populations of plants with low density, coupled with the
in situ water harvesting and incorporation of residues.
Bean production under a rainfed conservation system of
sustainable productivity, integrating practices such as:
conservation tillage, in situ rain water harvesting, narrow
rows, high plant densities and improved variety, can improve
the producers’ profits and reduce soil erosion in the semiarid
Plateau areas of the Central-North of Mexico dedicated for
beans production.
End of the English version
1400 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1401-1415
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal
en tomate bajo condiciones de invernadero*
Inoculation with plant growth promoting bacteria
on tomato under greenhouse conditions
Diana Beatriz Sánchez López1§, Ruth Milena Gómez-Vargas1, María Fernanda Garrido Rubiano1 y Ruth Rebeca Bonilla Buitrago1
Laboratorio de Microbiología de Suelos. Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (CORPOICA). Vía Mosquera-Cundinamarca, Colombia, km 14. Tel.
(057) 4227300. Ext. 1401, ([email protected]; [email protected]; [email protected]). §Autora para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
El incremento en la población mundial ha aumentado la
demanda de alimentos y así mismo la demanda de fertilizantes
químicos los cuales no sólo son costosos sino también
contaminantes. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto
de la aplicación de varias cepas candidatas a promotoras del
crecimiento vegetal sobre el crecimiento y producción del
cultivo del tomate. El estudio se realizó en 2010, en el Centro
de Investigación Tibaitatá (Corpoica) ubicado en Mosquera
(Cundinamarca- Colombia). Se emplearon las cepas TVL-1
y TVL-2 que se encuentran identificadas como Enterobacter
sp., además las cepas Pseudomonas sp. PSO13, PSO14, y
Bacillus sp. BEOO2 y BEOO3. Los resultados demostraron
la capacidad intrínseca de las cepas para solubilizar una
fuente de fósforo poco soluble donde la utilización de las
cepas TVL-1, TVL-2 y PSO14 evidenciaron los mejores
resultados. Las cepas TVL-1, TVL-2 y PSO13 presentaron
actividad fosfatasa. Adicionalmente, las bacterias fueron
capaces de producir índoles y sideróforos bajo las condiciones
evaluadas. El experimento en invernadero evidenció que las
cepas TVL-2 y PSO14 incrementaron de manera significativa
la biomasa y desarrollo de la planta (p≤ 0.05) así como el
rendimiento en la producción de frutos lo que se puede
asociar a las capacidades bioquímicas asociadas a promoción
de crecimiento vegetal evaluadas en el laboratorio.
The increase in world population has also increased
the demand for food and so does the demand for
chemical fertilizers which are not only costly but also
pollutants. The aim of this paper was to evaluate the
effect of applying several candidate strains to plant
growth promoters on growth and yield of tomato.
The study was conducted in 2010, Tibaitatá Research
Center (Corpoica) located in Mosquera (Cundinamarca,
Colombia). The strains used were TVL-1 and TVL2 identified as Enterobacter sp., also the strains
Pseudomonas sp. PSO13, PSO14, and Bacillus sp.
BEOO2 and BEOO3. The results demonstrated the
intrinsic ability of the strains to solubilize a poorly
soluble phosphorus source where the use of the strains
TVL-1, TVL-2 and PSO14 showed the best results.
The strains TVL-1, TVL-2 and PSO13 had phosphatase
activity. Additionally, the bacteria were able to produce
siderophore and indoles under the conditions evaluated.
The greenhouse experiment showed that, the strains
PSO14 and TVL-2 significantly increased biomass
and plant development (p≤ 0.05) as well as fruit yield
production that can be associated with biochemical
capabilities associated with promotion of plant growth
evaluated in the laboratory.
* Recibido: febrero de 2012
Aceptado: agosto de 2012
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1402 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Palabras claves: BPCV, Enterobacter sp., Pseudomonas
sp., Bacillus sp., biofertilizante.
Key words: Enterobacter sp., Pseudomonas sp., Bacillus
sp., biofertilizer, PGPR.
Introducción
Introduction
El tomate (Solanum lycopersicum Mill.) es una de
las hortalizas más difundidas en todo el mundo con
alto valor económico, ya que representa 30% de la
producción hortícola a nivel mundial (Mejía, 2007).
Su demanda aumenta considerablemente y con ella su
cultivo, producción y comercio. El incremento anual de
la producción en los últimos años, se debe principalmente
al rendimiento e incremento de la superficie cultivada
(Jaramillo et al., 2007).
Tomato (Solanum lycopersicum Mill.) is one of the most
widely used vegetables in the world with high economic
value, accounting for 30% of horticultural production
worldwide (Mejía, 2007). The demand is greatly increased
and with it its cultivation, production and trade too. The
annual in production increase in the recent years is mainly
due to an increasing and yield of the cultivated area
(Jaramillo et al., 2007).
El fósforo (P), es uno de los nutrientes más importantes para
el desarrollo de las funciones básicas del metabolismo de
las plantas (Fernández, 2007). Se trata de un componente
esencial de moléculas como RNA y DNA, así como de
fosfolípidos (Coney, 2000). Sin embargo, muchos suelos
en todo el mundo son deficientes en P disponible para
el crecimiento de las plantas encontrándose en forma
de quelatos insolubles (Vassilev et al., 2006), por lo
que se utilizan grandes cantidades de fertilizantes de
alta solubilidad, de los cuales una gran proporción es
rápidamente transformada en la forma insoluble (Omar,
1998). Algunos microorganismos mejoran la disponibilidad
de P para las plantas por mineralización de P orgánico en
el suelo y la solubilización de fosfatos (Kang et al., 2002;
Chen et al., 2006).
Éste grupo de rizobacterias pertenecen al grupo de bacterias
promotoras de crecimiento vegetal (BPCV) y entre ellas
se encuentran los géneros Pseudomonas, Azospirillum,
Burkholderia, Bacillus, Enterobacter, Rhizobium, Erwinia,
Alcaligenes, Arthrobacter, Acinetobacter y Flavobacterium
entre otros. El mecanismo más común para la solubilización
de fosfatos minerales es la producción los ácidos orgánicos
(Rodríguez y Fraga, 1999), mientras que el fosfato orgánico
es mineralizado por enzimas fosfatasas (Chen et al., 2006).
De esta forma el fósforo queda disponible en el suelo y
finalmente es absorbido por las plantas y utilizado para su
desarrollo (Kang et al., 2002).
El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de la
inoculación de bacterias promotoras de crecimiento vegetal
sobre tomate (Solanum lycupersicum Mill.) y la capacidad
Phosphorus (P) is one of the most important nutrients
for the development of the basic functions of the plant´s
metabolism (Fernández, 2007). This is an essential
component of RNA and DNA molecules as well as
phospholipids (Coney, 2000). However, many soils
worldwide are deficient in available P for growth of the
plants being in the form of insoluble chelates (Vassilev et
al., 2006), so that using large amounts of fertilizer high
solubility, of which a large proportion is rapidly converted
into insoluble (Omar, 1998). Some microorganisms
improve P availability to plants by mineralization of
organic P in soil and the phosphate solubilization (Kang
et al., 2002; Chen et al., 2006).
This group of rhizobacteria belonging to the group of plant
growth promoting bacteria (PGPR) and among them are
the genera Pseudomonas, Azospirillum, Burkholderia,
Bacillus, Enterobacter, Rhizobium, Erwinia, Alcaligenes,
Arthrobacter, Acinetobacter and Flavobacterium among
others. The most common mechanism for solubilization
of phosphate rock is the production of organic acids
(Rodríguez and Fraga, 1999), while the organic phosphate
is mineralized by phosphatase enzymes (Chen et al.
2006). In this way the phosphorus is available in the soil
and is finally absorbed by the plants and used for their
development (Kang et al., 2002).
This paper aimed to evaluate the effect of inoculation
of plant growth promoting bacteria on tomato (Solanum
lycupersicum Mill.) and the physiological capacity
of solubilization of both inorganic and organic
phosphates, the production of total indole compounds
and siderophores.
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
fisiológica de solubilización de fosfatos tanto inorgánicos
como orgánicos, la producción de compuestos indólicos
totales y sideróforos por parte de éstas.
Materiales y métodos
El estudio se realizó en 2010, en el Centro de Investigación
Tibaitatá (Corpoica) ubicado en Mosquera (CundinamarcaColombia), a una altura de 2 543 m; localizado geográficamente
a 4°41" 43" de latitud norte y 74°12" 30" de latitud oeste.
Microorganismos y medios de cultivo
Las cepas Pseudomonas fluorescens PSO13, Pseudomonas
putida PSO14, y Bacillus sp. BEOO2 y BEOO3, fueron
proporcionadas por el banco de microorganismos del
Laboratorio de Control Biológico de CORPOICA y las
cepas de Enterobacter sp. TVL-1 y TVL-2 y Enterobacter
agglomerans UV1 (Caballero et al., 2007) fueron
proporcionadas por el Banco de Microorganismos del
Laboratorio de Microbiología de Suelos de CORPOICA.
Las cepas fueron reactivadas en el medio de cultivo SRS
modificado con roca fosfórica al 0.5% como fuente de
fósforo (g/L: glucosa 10, extracto de levadura 0.5, NH4(SO4)2
0.5, KCl 0.2, MgSO4 7H2O 0.3. MnSO4 7H2O 0.004, FeSO4
7H2O 0.2, púrpura de bromocresol 0.1, agar 15.0, pH: 7.2)
a 30 ± 2 °C durante 48 h.
Para la cuantificación de la producción de compuestos
indólicos se empleo el medio de cultivo K-lactato (KH2PO4
0.96 g/L, K2HPO4 1.67 g/L, MgSO4 7H2O 0.29 g/L, NaCl
0.48 g/L, lactato de sodio 60% 17.1 mL/L, CaCl2 0.7%
10mL/L, FeCl3 7H2O 1% 1mL/L, Na2MoO4 2H2O 0.5%
5mL/L, NH4Cl 20% 1mL/L, pH7). Para la determinación
de la producción de compuestos tipo sideróforos se empleó
el medio CAS (g/L: cromo azurol S (CAS) 0.06, solución
de FeIII (1 mM FeCl3 6H2O; 10 mM HCl) 10 mL, HDTMA
0.07; Agar Flo 37.00, glicerol, 10 mL, Pipes 30.24, pH 6.8)
(Schwyn y Neilands, 1987)
Roca fosfórica
La roca fosfórica empleada en el presente estudio es
originaria de Pesca-Boyacá (Colombia) la composición es
la siguiente: 30% P2O5, 40% Ca, 12% Si, 0.1% Mg, 40 ppm
Mn, 30 ppm Cu, 10 ppm Mo, 300 ppm Zn y 3% de humedad.
1403
Materials and methods
The study was conducted in 2010, Tibaitatá Research Center
(Corpoica) located in Mosquera (Cundinamarca, Colombia),
at an elevation of 2 543 m, located at 4 ° 41" 43" north latitude
and 74° 12" 30" west latitude.
Microorganisms and culture media
Pseudomonas fluorescens strains PSO13, Pseudomonas
putida PSO14, and Bacillus sp. BEOO3 and BEOO2
were provided by the bank of microorganisms, Biological
Control Laboratory CORPOICA and the strains of
Enterobacter sp. TVL-1 and TVL-2 and Enterobacter
agglomerans UV1 (Caballero et al., 2007) were provided
by the Bank of Microorganisms Laboratory of Soil
Microbiology CORPOICA. The strains were revived in
the culture medium amended with phosphate rock SRS
0.5% as a source of phosphorus (g/L: glucose 10, yeast
extract 0.5, NH4(SO4)2 0.5, KCl 0.2, MgSO4 7H2O 0.3.
MnSO4 7H2O 0.004, FeSO4 7H2O 0.2, purple bromocresol
0.1, agar 15.0, pH: 7.2) a 30 ± 2 °C for 48 h.
To quantify the production of indole compounds was
employed the culture medium K-lactate (KH2PO4 0.96 g/L,
K2HPO4 1.67 g/L, MgSO4 7H2O 0.29 g/L, NaCl 0.48 g/L,
sodium lactate 60% 17.1 mL/L, CaCl2 0.7% 10mL/L, FeCl3
7H2O 1% 1mL/L, Na2MoO4 2H2O 0.5% 5mL/L, NH4Cl
20% 1mL/L, pH7). For determination of the production
of siderophore type compounds the culture CAS was used
(g/L: cromo azurol S (CAS) 0.06, solution de FeIII (1 mM
FeCl3 6H2O; 10 mM HCl) 10 mL, HDTMA 0.07; Agar
Flo 37.00, glicerol, 10 mL, Pipes 30.24, pH 6.8) (Schwyn
y Neilands, 1987).
Phosphate rock
The phosphate rock used in this study originates from PescaBoyacá (Colombia) the composition is as follows: 30% P2O5,
40% Ca, 12% Si, 0.1% Mg, 40 ppm Mn, 30 ppm Cu, 10 ppm
Mo, 300 ppm Zn and 3% of moisture.
Solubilization and mineralization of phosphorus
Three approaches were undertaken, a qualitative test,
a quantitative determination of phosphatase enzyme
activity.
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1404 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Solubilización y mineralización de fósforo
Tres aproximaciones fueron realizadas; una prueba
cualitativa, una cuantitativa y la determinación de la
actividad de la enzima fosfatasa.
Evaluación cualitativa de la solubilización de roca
fosfórica
La evaluación cualitativa de la actividad biológica se
realizó en agar SRSM-PR con púrpura de bromocresol
(como indicador de cambio de pH del medio), se sembraron
alícuotas de 50µL de suspensión bacteriana en NaCl al 0.85%
ajustada a un OD600= 0.500 (ThermoSpectronic- Genesys
10uv). Todas las cepas fueron evaluadas y los ensayos
fueron llevados a cabo por triplicado. Las placas fueron
incubadas durante 48 h a 30±2 °C y se midieron los halos
de solublización y el diámetro de la colonia a las 24 y 48 h
(Alikhani et al., 2006).
Evaluación cuantitativa de la solubilización de roca
fosfórica
La determinación cuantitativa de la solubilización de
roca fosfórica en medio líquido se llevó a cabo en medio
SRSM-PR con un tiempo de incubación de 12 días a 30±2
°C y 150 rpm (Labline Hertz 3525). La cuantificación del
fósforo solubilizado se llevó a cabo con la técnica de azul
de fosfomolibdeno (Fiske y Subbarow, 1925).
Actividad enzimática
La actividad de las enzimas fosfomonoesterasas se determinó
por medio de la técnica del p-nitrofenil fosfato descrita por
Tabatabai y Bremner (1969), para esto se empleo el medio
SRSM sin fuente de fósforo y se realizó la lectura en la fase
estacionaria del crecimiento bacteriano.
Síntesis de sideróforos
Se realizó una suspensión bacteriana de cada una de las
cepas en estudio en NaCl 0.85% a un OD600= 0.200. Se
tomaron alícuotas de 10µL de la suspensión, y se sembraron
por triplicado sobre una placa de petri con agar CAS a razón
de una microgota por caja, por triplicado. Las placas fueron
incubadas durante 48 h a 30±2 °C. Los resultados positivos
se indican por el viraje de color de azul a amarillo alrededor
del crecimiento bacteriano (Schwyn y Neilands, 1987).
Qualitative assessment of the solubilization of rock
phosphate
The qualitative evaluation of biological activity was
performed on agar SRSM-PR with purple bromocresol (as
an indicator of change in pH of the culture) planting aliquots
of 50μL of bacterial suspension in 0.85% NaCl adjusted
to an OD600= 0.500 (Thermo Spectronic-Genesys 10uv).
All the strains were tested and the tests were performed for
triplicate. The plates were incubated for 48 h at 30 ± 2 °C
and measured solubilization haloes and colony diameter at
24 and 48 h (Alikhani et al., 2006).
Quantitative evaluation of the solubilization of rock
phosphate
The quantitative determination of solubilization of
phosphate rock in liquid culture was carried out in SRSMPR with an incubation time of 12 days at 30 ± 2 °C and
150 rpm (Hertz Labline 3525). The quantification of the
solubilized phosphorus was made with the technique of blue
phosphomolybdenum (Fiske and Subbarow, 1925).
Enzymatic activity
The phosphomonoesterases enzyme activity was determined
through the technique of p-nitrophenyl phosphate as
described by Tabatabai and Bremner (1969), for this the
culture SRSM was used, with no source of phosphorus and
readings were made in the stationary phase of bacterial
growth.
Synthesis of siderophores
A bacterial suspension was made from each of the bacterial
suspensions in 0.85% NaCl to an OD600= 0.200. 10μL
aliquots of the suspension, and plated in triplicate on an
agar petri dish with CAS at a rate of one droplet per box, in
triplicate. The plates were incubated for 48 h at 30 ± 2 °C.
Positive results are indicated by color change from blue to
yellow around the bacterial growth (Schwyn and Neilands,
1987).
Total production of indoles
Indole compounds were estimated using the colorimetric
assay described by Glickmann and Dessaux (1995) using
the culture medium K-lactate supplemented with tryptophan
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
Producción de indóles totales
Los compuestos indólicos se estimaron mediante el ensayo
colorimétrico descrito por Glickmann y Dessaux (1995)
empleando el medio de cultivo K-lactato suplementado
con triptófano a 100 mg/L. Los cultivos se incubaron
durante 72 h a 150 rpm en oscuridad y para la lectura
se empleó el reactivo de Salkowsky (FeCl3 7H2O 12g/L
en H2SO4 7.9M) en una realación 1:1 con la suspensión
bacteriana, dejándose reaccionar durante 30 min en
oscuridad.
Evaluación bajo condiciones de invernadero
Las raíces de las plántulas de tomate (variedad Sofía)
fueron sumergidas en una suspensión bacteriana de 200
mL a una concentración de 108 UFC/mL en medio SRSMRP durante 30 min y transferida a bolsas plásticas con
capacidad de 2 kg. El suelo empleado fue sin esterilizar con
un pH 5.9 y una textura franco limosa. El experimento se
mantuvo bajo condiciones de invernadero por tres meses
a una temperatura promedio mínima de 7 °C y máxima 37
°C, humedad de roció y penetración de luz. Se realizaron
muestreos destructivos cada mes durante tres meses. La
fertilización biológica se realizo al primer y segundo mes
de siembra con 1 mL de los inóculos. Se implemento un
diseño completamente al azar, con siete tratamientos: To=
testigo absoluto, T1= testigo químico, T2= 1mL de inoculo
de TVL-1 y 50% de fertilización química, T3= 1mL de
inoculo de TVL-2 y 50% de fertilización química, T4=
1mL de inoculo PSO13 y 50% de fertilización química T5=
1mL de inoculo PSO14 y 50% de fertilización química T6=
1mL de inoculo de BEOO2 y 50% de fertilización química
T7= 1mL de inoculo de BEOO3 y 50% de fertilización
química T8= 1mL de inoculo UV1 y 50% de fertilización
química. Se emplearon tres repeticiones y tres unidades
experiméntales por repetición. Las variables evaluadas
fueron: longitud de la parte área, longitud radical, peso
seco de la parte aérea, peso seco de la raíz y producción
de flores y frutos.
Análisis estadístico
Los datos fueron sometidos a una evaluación estadística
empleando un análisis de varianza (ANOVA) y la prueba
de Tukey con 95% de confianza.
1405
at 100 mg/L. Cultures were incubated for 72 h at 150 rpm
in darkness and was used for reading Salkowsky reagent
(FeCl3 7H2O 12g/L in H2SO4 7.9M) in a 1:1 relation with the
bacterial suspension, leaving to react for 30 min in darkness.
Evaluation under greenhouse conditions
The roots of tomato seedlings (variety Sofia) were dipped
in a bacterial suspension of 200 mL at a concentration of
10 8 CFU/mL in the culture SRSM-RP for 30 min and
transferred to plastic bags with a capacity of 2 kg. The
soil used was unsterilized at pH 5.9 and a silty loam. The
experiment was maintained under greenhouse conditions
for three months at a minimum average temperature
of 7 °C and maximum 37 °C, humidity dew and light
penetration. Destructive sampling was done every month
for three months. Organic fertilization was made in the
first and second month of sowing with 1 mL of inocula. We
implemented a completely randomized design with seven
treatments: To= absolute control, T1= chemical control,
T2= 1 mL of inoculum of TVL-1 and 50% of chemical
fertilizer, T3= 1 mL of inoculum of TVL-2 and 50%
chemical fertilization, T4= 1 mL of inoculum of PSO13 and
50% of chemical fertilizer, T5= 1 mL of inoculum of PSO14
and 50% of chemical fertilizer, T6= 1 mL of inoculum of
BEOO2 and 50% of chemical fertilizers, T7= 1 mL of
inoculum of BEOO3 and 50 % of chemical fertilizer, T8=
1 mL of inoculum of UV1 and 50% of chemical fertilizer.
Three replicates were used and three experimental units per
replicate. The variables evaluated were: length of the area,
root length, dry weight of the aerial part, root dry weight
and flower production and fruit.
Statistical analysis
Data were subjected to statistical evaluation using analysis of
variance (ANOVA) and Tukey's test with 95% confidence.
Results and discussion
Solubilization and mineralization of phosphorus.
Qualitative assessment of the solubilization of rock
phosphate. The strains Enterobacter sp. TVL-2 and P.
putida PSO14 had the highest rates of solubilization at 24 h,
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1406 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Resultados y discusión
whereas Enterobacter sp. TVL-1 and TVL-2 were the best
after 48 h of incubation. It was observed that dissolution
rates increased over time (Table 1).
Solubilización y mineralización de fósforo. Evaluación
cualitativa de la solubilización de roca fosfórica. Las cepas
Enterobacter sp. TVL-2 y P. putida PSO14 presentaron
los mayores índices de solubilización a las 24 h, mientras
que Enterobacter sp. TVL-1 y TVL-2 fueron las mejores
transcurridas 48 h de incubación. Se observó que los índices
de solubilización incrementaron con el tiempo (Cuadro 1).
The bacterial mechanism most associated to the
solubilization of inorganic phosphorus is the biosynthesis
of organic acids including citric acid are, lactic, succinic,
gluconic and 2-ketogluconic, among others (Rodriguez et
al., 2004 and Gupta et al., 2007) that lower the pH or act
as chelating agents, which is related to the decrease of pH
Cuadro 1. Evaluación de la solubilización y mineralización de fosfatos.
Table 1. Solubilization and mineralization of phosphates evaluating.
Índice de solubilización
Fósforo soluble
Actividad
enzimática
pH
(nM de
p-nitrofenol)
3.99 ± 0.23
0.136 ± 0.006c
TVL-2
2.24 ± 0.21ab 4.26 ± 0.05 4.07 ± 0.12ab 4.05 ± 0.18 192.5 ± 0.14a 3.81 ± 0.20
0.538 ± 0.003b
PSO13
1.78 ± 0.03cd 5.55 ± 0.07 2.30 ± 0.17cd 5.35 ± 0.11 133.0 ± 0.82d 4.77 ± 0.10
0.015 ± 0.003d
PSO14
2.08 ± 0.29bc 4.32 ± 0.25 3.30 ± 0.31bc 4.23 ± 0.12 144.0 ± 0.04b 3.85 ± 0.27
-
BEOO2
1.47 ± 0.06e
5.89 ± 0.10 1.70 ± 0.09de 5.70 ± 0.07 127.0 ± 0.22e 5.21 ± 0.70
-
BEOO3
1.67 ± 0.14cde 6.67 ± 0.18 2.33 ± 0.14cde 6.28 ± 0.16 133.0 ± 0.07bc 6.02 ± 0.68
-
UV1 Control
2.92 ± 0.14a
- DH5α control
positivo fosfatasas
-
Cepa bacteriana
24 h
TVL-1
1.5 ± 0.06
pH 24 h
de
48 h
4.45 ± 0.10 5.00 ± 0.3
pH 48 h
ab
mg/L
4.14 ± 0.12 189.5 ± 0.07
a
4.64 ± 0.23 4.00 ± 0.25a 4.27 ± 0.16 138.0 ± 0.13cd 4.48 ± 0.27
- - - - - 5.940 ± 0.043a
Los valores presentados en la tabla corresponden a la media de tres repeticiones. Para cada columna medias con igual letra no presentan diferencias estadísticamente
significativas (p≤ 0.05).
El mecanismo bacteriano que más se asocia a la solubilización
de fósforo inorgánico es la biosíntesis de ácidos orgánicos
entre los cuales se encuentran el ácido cítrico, láctico, succínico,
glucónico y 2-cetoglucónico, entre otros (Rodríguez et
al., 2004 y Gupta et al., 2007) los cuales disminuyen el pH
o actúan como agentes quelantes, lo cual se encuentra
relacionado con la disminución de pH encontrada en el
presente estudio. La síntesis de ácidos orgánicos suele estar
asociada al metabolismo de algunos carbohidratos, en este
caso glucosa, la cual se metaboliza vía glucólisis y ciclo de
Krebs (Gunnarsson et al., 2004). Seshadri y Ignacimuthu
(2002) reportaron índices de solubilización de 2.05 ± 4.11
found in this paper. The synthesis of organic acids is
usually associated with some carbohydrate metabolism,
in this case glucose, which is metabolized via glycolysis
and the Krebs cycle (Gunnarsson et al., 2004). Seshadri
and Ignacimuthu (2002) reported rates of 2.05 ± 4.11
solubilization by Pseudomonas sp. and 1.84 ± 4.43 by
Bacillus sp., in Pikovskaya agar supplemented with
0.5% Ca3(PO4)2, which agrees with the results of this
investigation; however, it should be noted that tricalcium
phosphate is 10 times more soluble than the phosphate
rock, so the microbial activity is higher in the strains
of this study because of the difficult solubility of the
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
por Pseudomonas sp. y 1.84 ± 4.43 por Bacillus sp. en
agar Pikovskaya suplementado con 0.5% Ca3(PO4)2, lo
cual concuerda con los resultados de esta investigación, sin
embargo se debe tener en cuenta que el fosfato tricálcico es 10
veces más soluble que la roca fosfórica, por lo que la actividad
microbiana es mayor en las cepas del presente estudio dada la
difícil solubilidad de la fuente de fósforo empleada. De igual
forma se ha reportado que microorganismos pertenecientes
al género Enterobacter presentan importantes niveles de
solubilización (Vassilev et al., 1997 y Sharma et al., 2011).
Evaluación cuantitativa de la solubilización de roca
fosfórica
Las cepas de Enterobacter sp. TVL-1 y TVL-2, presentaron
los mejores resultados (p≤ 0.05) (Cuadro 1). Adicionalmente,
se evidenció una correlación entre la solubilización de fósforo
y el pH final del medio de cultivo, el cual fue acidificado en
todos los casos (R= -0,67; p≤ 0.05).
Yu et al. (2011) reportaron resultados similares a lo encontrado
en el presente estudio con cepas de P. chlororaphis, B. cereus
y P. fluorescens, siendo la fuente de fósforo fosfato tricálcico.
Obtuvieron concentraciones de fósforo disponible entre
81.09 y 233.35 mg/L con una disminución significativa en
el pH luego de 72 h de incubación. En el presentes estudio
se encontraron niveles de solubilización de hasta 144.0 ±
0.04 mg/L en la cepa P. putida PSO14 pero empleando roca
fosfórica con menor solubilidad que el fosfato tricálcico.
En el caso de la cepa Enterobacter TVL-2 se presentó una
solubilización de 192.5 ± 0.14 mg/L lo cual comparado con lo
encontrado por Vassilev et al. (1997) con una solubilización
de hasta 400 mg/L con una roca con 28.9% de P205 es bajo;
sin embargo, lo anterior puede estar relacionado con la
solubilidad de la roca empleada, pues de este factor depende
la cantidad de fósforo disponible (P 205) que puede ser
liberado (Pérez y Smyth, 2005). Con relación a lo anterior,
Sharma et al. (2011) Encontró una solubilización de roca
fosfórica de 92.6 mg/L por parte de una cepa de Enterobacter
asburiae, siendo esta actividad menor a la encontrada en las
cepas del presente estudio.
Actividad enzimática de la fosfatasa
Los resultados evidenciaron que sólo las cepas Enterobacter
sp. TVL-1 y TVL-2 y P. fluorescens PSO13 fueron capaces
de sintetizar fosfatasas, siendo la cepa Enterobacter sp.
TVL-2 la que presentó la mayor producción (p≤ 0.05)
(Cuadro 1). La actividad de las fosfatasas depende de una
1407
phosphorus source employed. Similarly it is reported that
microorganisms belonging to the genus Enterobacter have
significant levels of solubilization (Vassilev et al., 1997 and
Sharma et al., 2011).
Quantitative evaluation of the solubilization of rock
phosphate
The strains of Enterobacter sp. TVL-1 and TVL-2 showed
the best results (p≤ 0.05) (Table 1). Additionally, a
correlation was demonstrated between the solubilization of
phosphorus and the final pH of the culture medium, which
was acidified in all cases (R= -0,67; p≤ 0.05).
Yu et al. (2011) reported similar results to those found in
this study with strains of P. chlororaphis, B. cereus and
P. fluorescens, being the source of phosphorus tricalcium
phosphate. Phosphorus concentrations were available
between 81.09 and 233.35 mg/L with a significant
decrease in pH after 72 h of incubation. In the present
study, we found levels of solubilization of up to 144.0
± 0.04 mg/L in the strain P. putida PSO14 but using
phosphate rock with lower solubility than tricalcium
phosphate. In the case of the strain Enterobacter TVL-2
showed a solubility of 192.5 ± 0.14 mg/L. This compared
with what was found by Vassilev et al. (1997) with a
solubilization of up to 400 mg/L with a rock with 28.9%
P205 is low, but this may be related to the solubility of
the rock used, as this factor depends on the amount
of phosphorous (P205) that can be released (Pérez and
Smyth, 2005). In this respect Sharma et al. (2011) found
a rock phosphate solubilization of 92.6 mg/L by a strain
of Enterobacter asburiae, being this activity lower than
those found in the strains of this study.
Phosphatase enzyme activity
The results showed that only the strains Enterobacter sp.
TVL-1 and TVL-2 and P. fluorescens PSO13 were able
to synthesize phosphatases, being the strain Enterobacter
sp. TVL-2 which had the highest production (p≤ 0.05)
(Table 1). The phosphatase activity depends on a large
number of environmental factors among which are: the
concentration of substrate and enzyme, the composition of
the reaction medium, temperature, pH, ions, and inhibitors,
among others. Similar results were reported by Park et al.
(2010) who noted that, the activity of acid phosphatase
produced by isolated bacteria ranged from 0.0034 to
0.1401 nM for Pantoea and Enterobacter as measured by
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1408 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
larga serie de factores medioambientales entre los que
se encuentran: la concentración de sustrato y enzima, la
composición del medio de reacción, la temperatura, el pH,
los iones, e inhibidores, entre otros. Resultados similares
fueron reportados por Park et al. (2010) quienes señalan en
su estudio que la actividad de la fosfatasa ácida producida
por las bacterias aisladas varió de 0.0034 a 0.1401 nM
para géneros como Pantoea y Enterobacter, medido por la
producción de p-nitrofenol. De acuerdo a lo anterior, la cepa
Enterobacter sp. TVL-2 presentó una importante actividad
con 0.538 ± 0.003 nM.
Síntesis de sideróforos
Las cepas Enterobacter sp. TVL-1 y TVL-2, P. putida PSO14
y Bacillus sp. BEOO2 y BEOO3 fueron capaces de producir
este grupo de compuestos, evidenciando un incremento
asociado al tiempo. La cepa que presentó mayor producción
tanto a las 24 como a las 48 h fue la cepa P. putida PSO14
(p≤ 0.05) (Cuadro 2).
the production of p-nitrophenol. According to these, the
strain Enterobacter sp. TVL-2 showed significant activity
with 0.538 ± 0.003 nM.
Synthesis of siderophores
The strains Enterobacter sp. TVL-1 and TVL-2, P. putida
PSO14 and Bacillus sp. BEOO3 and BEOO2 were able to
produce this group of compounds, showing an associated
increase in time. The strain with increased production both
at 24 and at 48 h was the strain P. putida PSO14 (p≤ 0.05)
(Table 2).
Total production of indoles
By evaluating the production of indole compounds, similar
behavior was observed in all the strains tested, presented the
best results strains Enterobacter sp. TVL-1 and TVL-2 (p≤
0.05), (Table 2). In general, auxin production by bacteria,
especially 3-indoleacetic acid, has shown to significantly
Cuadro 2. Producción de sideróforos e índoles totales.
Table 2. Siderophore production and total indoles.
Cepa bacteriana
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1 Control
Halos de sideróforos (mm)
24 h
48 h
2.33 ± 0.57b
4.33 ± 1.54ab
5.67 ± 0.57a
4.33 ± 1.52b
3.00 ± 1.00b
4.33 ± 0.57b
12.3 ± 0.57b
14.7 ± 1.00ab
17.3 ± 1.52a
12.3 ± 0.57b
12.7 ± 1.52b
13.7 ± 0.57b
Producción de índoles totales
(µg/mL )
24.61 ± 0.73ab
27.11 ± 0.48a
24.29 ± 2.33abc
22.14 ± 1.48bcd
18.43 ± 0.61d
19.97 ± 3.21cd
19.54 ± 0.41d
Los valores presentados en la tabla corresponden a la media de tres repeticiones. Para cada columna media con igual letra no presentan diferencias estadísticamente
significativas (p≤ 0.05).
Producción de índoles totales
Al evaluar la producción de compuestos indólicos se
observó un comportamiento similar en todas las cepas
evaluadas, presentado los mejores resultados las cepas
de Enterobacter sp. TVL-2 y TVL- 1 (p≤ 0.05). (Cuadro
2). En general, la producción de auxinas por las bacterias,
especialmente el ácido 3-indolacético, ha evidenciado influir
significativamente sobre el crecimiento y desarrollo de las
plantas. Varios estudios han demostrado que la producción
in vitro de AIA y otras hormonas fisiológicamente activas
derivadas del L- triptófano, son una característica de las
influence the growth and development of plants. Several
studies have shown that in vitro production of IAA and other
physiologically active hormone derived from L-tryptophan
are a feature of PGPR strains (Peñas and Reyes, 2007;
Teixeira et at., 2007).
Ali et al. (2009) found that different isolates of Bacillus sp.
increased the concentration of IAA produced by increasing
the concentration of L-tryptophan in the culture medium
results in ranges ranging between 19.6 ± 0.7 mg/mL and
21 ± 0.6 mg/mL. Importantly, in this experiment were used
low concentrations of tryptophan (100 mg/L) to evaluate
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
cepas BPCV (Peñas y Reyes, 2007; Teixeira et at., 2007).
Ali et al. (2009) encontraron que diferentes aislamientos de
Bacillus sp. aumentaron la concentración de AIA producido
al aumentar la concentración de L-triptófano en el medio de
cultivo con resultados que oscilaban en rangos entre 19.6 ±
0.7 µg/ mL y 21± 0.6 µg/ mL. Es importante resaltar que en
el presente ensayo se utilizaron concentraciones bajas de
triptófano (100 mg/L) para evaluar la producción de índoles,
lo cual permite afirmar que las cepas evaluadas pueden ser
consideradas como promotoras del crecimiento vegetal por
su alta síntesis de este tipo de compuestos con valores que
oscilan entre 18 y 25 µg/mL.
Experimento en invernadero. Longitud de la planta. Los
resultados en altura de la planta mostraron incrementos en
el tamaño de la planta hasta dos veces en los tratamientos
con Enterobacter sp. TVL-2 y Bacillus sp. BEOO2 en el
segundo mes de muestreo. En el tercer mes, la bacteria que
mostró ejercer el mayor efecto fue P. putida PSO14 la cual
fue casi tres veces mayor con respecto al testigo absoluto,
mientras que comparado con el testigo químico presentó
una diferencia de 30% (Figura 1).
80
70
Altura (cm)
60
50
ab
bc
ab
a ab
bc
ab
30
bc
c
ab a
a
d
c
40
0
30 dds
bc
bc bcd
cd cd
30
20
ab
abc
ab
ab
ab
a
ab
ab
ab
ab
ab
ab
b
ab
ab
ab
ab
b
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
d
10
10
0
a
a
ab
50
ab
b
ab ab ab a a
The root length was increased by bacterial inoculation. In
the first month there were significant differences exerted by
the strain E. agglomerans UV1 and Enterobacter sp. TVL-1
nearly two times compared to the untreated control in the
second month showed that the strain P. fluorescens PSO13
exceeded 16% to chemical control, and the third month of
sampling, significant differences with respect to absolute
control by the strain P. putida PSO14 (Figure 2).
a
ab
b ab ab ab
Greenhouse experiment. Length of the plant. The results
in plant height showed increases in the size of the plant up to
twice in treatments with Enterobacter sp. TVL-2 and Bacillus
sp. BEOO2 in the second month of sampling. In the third
month, the bacteria that showed exercise the greatest effect
was P. putida PSO14 which was almost three times higher
compared to the untreated control, while compared with the
chemical control showed a difference of 30% (Figure 1).
60
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
40
20
the production of indoles, which can be said that, the strains
tested can be considered as promoters of plant growth by
high synthesis of this type compounds with values ranging
between 18 and 25 mg/mL.
Longitud radical (cm)
90
1409
60 dds
90 dds
Figura 1. Altura de las plantas de tomate (variedad Sofía). Dds=
días después de la siembra. Cada valor es la media
de tres repeticiones. Las barras de error representan la
desviación estándar. Las letras representan diferencias
estadísticamente significativas (p≤ 0.05).
Figure 1. Height of tomato plants (variety Sofia). Dap= days after
planting. Each value is the mean of three replications.
The error bars represent the standard deviation. The letters
represent statistically significant differences (p≤ 0.05).
La longitud radical fue incrementada por la inoculación
bacteriana. En el primer mes se observan diferencias
importantes ejercidas por la cepa E. agglomerans UV1 y
Enterobacter sp. TVL-1 de casi dos veces con respecto al
30 dds
60 dds
90 dds
Figura 2. Longitud radical de la planta de tomate (variedad
Sofía). Dds= días después de la siembra. Cada
valor es la media de tres repeticiones. Las barras
de error representan la desviación estándar. Las letras
representan diferencias estadísticamente significativas
(p≤ 0.05).
Figure 2. Radical length of the tomato plant (variety Sofia).
Dap= days after planting. Each value is the mean of
three replications. The error bars represent the standard
deviation. The letters represent statistically significant
differences (p≤ 0.05).
The strain P. putida PSO14 was the most significant influence
on the elongation process of the tomato plants, which could be
related to the ability to produce beneficial metabolites such
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1410 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
La cepa P. putida PSO14 fue la que más influyó sobre el
proceso de elongación de las plantas de tomate, lo cual pudo
estar relacionado con la capacidad de producir metabolitos
benéficos, tales como fitohormonas y sideróforos o a
la solubilización de fósforo inorgánico aumentando su
disponibilidad para la planta. Se debe destacar que a pesar que
P. putida PSO14 no mostró los mejores resultados in vitro si
evidenció el mejor efecto sobre la planta en las dos variables
de longitud, estos resultados pueden ser explicados con base
en la presencia de diferentes condiciones entre las pruebas
realizadas en invernadero y laboratorio, las cuales pueden
influir significativamente sobre la capacidad de las bacterias
para promover el crecimiento vegetal. Resultados similares
han sido reportados por Kirankumar et al. (2008) y Kumar et
al. (2010) quienes evidenciaron que el género Pseudomonas
mejoró significativamente el crecimiento vegetal de plantas
de tomate registrando mayor altura, mayor rendimiento del
fruto y absorción de nutrientes.
Peso seco de la planta
En el tercer mes la cepa Enterobacter sp. TVL-2 presentó
un efecto importante en la biomasa aérea puesto que se
mantuvo igual al tratamiento químico y presentó un valor
significativamente mayor que el del testigo absoluto
(Figura 3).
En cuanto a la biomasa radical las cepas Enterobacter sp.
TVL-2 y P. putida PSO14 mostraron los mejores resultados
superando al testigo químico por 23% y 10%, y presentando
diferencias estadísticamente significativas respecto al
control absoluto (Figura 4).
El aumento de la biomasa radical tiene fuertes repercusiones
en la capacidad de las plantas para asimilar los nutrientes
del suelo puesto que representa una mayor exploración del
suelo por parte de éstas (Antoun y Prevost, 2005). Varios
estudios han mostrado que el ácido 3-indolacético (AIA)
tiene un importante impacto sobre el desarrollo radicular
de las plantas (Ashrafuzzaman et al., 2009). Patten y Glick
(2002) aseguraron que el género de Pseudomonas sp., tiene
potencial para estimular el crecimiento de las plantas por
la producción de AIA; lo cual se observó en el presente
as phytohormones and siderophores or inorganic phosphorus
solubilizing increasing their availability to the plant. It should be
noted that, even though P. putida PSO14 did not show the best
results in vitro, it did showed the best effect if on the ground in
the two variables of length, these results can be explained based
on the presence of different testing conditions between the
greenhouse and laboratory, which may influence significantly
on the ability of bacteria to promote plant growth. Similar
results have been reported by Kirankumar et al. (2008) and
Kumar et al. (2010) who showed that, the genus Pseudomonas
significantly improved plant growth of tomato plants recorded
higher height, higher fruit yield and nutrient uptake.
Plant dry weight
In the third month the strain Enterobacter sp. TVL-2 had
a significant effect on aboveground biomass remained
unchanged since the chemical treatment and showed a
significantly higher than the untreated control (Figure 3).
40
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
35
Peso seco de la parte aérea (g)
testigo absoluto En el segundo mes se observó que la cepa P.
fluorescens PSO13 superó 16% al testigo químico y al tercer
mes de muestreo, se encontraron diferencias significativas
con respecto al testigo absoluto por parte de la cepa P. putida
PSO14 (Figura 2).
30
25
ab
a
ab
abc
abcabc
20
cd
15
a
10
bc
5
0
d
abc
a bc a abc abc ab a
30 dds
abc abc
ab abc
abc
cd
bc
d
d
60 dds
90 dds
Figura 3. Peso seco de la parte área de planta de tomate (variedad
Sofía). Dds= días después de la siembra. Cada valor es
la media de 3 repeticiones. Las barras de error representan
la desviación estándar. Las letras representan diferencias
estadísticamente significativas (p≤ 0.05).
Figure 3. Dry weight of the tomato plant area (variety Sofia).
Dap= days after planting. Each value is the mean
of 3 replicates. The error bars represent the standard
deviation. The letters represent statistically significant
differences (p≤ 0.05).
Regarding the root biomass, the strains Enterobacter sp.
TVL-2 and P. putida PSO14 showed the best chemical control
surpassing by 23% and 10%, and statistically significantly
different compared to the absolute control (Figure 4).
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
estudio. De igual manera, Gravel et al. (2006) mostraron
que la cepa de P. putida subgrupo B1 es capaz de sintetizar
AIA a partir de diferentes precursores, encontrando además
un incremento en el peso seco de la raíz y en la producción
de frutos de plantas de maíz.
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
7
Peso seco de raíz (g)
6
5
a
ab
a
a a
3
a
2
a
bc
ab
a
a
1
0
abc
a
4
e
de de cd
b
cd b
ab
ab
abc
Number of flowers and fruits
bc
c
c
b
30 dds
60 dds
The increase in root biomass has strong impact on the ability
of plants to absorb nutrients from the soil since it represents
a further exploration of the land (Antoun and Prevost,
2005). Several studies have shown that 3-indoleacetic acid
(IAA) has a major impact on root development of plants
(Ashrafuzzaman et al., 2009). Patten and Glick (2002)
claimed that, the genus Pseudomonas sp., has the potential
to stimulate plant growth by production of IAA, which was
observed in this paper. Likewise, Gravel et al. (2006) showed
that, the strain P. putida subgroup B1 is able to synthesize
IAA from different precursors, also finding an increase in
root dry weight and fruit production of maize plants.
90 dds
Figura 4. Peso seco de raíz de planta de tomate (variedad
Sofía). Dds= días después de la siembra. Cada
valor es la media de tres repeticiones. Las barras
de error representan la desviación estándar. Las letras
representan diferencias estadísticamente (p≤ 0.05).
Figure 4. Root dry weight of tomato plant (variety Sofia). Dap=
days after planting. Each value is the mean of three
replications. The error bars represent the standard deviation.
The letters represent statistical differences (p≤ 0.05).
Número de flores y frutos
To d o s l o s t r a t a m i e n t o s m o s t r a r o n d i f e r e n c i a s
estadísticamente significativas en el número de flores a
los 90 dds con respecto al control absoluto. La inoculación
con la cepa Enterobacter sp. TVL-2 exhibió los mejores
resultados con un valor promedio de nueve flores por
planta, en relación a una flor del testigo absoluto y 4 del
testigo químico (Figura 5).
En el número de frutos los resultados también se evidenciaron
al tercer mes, en el cual las cepas Enterobacter sp. TVL-2 y
P. putida PSO14 superaron 29% y 17% al testigo químico y
al testigo absoluto con una producción de 6 frutos por planta
en relación a 1 (Figura 6).
La producción de auxinas también se encuentra íntimamente
relacionada con los procesos de fructificación de las plantas
(Srivastava y Handa, 2005). Por tanto, se puede inferir que
All the treatments showed statistically signif icant
differences in the number of flowers at 90 dap compared to
absolute control. The inoculation with strain Enterobacter
sp. TVL-2 exhibited the best results with an average of nine
flowers per plant, compared to a flower of the absolute
control of chemical control and 4 (Figure 5).
12
a
10
Número de flores
8
1411
8
a
b ab
6
b
b
4
b b ab
b
ab
a
ab
ab
ab
2
c
0
60 dds
ab
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
90 dds
Figura 5. Número de flores (variedad Sofía). Dds = días
después de la siembra. Cada valor es la media de
3 repeticiones. Las barras de error representan la
desviación estándar. Las letras representan diferencias
estadísticamente significativas (p≤ 0.05).
Figure 5. Number of flowers (variety Sofia). Dap= days after
planting. Each value is the mean of 3 replicates. The
error bars represent the standard deviation. The letters
represent statistically significant differences (p≤ 0.05).
In the number of fruits the results also showed at the third
month, in which the strains Enterobacter sp. TVL-2 and P.
putida PSO14 exceeded 29% and 17% to chemical control
and the absolute control with an output of 6 fruits per plant
in relation to 1 (Figure 6).
Diana Beatriz Sánchez López et al.
1412 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
De forma adicional se debe señalar que el sustrato empleado
en el ensayo fue suelo, este pudo contener importantes
concentraciones de compuestos fosfatados orgánicos e
inorgánicos no disponibles, que gracias a la acción bacteriana
hayan podido volverse disponibles para las plantas. En ese
sentido, Hariprasad et al. (2009) evaluaron cepas de Bacillus
sp., B.subtilis, P. putida, P.s fluorescens y Enterobacter sp.,
que no sólo presentaron la capacidad de sintetizar AIA, sino
que además presentaron solubilización de fósforo in vitro,
encontrando un efecto positivo sobre el desarrollo de plantas
de tomate en cuanto a su longitud radical, altura, producción
de biomasa y adquisición de fósforo, cuando estas cepas
fueron inoculadas.
Se debe resaltar la dosis de fertilización empleada en aquellos
tratamientos que fueron inoculados con las diferentes cepas
evaluadas, la cual correspondió a 50% de la fertilización total
que recibió el testigo químico. Con relación a lo anterior se
puede observar en todas las variables agronómicas evaluadas
que los tratamientos inoculados que presentaron los mejores
resultados siempre superaron o igualaron al testigo químico,
lo cual fortalece la importancia de este tipo de inoculantes
como complemento de la fertilización de síntesis que permita
mitigar su uso en exceso.
Conclusiones
De forma preliminar se puede establecer que la inoculación
de las plantas de tomate con las cepas Enterobacter
sp. TVL-2 y P. putida PSO14 exhibe un gran potencial
10
a
9
8
Número de flores
la inoculación con las bacterias favoreció la producción de
frutos, teniendo en cuenta que las cepas evaluadas presentaron
producción de índoles. Con relación a los resultados obtenidos
en el presente estudio se debe mencionar que otros autores
(Badri et al., 2009) han reportado la capacidad productora
de índoles, sideróforos y solubilización de fósforo como
mecanismos que promueven el crecimiento de las plantas (Ma
et al., 2011). Otros autores han reportado el efecto de cepas
de P. marginalis y P. putida sobre la producción de tomate
bajo condiciones de invernadero, aumentando el número de
frutos 11 y 23.3% (Gravel et al., 2007). De forma adicional se
ha encontrado que P. fluorescens incrementa ésta producción
hasta 13.35% (Gagné et al., 1993), B. subtilis, 25% (Mena y
Olalde, 2007) y Gluconacetobacter diazotrophicus en 17.77%
(Luna et al., 2011); resultados que soportan lo encontrado en
el presente estudio.
a
7
a a
6
5
4
ab
a
a
a
a
ab
ab
a
a
ab
a
3
2
b
1
0
60 dds
a
T. ABSOLUTO
T. QUÍMICO
TVL-1
TVL-2
PSO13
PSO14
BEOO2
BEOO3
UV1(Control)
90 dds
Figura 6. Número de frutos (variedad Sofía). Dds= días
después de la siembra. Cada valor es la media de
3 repeticiones. Las barras de error representan la
desviación estándar. Las letras representan diferencias
estadísticamente significativas (p≤ 0.05).
Figure 6. Number of fruits (variety Sofia). Dap= days after
planting. Each value is the mean of 3 replicates. The
error bars represent the standard deviation. The letters
represent statistically significant differences (p≤ 0.05).
The production of auxin is also closely related to the
processes of fruiting plants (Srivastava and Handa,
2005). Therefore, it can be inferred that inoculation with
bacteria favored the production of fruits, given that the
strains tested present production of indoles. Regarding
the results obtained in this study should be mentioned that
other authors (Badri et al., 2009) have reported production
capacity of indoles, siderophores and solubilization of
phosphorus as mechanisms to promote the growth of plants
(Ma et al., 2011). Other authors have reported the effect of
strains of P. marginalis and P. putida on tomato production
under greenhouse conditions, increasing the number of
nuts 11 and 23.3% (Gravel et al., 2007). Additionally it has
been found that P. fluorescens increase this production to
13.35% (Gagné et al., 1993), B. subtilis, 25% (Mena and
Olalde, 2007) and Gluconacetobacter diazotrophicus in
17.77% (Luna et al., 2011), results that support the findings
in this study.
Furthermore, it should be noted that the substrate was used in
the test soil, this could contain significant concentrations of
organic and inorganic phosphate compounds not available,
due to bacterial action may have become available to plants.
In that sense, Hariprasad et al. (2009) evaluated strains
of Bacillus sp., B. subtilis, P. putida, P. fluorescens and
Enterobacter sp., which did not only showed the ability
to synthesize IAA, but also of phosphorus solubilizing
presented in vitro and found a positive effect on the
Inoculación con bacterias promotoras de crecimiento vegetal en tomate bajo condiciones de invernadero
1413
para estimular el crecimiento y la producción de este
cultivo. El uso de este tipo de bacterias, pueden ser
una alternativa prometedora como biofertilizantes para
el cultivo de tomate y la producción en la agricultura
sostenible teniendo en cuenta que disminuiría el impacto
sobre el medio ambiente al reducir el uso excesivo de
fertilizantes de síntesis química. De igual forma, se
podrán reducir los costos de producción al requerirse
la mitad de la dosis de fertilizante químico, que al ser
suplementado con la fertilización bacteriana permite
obtener los mismos resultados. Por tanto, la inoculación
con estos microorganismos promotores de crecimiento
vegetal representa una alternativa limpia y segura para
asegurar la fertilización de los cultivos sin incurrir en
los costos ambientales y económicos de la fertilización
química tradicional.
development of tomato plants in their root length, height,
production biomass and phosphorus acquisition, when
these strains were inoculated.
Literatura citada
In a preliminarily statement, it can be established that
inoculation of tomato plants with the strains Enterobacter
sp. TVL-2 and P. putida PSO14 exhibits a great potential
for growth and production of this crop. Using this
type of bacteria, may be a promising alternative as
biofertilizers for growing tomatoes and sustainable
agriculture production considering that, it reduces the
impact on the environment by reducing the excessive use
of synthetic chemical fertilizers. Likewise, it may even
reduce the production costs by requiring half the dose of
chemical fertilizer, which when supplemented with
bacterial fertilization allows to obtaining the same results.
Thus, inoculation with these microorganisms in plant
growth promoters represents a clean, safe alternative to
ensure the fertilization of crops without incurring the
environmental and economic costs of traditional chemical
fertilization.
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It must be emphasized the fertilization rate employed in those
treatments which were inoculated with different strains,
corresponding to 50% of the total fertilization received the
chemical control. Regarding the above, we can be observed
in all agronomic variables that inoculated treatments showed
the best results always exceeded or equaled the chemical
control, which reinforces the importance of this type of
inoculants to complement synthetic fertilization that allows
mitigate its overuse.
Conclusions
End of the English version
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1417-1423
Productividad de variedades precoces de maíz de
grano amarillo para Valles Altos*
Yellow maize grain of early season varieties’
productivity for the Highlands
Margarita Tadeo Robledo1, Alejandro Espinosa Calderón2§, Israel Arteaga Escamilla1, Viridiana Trejo Pastor1, Mauro Sierra
Macías3, Roberto Valdivia Bernal4 y Benjamín Zamudio González2
Facultad de Estudios Superiores-Cuautitlán. UNAM. Carretera Cuautitlán-Teoloyucan, km 2.5. Cuautitlán, Estado de México. C. P. 54700. A. P. 25. Tel. 01 55 56231971.
([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental Valle de México- INIFAP. Carretera Los Reyes- Texcoco,
km 13.5. C. P. 56250, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, México. Tel. 01 595 9212657. Ext. 201 y 204. ([email protected]), ([email protected]).
3
Campo Experimental Cotaxtla. INIFAP. Tel. 01 229 9348354. ([email protected]). 4Universidad Autónoma de Nayarit. Tel. 01 311 2110128. ([email protected]
yahoo.com.mx). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
México importa anualmente diez millones de toneladas de
grano de maíz amarillo; por lo que se requiere incrementar
la producción. El uso de semilla mejorada es un elemento
clave, para alcanzar niveles competitivos en la producción.
Una opción para atender esta demanda y aminorar las
dificultades por las condiciones limitantes del temporal,
son las variedades de grano amarillo de ciclo corto, cuya
disponibilidad en Valles Altos es escasa. En la Facultad
de Estudios Superiores Cuautitlán, de la Universidad
Nacional Autónoma de México y el Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, se han
generado variedades de maíz de grano amarillo, de ciclo
precoz. En los últimos años se promueven variedades de
grano amarillo en ambas instituciones (Oro Ultra C, Oro
Plus D y V-53 A, V-54 A, V-55 A), las dos últimas ya inscritas
en el Catálogo Nacional de Variedades Vegetales (CNVV).
En este trabajo se evaluaron 8 variedades en comparación
con un testigo comercial, en tres experimentos, dos de ellos
en el CEVAMEX, con fecha de siembra diferente. En el
CEVAMEX, fecha de siembra 1, fue donde se obtuvo el
mejor rendimiento (6 070 kg ha-1), similar estadísticamente
al rendimiento medio de la FESC-UNAM (5 553 kg ha-1),
Mexico imports annually ten million tons of yellow maize
grain; making necessary to increase its production. The
use of improved varieties is a key element to achieve
competitive levels of production. One option to meet
this demand and lessen the difficulties by boundary
conditions of rainfed is the varieties of yellow grain of
short cycle, whose availability is limited in the Highlands.
At the School of Advanced Studies Cuautitlán, of the
National Autonomous University of Mexico and the
National Research Institute for Forestry, Agriculture
and Livestock, varieties of yellow maize of early season
cycle have been generated. In recent years yellow grain
varieties have been promoted at both institutions (Oro
Ultra C, Oro Plus D and V-53 A, V-54 A, V-55 A), the
latter two already recorded in the National Catalogue of
Plant Varieties (CNVV). In this study, 8 varieties were
evaluated comparing them with a commercial control in
three experiments, two in the CEVAMEX, with different
planting dates. In the CEVAMEX, the planting date 1,
had the best yield obtained (6 070 kg ha-1), statistically
similar to the average return of the FESC-UNAM (5 553
kg ha-1), both cases planting in the second half of June,
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: junio de 2012
1418 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
en ambos casos en siembra de la segunda quincena de junio,
pero diferentes estadísticamente a la media de CEVAMEX,
fecha de siembra 2, en la primera quincena de julio (3 493 kg
ha-1). Las variedades V-53 A, V-54 A, Oro Ultra 3 C y V-55
A, exhibieron en promedio los mejores rendimientos (6 157
kg -1, 6 112 kg ha-1, 5 843 kg ha-1, 5 405 kg ha-1, respectivamente),
superiores estadísticamente a Amarillo Zanahoria.
Palabras clave: Zea mays L., grano amarillo, producción
de semillas, variedades de polinización libre.
México cultiva anualmente 8.5 millones de hectáreas de
maíz, con una producción nacional de 22.5 millones de
toneladas y media de 2.8 t ha-1, cada año se importan año
siete millones de toneladas de grano entero de maíz amarillo
y tres millones de grano quebrado, por lo que se requiere
incrementar la producción de maíz de este tipo (Turrent,
1994; Turrent, 2009). De la superficie cultivada nacional,
1.5 millones se ubican en altitudes de 2 200 a 2 600 msnm,
en los Valles Altos de la Mesa Central, de esta extensión
800 mil hectáreas se cultivan en temporal estricto, el cual
generalmente se presenta en forma tardía, lo que limita la
fecha de siembra y con ello la productividad del cultivo.
En el Estado de México, de las 600 mil hectáreas que
se siembran con maíz se estima que en 300 mil de ellas
la productividad es limitada (1.2 t ha-1), por el temporal
deficiente y fecha de siembra tardía, que frecuentemente
coincide con la incidencia de heladas tempranas (Avila
et al., 2009; Espinosa et al., 2010). La demanda anual de
maíz amarillo para la fines industriales es de 12.6 millones
de toneladas de las cuales 2.2 millones son destinadas
a la fabricación de almidón y sus derivados, 0.4 para
la elaboración de cereales y botanas, 3.9 para el sector
pecuario plantas integradas, 2.2 para el sector pecuario
plantas independientes, 3.9 para otros consumos del sector
agropecuario es decir lo que se importa como maíz quebrado.
En la industria a partir del grano amarillo se genera almidón,
glucosa, alta fructosa, gluten, fibra, sorbitol (jarabe), aceites,
maltodextrinas, color caramelo, dextrosa, proteínas y sus
aplicaciones, la situación anterior, puede ser aún más grave
en un futuro, con la fuerte demanda para el uso de maíz en la
elaboración de etanol en los EE. UU. El precio internacional
de maíz se mantendrá elevado y muy probablemente se
incrementará (Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011).
El uso de semilla mejorada es un elemento clave en muchos
países en desarrollo, para alcanzar niveles competitivos en
la producción. (Espinosa et al., 2008).
Margarita Tadeo Robledo et al.
but statistically different to the average in CEVAMEX,
planting date 2, in the first half of July (3 493 kg ha-1).
The varieties V-53 A, V-54 A, Oro Ultra 3 C and V-55 A,
showed on average the best yields (6 157 kg-1, 6 112 kg ha-1,
5 843 kg ha-1 and, 5 405 kg ha-1, respectively), statistically
superior to Amarillo Zanahoria.
Key words: Zea mays L., open-pollinated varieties, seed
production, yellow grain.
Mexico grows annually 8.5 million hectares of maize, with a
national production of 22.5 million tons and an average 2.8 t
ha-1, every year seven million tons of whole grain of yellow
maize are imported and, three million tons of broken-grain,
so it is necessary to increase maize production of this type
(Turrent, 1994; Turrent, 2009). Of the national acreage, 1.5
million are located at elevations from 2 200 to 2 600 meters
in the high valleys of the central plateau, of this area, 800
thousand hectares are grown in rainfed conditions, which
usually comes in quite late, limiting the planting date and
thereby the crop’s productivity.
In the State of Mexico, of the 600 000 hectares planted
with maize, in about 300 thousand of them the productivity
is limited (1.2 t ha-1), due for the poor rainfed conditions
and late planting date, which often coincides with the
incidence of early frosts (Avila et al., 2009; Espinosa et al.,
2010). The annual demand for yellow maize for industrial
purposes is 12.6 million tons, out of which 2.2 million are
for the manufacture of starch and its derivatives, 0.4 for
the working of cereals and snacks, 3.9 for the livestock
sector of integrated plants, 2.2 for the livestock sector
independent plants, 3.9 for other consumption of the
agricultural sector.
The industry of the yellow grain produces starch, glucose,
high fructose, corn syrup, gluten, fiber, sorbitol (syrup), oil,
maltodextrin, caramel color, dextrose, proteins and their
applications, the mentioned situation can be even worst in the
future, with a strong demand for the use of maize to produce
ethanol in the USA. The international price of corn will
remain high and most likely will increase (Espinosa et al.,
2010; Espinosa et al., 2011). The use of improved varieties
is a key element in many developing countries to achieve
competitive levels of production (Espinosa et al., 2008).
For this reason, an option to meet this demand and lessen the
difficulties by boundary conditions of the rainfed, represents
the use of yellow-grained varieties of short cycle, taking
Productividad de variedades precoces de maíz de grano amarillo para Valles Altos
Por ello una opción para atender esta demanda y aminorar
las dificultades por las condiciones limitantes del temporal,
lo representa el uso de variedades de grano amarillo de
ciclo corto, que aprovechen las condiciones agroclimáticas
disponibles; sin embargo, es limitada la oferta de este tipo
de variedades, usándose por lo general variedades criollas.
Las anteriores variedades mejoradas liberadas fueron V-26
A (Cuapiaxtla) y Amarillo Zanahoria, liberadas por INIFAP
e ICAMEX, respectivamente, en ambos casos no se emplean
actualmente (Espinosa et al., 2005; Espinosa et al., 2010;
Espinosa et al., 2011).
En la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, de
la Universidad Nacional Autónoma de México (FESC,
UNAM), se han generado variedades de maíz de grano
amarillo, de ciclo precoz (Tadeo y Espinosa, 2004; Tadeo
et al., 2005; Tadeo et al., 2006). En forma similar en el
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas
y Pecuarias (INIFAP), los últimos años se promueven tres
variedades de grano amarillo de ciclo precoz denominadas
V-53 A, V-54 A, V-55 A.
Las dos últimas, ya inscritas en el Catalogo Nacional de
Variedades Vegetales (CNVV) (Espinosa et al., 2008;
Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011), en éstos casos, las
variedades han mostrado rendimientos aceptables en siembras
retrasadas, por lo que en este trabajo se estableció como
objetivo determinar la capacidad productiva de variedades
de grano amarillo desarrolladas en el INIFAP (V-53 A, V-54
A, V-55 A), y otras en la FESC-UNAM (Oro Ultra 1C, Oro
Ultra 2C, Oro Ultra 3C, Oro Plus 2D y Oro Ultra UNAM C),
en comparación con un testigo comercial de grano amarillo en
fechas de siembra retrasadas. El trabajo se llevó a cabo durante
el ciclo primavera-verano 2009, dos experimentos fueron
establecidos en Santa Lucía de Prías, Campo Experimental
Valle de México (CEVAMEX-INIFAP), en el municipio de
Texcoco, Estado de México, a una altitud de 2 240 m. Uno de
los experimentos se sembró el 18 de junio de 2009 y el segundo
fue establecido el 07 de julio de 2009. El tercer experimento
se estableció el 16 de junio de 2009, en el Rancho Almaráz
de la FESC-UNAM, municipio de Cuautitlán Izcalli, Estado
de México, con una altitud de 2 274 m.
Cada uno de los ensayos constó de nueve tratamientos
(variedades), bajo un diseño experimental de bloques
completos al azar, con tres repeticiones, el análisis estadístico
se realizó como factorial, considerando como factores
de variación la localidad, los genotipos y la interacción
genotipos x localidad. El tratamiento de fertilizante que
1419
advantage of the growing conditions available; however,
the supply of such varieties is limited usually being used
landraces. The improved varieties just released were V-26
A (Cuapiaxtla) and Amarillo Zanahoria, released by the
INIFAP and ICAMEX, respectively, in both cases they are
not currently used (Espinosa et al., 2005; Espinosa et al.,
2010; Espinosa et al., 2011).
At the School of Advanced Studies Cuautitlán, of the
National Autonomous University of Mexico (FESC,
UNAM), varieties of yellow maize of early season cycle
were generated (Thaddeus and Espinosa, 2004; Taddeo et
al., 2005; Taddeo et al., 2006). Similarly at the National
Research Institute for Forestry, Agriculture and Livestock
(INIFAP) in the recent years promoted three varieties of
yellow grain of early season cycle, called V-53 A, V-54 A,
V-55 A.
The last two, already registered in the National Catalogue
of Plant Varieties (CNVV) (Espinosa et al., 2008;
Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011), in these
cases, the varieties have shown acceptable yield in
delayed plantings, so in this paper we set the objective
to determine the productive capacity of yellow grain
varieties developed in the INIFAP (V-53 A, V-54 A, V-55
A), and others in the FESC-UNAM (Oro Ultra 1C, Oro
Ultra 2C, Oro Ultra 3C, Oro Plus 2D and Oro Ultra UNAM
C) compared with a commercial control of yellow grain
on delayed planting dates. The study was made during the
spring-summer, 2009, two experiments were established
in Santa Lucia de Prías, Experimental Field Valle de
Mexico (CEVAMEX) in the municipality of Texcoco,
Mexico State, at an elevation of 2 240 m. One experiment
was sown on June 18th, 2009 and the second one was
established on July 7th, 2009. The third experiment was
established on June 16th, 2009, at the Rancho Almaráz the
FESC-UNAM, municipality of Cuautitlán Izcalli, State
of Mexico, at an elevation of 2 274 m.
Each test consisted of nine treatments (varieties) under
an experimental design of randomized complete
block with three replications, the statistical analysis
was conducted as factorial, considering local factors
of variation, genotypes and interaction genotypes x
locality. The fertilizer treatment applied was 80-40-00,
using as sources: ammonium nitrate and calcium triple
superphosphate at the time of the furrowing. The variables
analyzed were: yield, male flowering, plant height, ear
height, ear length, rows per ear, kernels per row, kernels
1420 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
se aplicó fue 80-40-00, empleando como fuentes: nitrato
de amonio y superfosfato de calcio triple al momento de
hacer el surcado. Las variables que se analizaron fueron:
rendimiento, floración masculina, altura de planta, altura de
mazorca, longitud de mazorca, hileras por mazorca, granos
por hilera, granos por mazorca; estos datos se tomaron de
cinco mazorcas por parcela. La comparación de medias se
hizo con la prueba de Tukey a 0.05 de probabilidad.
El análisis de varianza combinado de los tres experimentos
para rendimiento detectó diferencias altamente significativas
para variedades y localidades y detectó diferencias
significativas para la interacción variedades x localidades,
lo cual señala que existe una respuesta diferencial de
las variedades en los ambientes de evaluación, lo que es
explicable ya que los tres ambientes se condujeron bajo
condiciones de temporal dificultándose el manejo del
cultivo, como se reporta en otros trabajos (Espinosa et al.,
2008; Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011).
La media del rendimiento de los tres ambientes fue de 5 039
kg ha-1 y el coeficiente de variación 15.7%. Para el factor de
variación localidades, se detectaron diferencias altamente
significativas para floración masculina, floración femenina,
altura de planta, altura de mazorca, porcentaje de materia seca,
longitud de mazorca, hileras por mazorca, en cambio para la
variable granos por mazorca hubo diferencia significativa y
las variables hileras por mazorca y porcentaje de grano no se
detectaron diferencias estadísticas significativas (Cuadro 1).
En el factor de variación variedades se detectaron diferencias
altamente significativas (p≤ 0.01); para la variable porcentaje
de grano y diferencias significativas al nivel de p≤ 0.05 para
la variable longitud de mazorca, en cambio en el resto de
las variables no se presentaron diferencias significativas
(Cuadro 1). Se establecieron diferencias significativas (p≤
0.05) para el factor de variación variedades x localidades,
sólo para rendimiento, en cambio, en ninguna otra variable
se presentaron diferencias significativas (Cuadro 1).
En la comparación de medias para localidades, el
mejor rendimiento medio correspondió al ambiente de
CEVAMEX, localidad 1, cuya fecha de siembra fue el 18 de
junio de 2009, con 6 070 kg ha-1, estadísticamente fue similar
al experimento establecido en la FESC-UNAM, localidad
3, pero diferente estadísticamente con la segunda fecha de
siembra establecida en CEVAMEX, localidad 2, cuya fecha
de siembra fue el 07 de julio de 2009, el menor rendimiento
medio de CEVAMEX, localidad 2, podría deberse a la
siembra más tardía, propiciando menor número de días para
Margarita Tadeo Robledo et al.
per ear, and these data were taken from five ears per plot.
The comparison of means was made with the Tukey test
at a 0.05 probability.
The combined analysis of variance of the three experiments
for yield, detected highly significant differences for the
varieties and localities and, found significant differences
for the interaction varieties x locations, which points
to a differential response of varieties in the evaluation
environments, understandable since the three environments
were conducted under rainfed conditions making the crop
management even more difficult, as reported in other papers
(Espinosa et al., 2008; Espinosa et al., 2010; Espinosa et
al., 2011).
The average yield of the three environments was 5
039 kg ha-1 and the coefficient of variation 15.7%. For
the variation factor of locations, highly significant
differences were detected for tasseling, silking, plant
height, ear height, percentage of dry matter, ear length,
rows per ear, in contrast, the variable kernels per ear
was not significant different and the variables rows per
ear and grain percentage had no statistically significant
differences detected (Table 1). The factor of variation
of the varieties had highly significant differences (p≤
0.01), for the variable percentage of grain and differences
significant at p≤ 0.05 for variable ear length, whereas in
the other variables it did not show significant differences
at all (Table 1). Differences were significant (p≤ 0.05) for
the factor of variation varieties x locations, only for yield;
however, no other variable had significant differences
(Table 1).
In the comparison of means for localities, the best
average yield fell to CEVAMEX environment, Locality
1, whose planting date was June 18th, 2009, with 6 070 kg
ha-1 statistically similar to the experiment established in
the FESC-UNAM, locality 3, but statistically
different with the second planting date established in
CEVAMEX, locality 2, planting date in July 7th, 2009;
the lowest average yield of CEVAMEX, Locality 2,
could be due to the planting late, leading to fewer days to
complete the cycle and probably affect its productivity.
The similarity of the sites 1 and site 3 (Table 2), could be
influenced by the planting dates, because it was very close
one date from the other. It was confirmed in the towns of
assessment on early varieties, noted in previous papers
(Espinosa et al., 2008; Espinosa et al., 2010; Espinosa et
al., 2011).
Productividad de variedades precoces de maíz de grano amarillo para Valles Altos
completar el ciclo y probablemente afectó la productividad.
La similitud de las localidades 1 y localidad 3 (Cuadro
2), pudiese estar influenciada por la fecha de siembra, ya
que fue muy cercana una fecha de otra. Se confirmo en las
localidades de evaluación la precocidad de las variedades,
lo que se señala en trabajos previos (Espinosa et al., 2008;
Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011).
1421
In the comparison of means for varieties for yield, four
groups of significance were presented, in the group with
the highest yield the varieties were V-53 A with 6 157
kg ha-1 and V-55 A, which produced 6 112 kg ha-1, both
varieties were recently registered by the INIFAP to the
National Catalogue of Plant Varieties (CNVV), so it can be
increased and get certified seed for the producers to supply
Cuadro 1. Cuadrados medios y significancia de diferentes variables evaluadas para definir la capacidad productiva de
variedades mejoradas de polinización libre de grano amarillo de ciclo precoz en tres ambientes de Valles Altos.
Primavera- verano 2009.
Table 1. Mean squares and significance of different variables evaluated to define the productive capacity of openpollinated improved varieties of yellow grain of early season cycle in three environments in the Highlands.
Spring-summer, 2009.
Variables
Rendimiento
Floración masculina
Floración femenina
Altura Planta
Altura Mazorca
Hileras Mazorca
(%) Materia seca
(%) Grano
Longitud mazorca
Granos/hilera
Granos/mazorca
Localidad
Repetición Variedad
50 193162.9** 878 858.6 10 450218.4**
1 149.3**
13.0
10.5
799.6**
9.4
7.4
35 784.7**
1019.4
218.1
3 506.4**
40.7
225.4
3.44
3.44
0.805
883.3**
6.30
2.51
1.64
0.456
14.7**
35.148**
0.111
4.722*
123.4**
7.716
13.753
14 145.64*
1 790.6
2553.9
Variedad x localidad
1 106 229.2*
8.8
3.7
358.4
156.4
1.30
1.66
6.14
2.300
9.544
3251.5
∗, ∗∗= significancia estadística a 0.05 y 0.01 de probabilidad, respectivamente; CV= coeficiente de variación.
Media C. V. (%)
5 039
15.3
72
4.1
75
2.9
190
8.2
93
13.2
14
7.5
85.1
2.3
85
2.1
13.6
8.5
28
9.9
382
12.0
Cuadro 2. Comparación de medias para localidades en variables evaluadas considerando la media productiva de nueve
variedades mejoradas de polinización libre de grano amarillo de ciclo precoz de VallesAltos. Primavera-verano 2009.
Table 2. Comparison of means for locations in evaluated varieties, considering the average production of nine open-pollinated
improved varieties of yellow grain of early season cycle in the Highlands. Spring-summer, 2009.
Variable
Localidad 1 Cevamex Localidad 3 FESC-UNAM Localidad 2 Cevamex
-1
Rendimiento (kg ha )
6070 a
5554 a
3493 b
Floración masculina (días)
79 a
67 c
70 b
Floración masculina (días)
81 a
72 b
72 b
Altura de planta (cm)
232 a
171 b
167 b
Altura de mazorca (cm)
100 a
100 a
80 b
Hileras/mazorca
13.4 a
14.0 a
13.9 a
(%) materia seca
87.1 b
78.7 c
89.5 a
(%) grano
85.5 a
85.5 a
85.1 a
Longitud mazorca (cm)
14.4 a
14.0 a
12.3 b
Granos/hilera
30 a
27 b
26 b
Granos/mazorca
405 a
382 ab
359 b
Medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).
En la comparación de medias para variedades, para
rendimiento se presentaron cuatro grupos de significancia,
en el grupo de mayor rendimiento se ubicaron las variedades
D.S.H. (0.05)
520
2
1
10
8
0.7
1.3
1.2
0.8
2
30
the High Valleys (Espinosa et al., 2008; Espinosa et al.,
2010; Espinosa et al., 2011). The yield of these varieties
differs significantly from the control Amarillo Zanahoria,
1422 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
V-53 A con 6 157 kg ha-1 y V-55 A que produjo 6 112
kg ha-1 , ambas variedades fueron recientemente inscritas
por el INIFAP ante el Catalogo Nacional de Variedades
Vegetales (CNVV), por lo que puede incrementarse
y obtener semilla certificada para el abastecimiento
de productores de Valles Altos (Espinosa et al., 2008;
Espinosa et al., 2010; Espinosa et al., 2011). El rendimiento
de estas variedades es diferente significativamente con
respecto al testigo denominado Amarillo Zanahoria,
que rindió 2 630 kg ha -1, variedad que fue liberada
comercialmente por el ICAMEX, en 1990 (Espinosa et al.,
2010), siendo limitada la existencia de semilla. Salvó en
las variables porcentaje de grano y longitud de mazorca,
que hubo significancia, en el resto de las variables se
presentó similitud estadística; es decir, un sólo grupo de
significancia (Cuadro 3).
Margarita Tadeo Robledo et al.
which yielded 2 630 kg ha-1, variety that was released
commercially by ICAMEX in 1990 (Espinosa et al., 2010),
being limited the existence of the seed. Without considering
the variable percentage of grain and ear length, which had
significance, in the remaining variables presented statistical
similarity; i.e. only one group of significance (Table 3).
In other variables such as tasseling, silking, plant height
and ear, ear length, rows per ear, there were no differences
between them, probably due to the limited moisture in
the cycle that favors the expression somehow similar
(Thaddeus et al., 2005). The anthesis and silking by each
of the varieties, statistically similar confirmed the earliness
of the varieties under evaluation, an important advantage
for the producers that delayed the planting dates (Espinosa
et al., 2010; Espinosa et al., 2011).
Cuadro 3. Comparación de medias para variedades de maíz de polinización libre en diversas variables evaluadas
considerando la media de tres ambientes. Primavera- verano 2009.
Table 3. Comparison of means for varieties of open-pollinated maize in several variables assessed, considering the average
of three environments. Spring-summer, 2009.
Variedad
V-53 A
Rend.
(kg ha-1)
6157 a
V-54 A
OU-3C
V-55 A
OU U C
OP 2D
OU 1C
OU 2C
Am. Zan.
6112 a
5843 ab
5405 abc
4986 abc
4866 bc
4718 bc
4631 c
2630 d
73 a
71 a
73 a
71 a
71 a
73 a
70 a
74 a
76 a
74 a
76 a
75 a
74 a
75 a
76 a
74 a
194 a
200 a
188 a
187 a
190 a
188 a
191 a
182 a
102 a
98 a
96 a
89 a
94 a
86 a
93 a
89 a
14 a
14 a
14 a
13 a
14 a
13 a
14 a
14 a
85.2 a
84.2 a
84.6 a
85.4 a
85.1 a
85.6 a
85.8 a
85.2 a
86.1 ab
85.6 ab
85.4 ab
85.3 b
85.1 b
84.0 b
84.0 b
88.2 a
13.8 a
13.9 a
14.2 a
13.4 a
13.8 a
13.3 a
13.9 a
14.2 a
29 a
28 a
27 a
27 a
29 a
27 a
28 a
25 a
401 a
381 a
377 a
365 a
400 a
363 a
359 a
359
1209
4
3
24
19
2
3
3
1.5
4
70
D.S.H. (0.05)
FM
FF
(días) (días)
72 a
75 a
AP
(cm)
188 a
AM
(cm)
94 a
HM
(cm)
14 a
(%)
M.S.
84.6 a
(%)
Grano
84.6 a
LM.
GH
GM
13.7 a
29 a
397 a
Medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05); Rend.= rendimiento; FM= floración masculina; FF= Floración femenina; AP= altura de planta;
AM= altura de mazorca; HM= hileras por mazorca; (%) M. S.= porcentaje de materia seca; (%) grano= porcentaje de grano; LG= longitud de mazorca; GH= granos por
hilera; GM= granos por mazorca. OU 3C= Oro Ultra 3C; OU U C= Oro Ultra UNAM C; OP 2D= Oro Plus 2D; OU 1C= Oro Ultra 1C; OU 2C= Oro Ultra 2C; Am. Zan.=
Amarillo Zanahoria.
En otras variables como floración masculina, floración
femenina, altura de planta y mazorca, longitud de mazorca,
hileras por mazorca, no se presentaron diferencias entre
las variedades, que probablemente se debe a la limitada
humedad presente en el ciclo, que propicia expresiones
un tanto similares (Tadeo et al., 2005). La floración
masculina y floración femenina presentada por cada
una de las variedades, similar estadísticamente, permitió
confirmar la precocidad de las variedades en evaluación,
The lowest yield obtained in the experiment CEVAMEX
2 was due probably to the late date of planting, but even
when the average yield is low; it indicates that, the varieties
completed its cycle in this late planting date in July. Planting
a half of difference between the two tests established in
CEVAMEX, had a difference of 2 577 kg, this means that
planting in the second half of June on average production
was 73.7% higher than sowing in the first half of July. The
varieties V-53 A, V-54 A, Oro Ultra 3 C and V-54 A, showed
Productividad de variedades precoces de maíz de grano amarillo para Valles Altos
1423
ventaja importante para los productores que siembran
en fechas retrasadas (Espinosa et al., 2010; Espinosa et
al., 2011).
the best yields (6 157 kg-1, 6 112 kg ha-1, 5 843 kg ha-1, 5 405
kg ha-1, respectively), statistically higher than Amarillo
Zanahoria (Table 3).
El menor rendimiento obtenido en el experimento de
CEVAMEX 2, se debió seguramente a la fecha tardía de
siembra; sin embargo aún cuando es bajo el rendimiento
medio, señala que las variedades completaron su ciclo en
esta fecha de julio tardía. La siembra con una quincena
de diferencia entre los dos ensayos establecidos en el
CEVAMEX, representa una diferencia de 2 577 kg, lo
anterior significa que sembrar en la segunda quincena de
junio en promedio la producción fue 73.7% superior a la
siembra en la primera quincena de julio. Las variedades V-53
A, V-54 A, Oro Ultra 3 C y V-54 A, exhibieron los mejores
rendimientos (6 157 kg-1, 6 112 kg ha-1, 5 843 kg ha-1, 5 405
kg ha-1, respectivamente), superiores estadísticamente con
respecto a Amarillo Zanahoria (Cuadro 3).
End of the English version
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Avila, P. M. A.; Arellano, V. J. L.; Virgen, V. J. y Gámez, V.
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de México. Rev. Mex. Cienc. Agríc. 1(4):677-680.
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M.; Virgen, V. J.; Palafox, C. A.; Caballero, H. F.;
Vázquez, C. G.; Rodríguez, M. F. A.; Valdivia,
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Ciencias. Revista de Difusión de la Facultad de
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1425-1434
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas*
Viral distribution on asymptomatic onion (Allium cepa L.) plants
Rodolfo Velásquez-Valle1§, Manuel Reveles-Hernández1 y Mario Domingo Amador-Ramírez1
Campo Experimental Zacatecas- INIFAP. Carretera Zacatecas- Fresnillo, km 24.5. Calera de V. R., Zacatecas, México. C. P. 98500. Tel. 01 478 9850199. (reveles.
[email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
Se estudió por medio de DAS- ELISA la distribución del
Onion yellow dwarf virus (OYDV, virus del enanismo
amarillo de la cebolla), Garlic common latent virus
(GarCLV, virus latente común del ajo), Shallot latent v
irus (SLV, virus latente del chalote), Leek yellow stripe
virus (LYSV: virus de la franja amarilla del puerro),
Tobacco etch virus (TEV, virus del jaspeado del
tabaco) y Tomato spotted wilt virus (TSWV, virus de la
marchitez manchada del jitomate) en hojas, psdeudotallo
e inflorescencia de plantas de cebolla asintomáticas
colectadas en diferentes épocas de 2010 en tres
localidades del estado de Zacatecas, México. Se registró
la presencia de esos virus en los órganos mencionados
aunque resultó frecuente detectar infecciones mezcladas
en hojas individuales donde las interacciones más
comunes involucraban dos, tres y cuatro virus. No se
encontró una tendencia que relacione la presencia viral
con los órganos vegetales analizados o con la edad
de las hojas; sin embargo, las infecciones con un solo
virus parecen ser menos frecuentes en las hojas de edad
intermedia.
Using the DAS-ELISA method, the distribution of Onion
yellow dwarf virus (OYDV), Garlic common latent virus
(GarCLV), Shallot latent virus (SLV), Leek yellow stripe
virus (LYSV), Tobacco etch virus (TEV) and tomato spotted
wilt virus (TSWV) in the leaves, psdeudo-stem and the
inflorescence of symptomless onion plants collected at different
times in 2010, was studied in three locations in the State of
Zacatecas, Mexico. We recorded the presence of these viruses in
the organs just mentioned, although it was frequently detected
mixed infections in single leaves where the most common
interactions involved two, three or four viruses. There was
no trend relating the viral presence with the analyzed vegetal
organs or the leaf age; however, infections with only one virus
appear to be less common in middle-aged leaves.
Palabras clave: cebolla, incidencia, infecciones mezcladas,
virus.
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: agosto de 2012
Key words: incidence, mixed infections, onion, virus.
Introduction
The movement and distribution of the virus from plants
may be slowly c|arried out from the site of inoculation,
from cell to cell through plasmodesmata proteins modified
Rodolfo Velásquez-Valle et al.
1426 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Introducción
El movimiento y distribución de virus a través de las
plantas puede llevarse a cabo lentamente desde el sitio de
inoculación, de célula a célula, a través de los plasmodesmos
modificados por las proteínas de movimiento del
agente viral o de manera más rápida (centímetros/hora)
desde las células epidermales a las células del mesófilo
para posteriormente alcanzar los tejidos vasculares,
generalmente el floema: o en forma masiva hacia los tejidos
de crecimiento rápido; sin embargo, la distribución final
del o los virus en los tejidos u órganos de una planta puede
no ser uniforme y es influenciada por el virus, el hospedero
y la interacción entre ambos (Agrios, 1970; Matthews,
1992; Carrington et al., 1996; Scholthof, 2005; Stange,
2006). La distribución de partículas virales en órganos de
una misma planta ha sido documentada en plantas de chile
(Capsicum annuum L.) infectadas con el virus del mosaico
del pepino (Cucumber mosaic virus) (Dufour et al., 1989)
o papa (Solanum tuberosum L.) infectada con el virus del
enrollamiento de la hoja (Potato leafroll virus) (Barker
y Harrison, 2008). En México la distribución de virus en
las hojas y dientes de ajo (Allium sativum L.), una planta
de la misma familia botánica que la cebolla, fue estudiada
previamente por Ramírez-Malagón et al. (2006). La
información acerca de la distribución de patógenos virales
dentro de una planta puede ayudar a diseñar esquemas
precisos de muestreo en estudios epidemiológicos o de
biología molecular así que el objetivo del trabajo consistió
en determinar la distribución de diferentes agentes virales
en los órganos aéreos de plantas de cebolla.
Se colectaron al azar plantas adultas asintomáticas de dos
materiales criollos y un híbrido de cebolla en los municipios
de Villa de Cos (localidades El Huizache y Pivote) y Pánuco
(localidad San Antonio del Ciprés) en el estado de Zacatecas,
México en tres diferentes épocas de muestreo durante 2010
(Cuadro 1).
Para determinar la presencia de virus, las hojas de cada
planta se numeraron y seccionaron progresivamente,
iniciando con la más antigua o más cercana a la línea del
suelo y terminando con la hoja desplegada más joven.
Además se obtuvo una muestra del pseudotallo y en una
localidad (Villa de Cos- Pivote) se incluyeron plantas con
inflorescencias. Cada submuestra se sometió a la prueba
de absorbancia DAS-ELISA para los antisueros del Onion
yellow dwarf virus (OYDV, virus del enanismo amarillo
by movement of the viral agent or faster (cm/hour ) from
epidermal cells to the mesophyll cells to subsequently reach
the vascular tissues, usually the phloem: or in masse to the
rapidly growing tissues; however, the final distribution of
viruses or tissues or organs of a plant may not be uniform
and is influenced by the virus, the host and their interaction
(Agrios, 1970; Matthews, 1992; Carrington et al., 1996;
Scholthof, 2005; Stange, 2006). The distribution of viral
particles in organs of the same plant has been documented
in chili pepper plants (Capsicum annuum L.) infected
with cucumber mosaic virus (Cucumber mosaic virus)
(Dufour et al., 1989) or potato (Solanum tuberosum L.)
infected with the virus of leafroll (Potato leafroll virus)
(Barker and Harrison, 2008). In Mexico, the distribution
of virus in leaves and cloves of garlic (Allium sativum L.),
a plant of the same botanical family as onions, was studied
previously by Ramírez-Malagón et al. (2006). Information
about the distribution of viral pathogens in a plant can help
to design accurate sampling schemes in epidemiological or
molecular biology so the aim of this study was to determine
the distribution of different viral agents in the aerial organs
of plants onion.
Asymptomatic adult plants were randomly collected of two
landraces and a hybrid of onion in the municipalities of Villa
de Cos (Localities El Huizache and Pivote) and Pánuco (San
Antonio town of Cypress) in the State of Zacatecas, Mexico
in three different times sampling during 2010 (Table 1).
Cuadro 1. Características de las plantas de cebolla
muestreadas para determinar la distribución
de virus en diferentes órganos de la planta.
Table 1. Characteristics of onion plants sampled to
determine the distribution of virus in different
organs of the plant.
Variedad
Fecha de
Localidad
muestreo (2010)
Criollo
Mayo
Villa de Cos, Zacatecas /
Pivote
Criollo
Agosto
Villa de Cos, Zacatecas /
Huizache
Carta Blanca
Octubre
Pánuco, Zacatecas / San
Antonio del Ciprés
In order to determine the presence of the virus, the leaves
of each plant were numbered and sectioned progressively,
starting with the oldest or closest to the soil line and
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas
de la cebolla), Leek yellow stripe virus (LYSV, virus de
la franja amarilla del puerro), Shallot latent virus (SLV,
virus latente del shallot), Garlic common latent virus
(GarCLV, virus latente común del ajo), Tomato spotted
wilt virus (TSWV, virus de la marchitez manchada del
jitomate) y Tobacco etch virus (TEV, virus del jaspeado
del tabaco), según la disponibilidad de los antisueros en
cada época de muestreo y siguiendo las instrucciones de
uso proporcionadas por el fabricante (AGDIA Inc.).
La lectura de absorbancia se realizó en un espectofotómetro
Plate Reader Mca. DAS Mod. A1 a una longitud de onda
de 405 nm para todos los virus con excepción de SLV en
donde la longitud de onda fue de 650 nm. Como criterio
para determinar el úmbral de detección se utilizó el valor
duplicado de la desviación stándar (S) del testigo negativo;
las muestras con valores superiores a ese umbral de detección
se consideraron positivas de acuerdo a los propuesto por
Pérez-Moreno et al., 2007).
Los resultados obtenidos permitieron identificar virus
pertenecientes a las familias Potyviridae (OYDV, LYSV
y TEV), Carlavirus (GarCLV y SLV) y Tospoviridae
(TSWV) en diferentes órganos de plantas asintomáticas
de cebolla. Estos virus se encontraban presentes en las tres
épocas de muestreo durante 2010, lo cual podría indicar una
alta disponibilidad de inóculo y vectores en los almácigos
y/o parcelas comerciales de cebolla en Zacatecas. Debe
considerarse que en la entidad los almácigos y parcelas
comerciales de cebolla se establecen desde diciembre
cuando el cultivo de ajo ya se encuentra establecido en
el campo y que ambos cultivos comparten algunos de
los virus detectados en el estudio así como sus vectores
por lo que cabe la posibilidad de que tanto el ajo como la
cebolla actúen simultáneamente como reservorios de virus
y albergue de vectores comunes.
1427
ending with the youngest unfolded leaf. In addition, a
sample of the trunk and in a locality (Villa de Cos-Pivote)
included plants with inflorescences. Each subsample
was subjected to the test of DAS-ELISA absorbance for
the antisera of Onion yellow dwarf virus (OYDV), Leek
yellow stripe virus (LYSV), Shallot latent virus (SLV),
Garlic common latent virus (GarCLV), tomato spotted
wilt virus (TSWV) and Tobacco etch virus (TEV), as
the availability of antisera in each sampling period and
following the instructions provided by the manufacturer
(Agdia Inc.).
The absorbance reading was performed in a
spectrophotometer Plate Reader Mca. Mod DAS A1 to a
wavelength of 405 nm for all SLV viruses except where
the wavelength was 650 nm. As a criterion for determining
the detection threshold value was used duplicate of the
standard deviation (S) of negative control, and samples
with values above the detection threshold were considered
positive according to that proposed by Pérez-Moreno et
al. 2007).
The results allowed the identification of viruses belonging
to the family Potyviridae (OYDV, LYSV and VTE),
Carlavirus (GarCLV and SLV) and Tospoviridae (TSWV)
in different organs of asymptomatic plants. These viruses
were present in all three sampling times during 2010, which
may indicate high availability of inoculum and vectors in
the nursery and/or commercial onion fields in Zacatecas.
It should be noted that in the State and commercial plots
seedlings of onion sets from December when the garlic
crop is already established in the field and that both cultures
share some of the viruses detected in the study and their
delivery systems so it fits the possibility that both the garlic
and onion simultaneously act as reservoirs of virus and a
cage of common vectors.
a) Villa de Cos, Zacatecas (localidad Pivote) mayo de 2010
a) Villa de Cos, Zacatecas (locality Pivote) May 2010.
Se analizaron cinco plantas de cebolla tipo criollo colectadas
en mayo de 2010. En ellas el número de hojas por planta
variaba desde cinco hasta ocho haciendo un total de 32 hojas
colectadas y analizadas la incidencia de OYDV, LYSV,
TEV, GarCLV y SLV fue de 100, 100, 28.1, 15.6 y 31.2%
respectivamente (Cuadro 2). El porcentaje de infección por
dos, tres, cuatro y cinco virus por hoja fue de 40.6, 46.9, 9.3
y 3.1% respectivamente. El número de agentes virales (AV)
identificados por hoja varió desde uno hasta cinco.
We analyzed five landraces onion plants collected in May,
2010. In them, the number of leaves per plant ranged from
five to eight for a total of 32 leaves collected and analyzed
the incidence of OYDV, LYSV, TEV, GarCLV and SLV
was 100, 100, 28.1, 15.6 and 31.2% respectively (Table
2.) The percentage of infection with two, three, four and
five leaf virus was 40.6, 46.9, 9.3 and 3.1% respectively.
The number of viral agents (AV) identified by leaf ranged
from one to five.
Rodolfo Velásquez-Valle et al.
1428 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 2. Incidencia de virus de cebolla en diferentes fechas de muestreo en tres localidades de Zacatecas.
Table 2. Incidence of virus onion different sampling dates in three locations in Zacatecas.
Localidad
Villa de Cos, Zacatecas (Pivote)
Villa de Cos, Zacatecas (Huizache)
Pánuco, Zacatecas (San Antonio del Ciprés)
Virus
TEV GarCLV
28.1
15.6
SLV
31.2
TSWV
NDy
73.3
86.6
80.0
16.7
ND
100.0
ND
84.6
17.9
74.3
Variedad
Criollo
OYDV
100.0x
LYSV
100.0
Criollo
60.0
Carta Blanca
69.2
La hoja con menor promedio de AV identificados (1.4),
correspondió a la de edad más avanzada; por el contrario,
el promedio de AV más elevado se registró en las hojas
cinco y siete ubicadas en el tercio más joven de las plantas
(Cuadro 3). En los pseudotallos se identificaron los mismos
AV que en las hojas aunque solamente OYDV y LYSV se
encontraron presentes en todos los pseudotallos de las cinco
plantas analizadas mientras que SLV, GarCLV y TEV se
registraron en 60, 40 y 40% de los pseudotallos analizados
respectivamente. En las inflorescencias se identificaron los
mismos AV que en los otros órganos de la planta pero destaca
la presencia de LYSV en cuatro de las cinco inflorescencias;
los otros AV identificados (OYDV, GarCLV, SLV y TEV)
en la estructura floral se encontraron en forma aislada o en
infecciones mixtas. En todas las inflorescencias se registraron
infecciones mezcladas desde dos hasta cinco AV.
b) Villa de Cos, Zacatecas (localidad: Huizache) agosto de 2010
Se colectaron y analizaron cuatro plantas del tipo criollo en las
cuales el número de hojas variaba de seis a nueve por lo que se
utilizaron 30 hojas para su análisis serológico. La incidencia
de OYDV, LYSV, TEV, GarCLV y SLV en esas hojas fue
de 60.0, 73.3, 86.7, 80.0 y 16.7% respectivamente (Cuadro
2). En esta localidad el porcentaje de infecciones foliares
individuales o mixtas para uno, dos, tres, cuatro o cinco AV
resultó de 3.3, 6.6, 43.3, 30.0 y 10% respectivamente.
The lower average leaf identified AV (1.4), corresponded
to an older age, on the contrary, the average VA was highest
in leaves five and seven located in the youngest third of the
plants (Table 3.) In the same pseudostems AV identified in
leaves but only LYSV and OYDV were presented in all five
plants pseudostems analyzed while SLV registaron GarCLV
and VTE in 60, 40 and 40% of analyzed pseudostems
respectively. Inflorescences in the same AV were identified
in the other organs of the plant, but LYSV highlights the
presence of four of the five inflorescences, the other AV
identified (OYDV, GarCLV, SLV and VTE) in f loral
structure found in the form alone or in mixed infections. In
all inflorescences were mixed infections from two to five AV.
b) Villa de Cos, Zacatecas (locality: El Huizache)August, 2010
Four types of native plants were collected and analyzed in
which the number of leaves varied from six to nine at 30 leaves
were used for serological analysis. The incidence of OYDV,
LYSV, TEV, GarCLV and SLV in these leaves was 60, 73.3,
86.7, 80.0 and 16.7% respectively (Table 2). In this district the
percentage of single or mixed infections leaf for one, two, three,
four or five VA was 3.3, 6.6, 43.3, 30 and 10% respectively.
There is no clear trend regarding the number of AV on the
leaves, although it reaches its highest average in the eighth
leaf (one of the younger ones) have seen an average of
Cuadro 3. Número de especies virales identificadas en hojas individuales de plantas de cebolla colectadas en Villa de Cos,
Zacatecas (Pivote).
Table 3. Number of viral species identified in individual leaves of onion plants collected in Villa de Cos, Zacatecas (Pivote).
Hoja
Planta
1
2
3
4
5
Media
1
2y
1
1
1
2
1.4
x
2
3
2
2
3
2
2.4
3
3
2
1
3
2
2.2
4
3
2
1
3
3
2.4
5
5
2
1
4
3
3.0
6
2
3
NE
1
2
2.0
7
NEz
NE
NE
4
3
3.0
8
NE
NE
NE
NE
2
2.0
La hoja 1 corresponde a la hoja más adulta y la hoja 8 a la más joven; yNúmero de especies virales identificadas en una hoja específica; zHoja no existente en una planta
de cebolla.
x
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas
1429
No se hace evidente una tendencia respecto al número de AV
presentes en las hojas aunque alcanza su mayor promedio
en la octava hoja (una de las más jóvenes) donde se registra
un promedio de 4.5 AV por hoja (Cuadro 4). En todos los
pseudotallos se registraron infecciones mezcladas de tres
o más AV; en el 100% de estos pseudotallos se identificó
al OYDV, TEV y LYSV mientras que GarCLV y SLV se
identificaron sólo 75 y 25% de los pseudotallos analizados
respectivamente.
4.5 V per leaf (Table 4). In all pseudostems were mixed
infections of three or more AV; in 100% of these are identified
pseudostems OYDV, TEV and LYSV while GarCLV and
SLV were identified in only 75 and 25% respectively
pseudostems analyzed.
c) Pánuco, Zacatecas (location: San Antonio del Ciprés)
October, 2010
Five onion plants were collected and analyzed of the variety
Carta Blanca, in which the number of sheets ranged from
six to nine so that were analyzed by DAS-ELISA a total of
39 leaves. OYDV, LYSV, GarCLV, SLV and TSWV were
identified in the 69.2, 100, 84.6, 17.9 and 74.3% respectively
of the leaves analyzed (Table 2). The percentage of single
or mixed infections leaf for one, two, three, four or five AV
was 15.4, 7.6, 10.2, 48.7 and 17.9% respectively.
c) Pánuco, Zacatecas (localidad: San Antonio del Ciprés)
octubre de 2010
Se colectaron y analizaron cinco plantas de cebolla de la
variedad Carta Blanca, en las cuales el número de hojas varió
de seis a nueve por lo que se analizaron por DAS- ELISA un
total de 39 hojas. Se identificó al OYDV, LYSV, GarCLV,
SLV y TSWV en el 69.2, 100.0, 84.6, 17.9 y 74.3% de las
hojas analizadas respectivamente (Cuadro 2). El porcentaje
de infecciones foliares individuales o mixtas para uno, dos,
tres, cuatro o cinco AV fue de 15.4, 7.6, 10.2, 48.7 y 17.9%
respectivamente.
The number of leaves identified by AV varied from one
to five; however, the average AV per leaves was lower in
the oldest leaf and in the youngest one with 1.4 and 1.5
respectively, AV leaf but it is necessary to consider that the
Cuadro 4. Número de especies virales identificadas en hojas individuales de plantas de cebolla colectadas en Villa de Cos,
Zacatecas (Huizache).
Table 4. Number of viral species identified in individual leaves of onion plants collected in Villa de Cos, Zacatecas (Huizache).
Hoja
Planta
1
2
3
4
Media
x
1
3y
0
3
3
3.0
x
2
0
2
4
5
3.7
3
1
2
3
4
2.5
4
4
4
3
4
3.7
5
3
4
4
4
3.7
6
3
4
5
4
4.0
7
NEZ
4
4
NE
4.0
8
NE
5
4
NE
4.5
9
NE
4
4
NE
4.0
La hoja 1 corresponde a la hoja más adulta y la 9 a la más joven; y Número de especies virales identificadas en una hoja específica; z Hoja no existente en una planta de cebolla.
El número de AV identificados por hoja varió desde uno
hasta cinco, sin embargo, el promedio de AV presentes por
hoja fue menor en la hoja más antigua así como en la más
joven con 1.4 y 1.5 AV por hoja respectivamente pero es
necesario considerar que el promedio de AV en la hoja más
joven es producto de sólo dos datos. Por el contrario la hoja
con un mayor promedio de agentes virales resultó la cuarta
con 3.6 AV (Cuadro 5). Se registraron infecciones mezcladas
de dos a cuatro AV en los cinco pseudotallos analizados,
sin embargo, solamente OYDV y LYSV se encontraban
presentes en todos los pseudotallos analizados; GarCLV
y TSWV se encontraron en el 40 y 20% de estos órganos
respectivamente, mientras que SLV no se detectó en ninguno
de los pseudotallos de esta muestra.
average VA in the youngest leaf is the product of only two
data. Instead, the leaf with higher average viral agents was
fourth with 3.6 V (Table 5). Mixed infections were recorded
from two to four AV in the five pseudostems analyzed;
however, only LYSV, OYDV and were present in all the
analyzed pseudostems; GarCLV and TSWV were found
in 40 and 20% of those bodies respectively, while SLV not
detected in any of the pseudostems this sample.
These viruses, except for TSWV were analyzed only in the
last sampling and VTE that was not analyzed in the same
sample, present at all sampling dates or places, in one or
more of the plant organs. However, their effect was variable
and in the case of GarCLV whose values range from 15.6 to
Rodolfo Velásquez-Valle et al.
1430 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 5. Número de especies virales identificadas en cada hoja de plantas de cebolla colectadas en Pánuco, Zacatecas
(San Antonio del Ciprés).
Table 5. Number of viral species identified on each leaf of onion plants collected in Pánuco, Zacatecas (San Antonio del Ciprés).
Hoja
x
Planta
1
2
3
4
5
Media
1
1y
3
1
1
1
1.4
x
2
1
4
4
3
4
3.2
3
3
4
4
3
2
3.2
4
4
3
5
3
3
3.6
5
3
3
4
3
4
3.4
6
4
3
4
2
4
3.4
7
4
3
NE
4
2
3.2
8
3
3
NE
NE
3
3
9
2
NEZ
NE
NE
1
1.5
La hoja 1 corresponde a la hoja más adulta y la 9 a la más joven; y Número de especies virales identificadas en una hoja específica; z Hoja no existente en una planta de cebolla.
Los virus mencionados, con excepción del TSWV que se
analizó sólo en el último muestreo y del TEV que no se
analizó en ese mismo muestreo, se encontraron presentes
en todas las fechas o lugares de muestreo, en uno o más
de los órganos de las plantas. Sin embargo, su incidencia
resultó variable como en el caso de GarCLV cuyos
valores van desde 15.6 hasta 84.6% o se conservan en
niveles medios a altos como en el caso de OYDV y LYSV
cuyos valores fluctúan entre 60 y 100% y de 73.3 a 100%
respectivamente.
La ocurrencia de SLV es menor; sus valores de incidencia
fluctúan entre 16.7 y 31.2% (Cuadro 2). La fluctuación
en los valores de incidencia viral para cada fecha/lugar
de muestreo podrían reflejar las diferencias en ambientes
de desarrollo del cultivo, desde la producción de plántula
hasta el establecimiento y manejo de la parcela comercial,
considerando también las posibles diferencias en los
genotipos de las plantas de cebolla muestreadas.
La incidencia de TSWV en una localidad/fecha de muestreo
resultó 74.3%, la cual parece elevada en comparación con
la registrada para otros virus como SLV cuya incidencia
máxima fue 31.2% (Cuadro 2); esta reducida incidencia
de SLV concuerda con la encontrada en otros estudios
realizados en plantas de ajo (Velásquez-Valle et al.,
2010). Es importante destacar que este puede ser el primer
reporte de TSWV en plantas de cebolla asintomáticas en
Zacatecas, México; este virus ya había sido reportado
afectando plantas de cebolla en el estado norteamericano
de Georgia (Mullis et al., 2004).
En otras regiones productoras de ajo, incluyendo los
estados de Guanajuato y Zacatecas, México, las infecciones
múltiples de plantas de ajo por la mayoría de los virus aquí
84.6% or retained in moderate to high levels as in the case
of OYDV and LYSV whose values range between 60 and
100% and from 73.3 to 100 % respectively.
The occurrence of SLV is lower, their incidence
values ranging between 16.7 and 31.2% (Table 2).
The fluctuation in viral incidence values for each date/
location of sampling, ref lecting differences in crop
development environments from production to seedling
establishment and management of the commercial parcel,
also considering the differences in genotypes of the onion
plants sampled.
The incidence of TSWV in a location/sampling date was
74.3%, which seemed high compared to that observed
for other viruses such as SLV, whose peak incidence was
31.2% (Table 2), this low incidence is consistent with SLV
found in other studies of garlic (Velásquez-Valle et al.,
2010). Importantly, this may be the first report of TSWV in
symptomless onion plants in Zacatecas, Mexico, the virus
had been reported affecting onion plants in the State of
Georgia, USA. (Mullis et al., 2004).
In other garlic producing regions, including the States of
Guanajuato and Zacatecas, Mexico, multiple infections
of garlic plants by most of the viruses mentioned
here (mainly Potyvirus and Carlavirus) are common
(Fajardo et al., 2001; Pérez- Moreno et al., 2007;
Velásquez-Valle et al., 2010) in this work only on the
sampling conducted in the municipality of Villa de Cos
(location: Pivote) leaves were found in May, which did
not identify any of the virus analyzed (Table 6), which
does not necessarily mean that they were not present but
possibly the absorbance values ​​recorded did not exceed
the detection threshold.
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas
mencionados (principalmente Potyvirus y Carlavirus)
son frecuentes (Fajardo et al., 2001; Pérez-Moreno et al.,
2007; Velásquez-Valle et al., 2010) en el presente trabajo
solamente en el muestreo realizado en el municipio de Villa
de Cos (localidad: Pivote) en mayo se encontraron hojas
donde no se identificó ninguno de los virus analizados
(Cuadro 6), lo cual no significa necesariamente que no
estuvieran presentes sino que posiblemente los valores
de absorbancia registrados no superaron el umbral de
detección.
Aunque los porcentajes de hojas infectadas con diferente
número de AV cambian entre cada localidad, en la mayoría
de las hojas analizadas en este trabajo se identificaron
infecciones múltiples en las cuales se encontraban
involucrados entre dos y cuatro AV. El porcentaje de
hojas infectadas con solamente un AV fue 15.6 y 21.9%
en las localidades de San Antonio del Ciprés y Huizache,
respectivamente que parecen ser superiores al 4.2%
registrado en la localidad Pivote (Cuadro 6).
1431
Although, the percentages of leaves infected with different
numbers of AV switches between each location, most of
the leaves analyzed in this study were identified in which
multiple infections were involved between two and four
AV. The percentage of infected leaves with only one AV
was 15.6 and 21.9% in the towns of San Antonio de Ciprés
and Huizache, respectively, which appear to be superior to
4.2% in Pivote location (Table 6).
In one or more AV leaves were detected 99 of the 101 analyzed;
however, leaves with three, four and two were the most
common AV (32.3, 30.3 and 18.2% respectively of the leaves
examined), on the contrary, the leaves with one five AV were
the least frequent (14.1 and 5.0% respectively) (Table 7). These
results partially agree with those obtained in Zacatecas garlic
(Velásquez-Valle et al., 2010) who report two samples (45%),
three (33.0%), four (20%) and five (1.6%) of some of VA that
are reported in this paper. The distribution of these pathogens in
the leaves of the plants according to the number of AV involved
or the age of the leaf do not present a pattern (Table 7).
Cuadro 6. Porcentaje de hojas infectadas con uno o más virus en plantas de cebolla colectadas en Zacatecas durante el
ciclo de cultivo 2010.
Table 6. Percentage of leaves infected with one or more viruses in onion plants collected in Zacatecas during the growing
season 2010.
Hojas infectadas (%)
Localidad
Variedad
0
1
2
3
4
5
Villa de Cos, Zac. (Pivote)
Criollo
8.3
4.2
8.3
29.1
41.6
8.3
Villa de Cos, Zac. (Huizache)
Criollo
0.0
21.9
37.5
28.1
9.4
3.1
Pánuco, Zac. (San Antonio del Ciprés)
Carta Blanca
0.0
15.6
10.2
41.0
30.7
2.5
Se detectaron uno o más AV en 99 de las 101 hojas
analizadas; sin embargo, las hojas con tres, cuatro y dos
AV resultaron las más frecuentes (32.3, 30.3 y 18.2% de
las hojas analizadas respectivamente); por el contrario, las
hojas con uno y cinco AV resultaron las menos frecuentes
(14.1 y 5.0% respectivamente) (Cuadro 7). Estos
resultados concuerdan parcialmente con los obtenidos en
ajo en Zacatecas (Velásquez-Valle et al., 2010) quienes
reportan muestras con dos (45.0%), tres (33.0%), cuatro
(20.0%) y cinco (1.6%) de algunos de los AV que se
reportan en este trabajo. La distribución de estos patógenos
en las hojas de las plantas de acuerdo con el número de
AV involucrados o con la edad de la hoja no presenta una
tendencia (Cuadro 7).
It is possible that the concentration of AV is affected or
limited by reduced photosynthetic activity in leaves or young
adults, but is required to analyze a higher number of leaves
to rule out or support the effect of leaf age on the number
of AV present.
Generally it can be said that, the number of leaves present
in an onion plant indicated its age; in the current paper, the
plants with more than six or more laves had four to five AV,
by contrast, only two were detected when the plant had only
five leaves (Table 8), this may be explained at least partly, as
a plant with more leaves has an increased surface exposure
time and to vectors which leaves a floor with less exposure
time vectors.
Rodolfo Velásquez-Valle et al.
1432 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 7. Porcentaje de virus identificados de acuerdo con la edad de la hoja de plantas de cebolla.
Table 7. Percentage of virus identified in accordance with age of the leaves of onion plants.
Hoja
1x
2
3
4
5
6
Un virus (n: 14 hojas)
1/14:
1/14:
7.1%
7.1%
7/14:
50%y
1/14:
7.1%
2/14:
14.2%
1/14:
7.1%
2/18:
11.1%
4/18:
22.2%
4/18:
22.2%
1/18:
5.5%
4/32:
12.5%
3/32:
9.4%
5/32:
15.6%
ND
4/30:
13.3%
3/30:
10.0%
ND
1/5:
20.0%
ND
7/32:
5/32:
3/32:
21.8%
15.6%
9.4%
Cuatro virus (n: 30 hojas)
4/30:
6/30:
5/30:
13.3%
20.0%
16.7%
Cinco virus (n: 5 hojas)
1/5:
1/5:
1/5:
20.0%
20.0%
20.0%
Dos virus (n: 18 hojas)
1/18:
3/18:
5.5%
16.6%
Tres virus (n: 32 hojas)
7
8
9
NDz
ND
1/14:
7.1%
1/18:
5.5%
1/18:
5.5%
1/18:
5.5%
2/32:
6.2%
3/32:
9.4%
ND
5/30:
16.7%
1/30:
3.3%
2/30:
6.6%
ND
1/5:
20%
ND
1= hoja más adulta, 9= hoja más joven; yPorcentaje de detección de uno o más virus en una hoja específica, zNo detección de virus en una hoja específica.
x
Es posible que la concentración de AV se vea afectada por
una reducida o limitada actividad fotosintética en las hojas
jóvenes o adultas pero se requiere analizar un mayor número
de hojas para descartar o apoyar el efecto de la edad de la
hoja sobre el número de AV presentes.
De manera general se puede decir que el número de hojas
presente en una planta de cebolla indica su edad; en el trabajo
actual, las plantas con más de seis o más hojas presentaban de
cuatro a cinco AV, por el contrario, solamente se detectaron
dos AV cuando la planta presentaba solamente cinco
hojas (Cuadro 8); esto puede ser explicado por lo menos
parcialmente, ya que una planta con más hojas tiene un mayor
tiempo y superficie de exposición a vectores que una planta
con menos hojas tiempo de exposición a vectores.
Por otro lado, la incidencia generalizada de uno o más
AV en la mayoría de las hojas analizadas en el presente
estudio contrasta con los resultados obtenidos por
Ramírez-Malagón et al. (2006) quienes señalan que la
distribución de potyvirus es irregular en hojas provenientes
de plantas infectadas de ajo aunque el OYDV y LYSV
fueron consistentemente detectados en todas las hojas de
algunas plantas, no obstante, es fundamental enfatizar que
Cuadro 8. Número de especies virales identificadas de
acuerdo con el número de hojas por planta de
cebolla.
Table 8. Number of viral species identified in accordance
with the number of leaves per plant onion.
Número de especies virales
Hojas por planta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.0
6.9
0.0
0.0
11.4
80.0
13.8
21.4
18.7
14.3
x
20.0
48.2
28.6
31.2
22.8
0.0
6.9
42.8
20.0
42.8
5
0.0
24.1
7.1
7.8
8.6
Porcentaje de especies virales identificadas en plantas con un número específico
de hojas.
x
On the other hand, the widespread incidence of one or more
AV in most of the leaves examined in this study contrasts
with results obtained by Ramirez-Malagon et al. (2006) who
reported that potyvirus distribution is irregular in leaves
from infected plants although OYDV garlic and LYSV
were consistently detected in all the leaves of some plants;
however, it is essential to emphasize that in this work using
onion plants, unlike the study of Ramírez-Malagón et al.
(2006) where garlic plants were used.
Distribución viral en plantas de cebolla (Allium cepa L.) asintomáticas
en este trabajo se utilizaron plantas de cebolla, a diferencia
del estudio de Ramírez-Malagón et al. (2006) donde se
emplearon plantas de ajo.
Los resultados anteriores pueden contribuir al avance del
conocimiento de las interacciones entre algunos virus y
plantas de cebolla pero se requiere de un mayor esfuerzo
y apoyo para incrementar tanto el número de plantas
analizadas como el número de agentes virales a identificar
e incluir otros híbridos o variedades de cebolla.
Conclusiones
Se identificaron los virus del enanismo amarillo de la cebolla
(Onion yellow dwarf virus: OYDV), de la franja amarilla del
puerro (Leek yellow stripe virus: LYSV), latente del chalote
(Shallot latent virus: SLV), latente común del ajo (Garlic
common latent virus: GarCLV), de la marchitez manchada
del jitomate (Tomato spottes wilt virus: TSWV) y jaspeado
del tabaco (Tobacco etch virus: TEV) en plantas de cebolla
asintomáticas muestreadas en los municipios de Villa de Cos
y Panuco en el estado de Zacatecas, México.
Se registró la presencia de los virus mencionados en las
hojas, pseudotallo e inflorescencia de plantas de cebolla
colectadas en diferentes épocas del año en dos regiones del
mencionado estado.
1433
These results can contribute to the advancing knowledge
of the interactions between viruses and some onion
plants, but require more effort and support to increase
both, the number of plants analyzed as the number of viral
agents to identify and include other hybrids or varieties
onion.
Conclusions
We identified the yellow dwarf virus in onion (OYDV)
of leek yellow stripe (LYSV), shallot latent (SLV), garlic
common latent (GarCLV) of tomato spotted wilt (TSWV)
and tobacco snuff (VTE) in asymptomatic onion plants
sampled in the municipalities of Villa de Cos and Pánuco in
the state of Zacatecas, Mexico.
The presences of these viruses were recorded in the
leaves, pseudostems and inflorescence of onion plants
collected in different seasons in two regions of that
state.
The phenomenon of mixed infections (more than one virus)
was common in the leaves, inflorescence, pseudostems and
sampled onion plants.
There was a tendency to define viral distribution within the
onion plant.
El fenómeno de infecciones mezcladas (más de un virus)
resultó frecuente en hojas, pseudotallo e inflorescencia de
las plantas de cebolla muestreadas.
End of the English version
No se encontró una tendencia que defina la distribución viral
dentro de una planta de cebolla.
Carrington, J. C.; Kasschau, K. D.; Mahajan, S. K. and
Schaad, M. C. 1996. Cell-to-cell and longdistance transport of viruses in plants. The Plant
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Posición de la vaina en la planta y contenido de compuestos
nutracéuticos en grano de frijol*
Seedcase position in the plant and nutraceuticals
compounds content in beans grain
Becky E. Torres-García1, Jorge A. Acosta-Gallegos2, María Guadalupe Herrera Hernández2, Fidel Guevara-Lara1 y Salvador
Horacio Guzmán-Maldonado2§
Universidad Autónoma de Aguascalientes. Avenida Universidad s/n, Aguascalientes, Aguascalientes. Tel. (01 493) 93 5 71 06, 01 800 822 1190 y (449) 910 7444.
([email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental Bajío. Carretera Celaya-San Miguel de Allende, km. 6.5. C. P. 38110. Tel. 461 611 5223. Ext.
112, 183 y 128. ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
El grano de frijol común es fuente de compuestos con
actividad biológica como los taninos condensados, las
antocianinas y los fenoles solubles. El frijol presenta una
gran variación en el contenido de estos compuestos. El
objetivo fue determinar la variación en el contenido de
taninos condensados, antocianinas y fenoles solubles en una
población masal analizando grupos de semillas obtenidas en
diferentes etapas fenológicas definidas por la posición de
los nudos y la mezcla de ella proveniente de cinco plantas
y cinco posiciones en la planta. Se utilizó la semilla de
Negro 8025 y Alubia Chica Zacatecas. Se determinaron
los taninos condensados (TC), antocianinas totales (AT) y
fenoles solubles (FS). El contenido de estos compuestos se
incrementó en la semilla de los nudos conforme subieron
en posición en la planta, con excepción de los TC de la
variedad Alubia chica. El contenido promedio por planta de
los tres compuestos determinados resulto significativamente
superior en Negro 8025 en comparación con Alubia Chica
(958 vs 57.8 en TC; 114.3 vs 4.2 en AT y 550 vs 278.6 en FS).
Se identificaron los intervalos de confianza de los rangos
en el contenido de los tres compuestos en las dos variedades
para descripción varietal y para estudiar la segregación en
progenies derivadas de las variedades estudiadas.
Common bean grain is a source of biological active
compounds such as condensed tannins the anthocyanins
and soluble phenols. Beans present a great variation in
the content of these compounds. The objective was to
determine the variation in the content of condensed tannins,
the anthocyanins and soluble phenols in a mass population
through analyzing seeds obtained from different and
defined phenological stages by the position of the nodes
and its mixture from five plants and five positions in the
plant. The seeds of Negro 8025 and Alubia Chica Zacatecas
were used. Condensed tannins (CT), total anthocyanins
(TA) and soluble phenols (SP) were determined. The
content of these compounds was increased in the seed of
the nodes according to its higher position in the plant, with
the exception of the CT in the variety Alubia Chica. The
average content per plant of the three selected compounds
resulted in significantly higher compared with Negro 8025
compared to Alubia Chica (958 vs 57.8 in CT; 114.3 vs 4.2
in TA and 550 vs 278.6 in SP). The confidence intervals
of the ranges were identified on the content of the three
compounds in the varieties for varietal description and
to study the segregation in progenies derived from the
varieties studied.
* Recibido: marzo de 2012
Aceptado: agosto de 2012
1436 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Becky E. Torres-García et al.
Palabras clave: actividad biológica, fitoquímicos,
mejoramiento, nudo de la planta.
Key words: biological activity, phytochemicals,
improvement, plant node.
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es una buena fuente
de proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales (GuzmánMaldonado y Paredes-López, 1998). Además, presenta
compuestos con actividad biológica como los taninos
condensados (TC), antocianinas totales (AT) y fenoles
solubles (FS), entre otros (Beninger y Hosfield, 2003).
Estos compuestos han sido relacionados con la prevención
de enfermedades crónicas (Hangen y Bennink, 2002). Sin
embargo, la riqueza en tipos de frijol se ve reflejada en la
variación del contenido de TC, AT y FS. Esta variación tiene
un efecto biológico importante; por ejemplo, Ríos-Ugalde
et al. (2007) demostraron en ratas con cáncer de colon,
que el alto contenido de taninos condensado en la variedad
Flor de Junio Marcela provocó una reducción de 30% en el
peso y una sobrevivencia de ratas de 35% en comparación
con las variedades Negro 8025 y Pinto Saltillo. En este
caso los taninos condensados actuaron como un factor
antinutricional. Las variedades Negro 8025 y Pinto Saltillo
presentan menor nivel de taninos condensados que FJM y
redujeron significativamente el cáncer de colon en ratas.
Por lo tanto, es vital que los programas de mejoramiento
del frijol generen nuevas variedades que presenten niveles
adecuados de fitoquímicos. Sin embargo, los esfuerzos
para manipular los fitoquímicos del frijol a través del
mejoramiento tradicional o con técnicas biotecnológicas
han sido muy escasos (Guzmán-Maldonado et al., 2003).
The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a good source
of protein, carbohydrates, vitamins and minerals (GuzmánMaldonado and Paredes-López, 1998). It has biological
active compounds such as condensed tannins (CT), total
anthocyanins (TA) and soluble phenols (SP), among others
(Beninger and Hosfield, 2003). These compounds have
been linked to the prevention of chronic diseases (Hangen
and Bennink, 2002). However, the richness of bean types
is reflected in the variation of the content of CT, TA and
SP. This variation has a significant biological effect; e.g.
Ríos-Ugalde et al. (2007) demonstrated in rats with colon
cancer that, the condensed tannin content in the Flor de
Junio Marcela (FJM) caused a 30% reduction in the weight
and 35% survival of rats compared to Negro 8025 and
Pinto Saltillo varieties. In this case, the condensed tannins
acted as an antinutritional factor. Negro 8025 and Pinto
Saltillo had a lower level of condensed tannins, compared
to FJM and, significantly reducing colon cancer in the
rats. Therefore, it is vital that bean breeding programs
generate new varieties which would show an adequate
level of phytochemicals. However, efforts to manipulate
the bean´s phytochemicals through traditional breeding or
biotechnology techniques have been rare so far (GuzmánMaldonado et al., 2003).
Para evaluar una característica cuantitativa como es el
caso de los TC, AT y FS, es necesario generar poblaciones
segregantes obtenidas de cruzas de plantas originadas de
semillas seleccionadas al azar de la cosecha correspondiente.
Tanto los mejoradores tradicionales como los biotecnólogos
concuerdan en la necesidad de conocer la concentración
exacta del compuesto que se pretende estudiar para
identificar progenitores contrastantes. El objetivo del
presente trabajo fue determinar la variación en el contenido
de taninos condensados, antocianinas totales y fenoles
solubles en grupos de semillas obtenidas en diferentes
etapas fenológicas definidas por la posición de los nudos y
en mezclas de las semillas de estos nodos.
Se utilizaron las variedades Negro 8025 y Alubia Chica
Zacatecas de grano blanco. Se tomaron diez semillas de
la cosecha de cada variedad y se sembraron bajo riego en
2010 en el Campo Experimental Bajío (INIFAP). De las
diez plantas generadas se seleccionaron cinco para tener
In order to evaluate a quantitative characteristic as in the
case of CT, TA and SP is necessary to generate segregating
populations derived from crosses with plants originating
from randomly selected seeds. Both traditional and
biotechnologists breeders agree on the need to know the
exact concentration of the compound to be studied to
identify contrasting parents. The aim of this paper was
to determine the variation in the content of condensed
tannins, anthocyanins and soluble phenols groups of
seeds obtained in different phenological stages defined
by the position of the knots and seed mixtures of these
nodes.
The varieties used were Negro 8025 and Alubia Chica
Zacatecas of white grain. We took ten seeds of each
variety and were planted under irrigation in 2010 in the
Experimental Bajío Field (INIFAP). Of the ten plants
generated five were selected to have replicates (n= 5) and
seeds were harvested at different physiological maturity
states defined by the position of the nodes on each plant
(Table 1).
Posición de la vaina en la planta y contenido de compuestos nutracéuticos en grano de frijol
repeticiones (n= 5) y se cosechó semillas en estados de
madurez fisiológica diferente definidos por la posición de
los nudos de cada planta (Cuadro 1).
En consecuencia, NI fue el nudo más viejo localizado en
la parte más baja de la planta mientras que N5 fue el nudo
más nuevo, localizado en la parte más alta de la planta. Las
semillas fueron secadas a la sombra (10-11% H), molidas
(Krups Mill, GX100) y almacenadas a -80 ºC hasta su
análisis. Se analizaron las semillas de cada nudo por
triplicado de cada una de las cinco plantas por separado.
Después del análisis de cada mezcla, el resto de las semillas
de cada nudo se mezclaron para ser analizadas tal y como
se describe en el Cuadro 1. Los TC se cuantificaron a 500
nm en un espectrofotómetro UV-visible (BioMateTM 3) de
acuerdo con Desphande and Cheryan (1985). Se tomo como
referencia una curva de (+)catequina para reportar los TC
en miligramos equivalentes de (+)catechin por 100 g, base
seca (mg E(+)C/100 g, BS).
Las AT se determinaron con el método de Abdel-Aal y
Hucl (2003) a 535 nm y fueron reportadas en miligramos
equivalentes de cianidina 3-glucósido por 100 g, base
seca (mg EC3G/100 g, BS) tomando como referencia
una curva de C3G. Los FS se analizaron por el metodo
de Folin-Ciocalteu (Singleton et al., 1999) a 735 nm. Las
lecturas se compararon con una curva de ácido gálico y se
expresaron en milígramos equivalentes de ácido gálico por
100 g, base seca (mg EAG/100 g, BS). Se realizó un análisis
de varianza usando un arreglo factorial A x B (posición),
completamente al azar. Las diferencias entre tratamientos
fueron determinadas por la comparación de medias (Tukey,
p≤ 0.05) con el programa SAS (SAS, 2002).
Las diferencias en el contenido de TC, AT y FS entre las dos
variedades (Cuadros 2 y 3) analizadas en el presente trabajo
los resultados de Caldas y Blair (2009) quienes reportaron
que las variedades de frijol con la testa menos pigmentada
presentan menores contenidos de compuestos fenólicos. Por
ejemplo, los niveles en el contenido de antocianinas del frijol
Negro 8025 son similares a Espinosa-Alonso et al. (2006)
quienes encontraron que las accesiones de frijol silvestre con
grano negro presentaron mayor contenido de AT que las de
testa crema moteado. Por otro lado, se ha reportado que las
variedades de frijol blanco no presentan antocianinas (Lin et
al., 2008); sin embargo, en esta investigación se detectaron
en la variedad Alubia Chica Zacatecas, aunque en niveles
muy bajos.
1437
Cuadro 1. Grupos definidos de semillas de frijol.
Table 1. Defined groups of bean seeds.
Nudo
1
2
3
4
5
Mezclas
Grupo 1(G1) = mezcla Grupo 3 (G3) = mezcla
de semillas de los nudos de la semilla de todos los
nudos para representar la
1, 2 y 3
cosecha masal
Grupo 2 (G2) = mezcla
de semilla de los nudos
4y5
Consequently, NI was the oldest node located in the lower
part of the plant, while the node N5 was the newest, located
in the highest part of the plant. The seeds were dried in the
shade (10-11% H), ground (Krups Mill, G X 100) and stored
at -80 °C until analysis. The seeds were analyzed in triplicate
for each node of each of the five plants separately. After the
analysis of the mixture, the rest of the seeds from each node
to be analyzed were mixed as described in Table 1. The CT
is quantitated at 500 nm in a UV-visible spectrophotometer
(BioMate TM 3) according to Desphande and Cheryan
(1985). As reference, the curve (+) of catechin was taken
for reporting CT milligram equivalents (+) of catechin per
100 g, dry basis (mg E (+) C/100 g, BS).
TA was determined by the method of Abdel-Aal and Hucl
(2003) at 535 nm and was reported in milligrams equivalents
of cyanidin 3-glucoside per 100 g, dry basis (mg EC3G/100
g, BS) by reference to a curve of C3G. SP were analyzed
by the Folin-Ciocalteu method (Singleton et al., 1999) at
735 nm. The readings were compared to a curve of gallic
acid and expressed in mg of gallic acid equivalents per 100
g, dry basis (mg EAG/100 g, BS). An analysis of variance
using a factorial A x B (position), completely random.
The differences between treatments were determined by
comparison of means (Tukey, p≤ 0.05) with SAS software
(SAS, 2002).
The differences in the content of CT, TA and SP between
the varieties (Tables 2 and 3) analyzed in this paper, the
results of Caldas and Blair (2009) who reported that bean
varieties with less pigmented testa have lower contents
phenolic compounds. For example, levels of anthocyanin
content of Negro 8025 beans are similar; EspinosaAlonso et al. (2006) who found that, the accessions
of wild beans with black beans had higher TA content
than cream-mottled seeds. Furthermore, it has been
reported that, the white bean varieties have no anthocyanins
Becky E. Torres-García et al.
1438 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Es importante señalar que si la variedad Negro 8025 y
Alubia Chica Zacatecas aquí evaluadas se van a utilizar
para realizar cruzas con el fin de evaluar la segregación de
los compuestos determinados, son dos candidatas idóneas
en vista que el contenido de TC, AT y FS entre los nudos
y las mezclas de nudos en todos los casos entre las dos
variedades fueron estadísticamente diferentes (p≤ 0.001).
Es decir, en las familias y líneas recombinantes generadas
se podrán tomar semillas de cualquier posición de la planta
para un análisis.
(Lin et al., 2008), but in this investigation were detected in
the variety Alubia Chica Zacatecas, although at very low
levels. Importantly, if the variety Negro 8025 and Alubia
Chica Zacatecas evaluated here will be used to make crosses
to assess the segregation of certain compounds, there are
two suitable candidates to view the content of CT, TA and SP
between knots and knots´ mixtures in all cases between the
two varieties were statistically different (p≤ 0.001). That is,
in families and recombinant lines generated seeds may take
any position on the ground for analysis.
Cuadro 2. Contenido de taninos condensados, antocianinas totales y fenoles solubles en la semilla de los nudos y mezcla de
estos de la variedad de frijol Negro 8025.
Table 2. Content of condensed tannins, total anthocyanins and soluble phenols in the seeds of the nodes and its combination
of Negro 8025 variety.
Nudo/Grupo
1
2
3
4
5
G1
G2
G3
Taninos condensados
(mg E(+)C/100 g)
Antocianinas totales
(mg EC3G/100 g)
Fenoles solubles
(mg EAG/100 g)
880 ± 60 c
968 ± 43 bc
960 ± 48 bc
1040 ± 65 b
1340 ± 61 a
1065 ± 114 b
958 ± 74 b
972 ± 76 b (1037 ± 55)
116.3 ± 8.4 a
94.5 ± 7.8 b
95.8 ± 7.9 b
106.7 ± 6.3 ab
112.3 ± 8.3 a
106.5 ± 9.5 ab
100.0 ± 9.3 ab
114.3 ± 11.9 ab (105.2 ± 7.7)
486 ± 23 c
504 ± 46 abc
530 ± 48 abc
513 ± 26 abc
550 ± 36 ab
504 ± 30 abc
550 ± 27 a
489 ± 31 bc (516.6 ± 35.8)
Promedios con letras iguales en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05). En paréntesis se indica el promedio de los cinco nudos. E(+)C = equivalentes
de (+) catequina; EC3G= equivalentes de cianidin 3-glucosido; EAG= equivalentes de ácido gálico.
Cuadro 3. Contenido de taninos condensados, antocianidas totales y fenoles solubles en la semilla de los nudos y mezclas
de estos de la variedad frijol blanco Alubia Chica Zacatecas.
Table 3. Content of condensed tannins, total anthocyanidins and soluble phenols in the seed of the knots and mixtures of
the variety Alubia Chica Zacatecas.
Nudo/Grupo
1
2
3
4
5
G1
G2
G3
Taninos condensados
mg E(+)C/100 g
48.3 ± 3.9 b
51.3 ± 5.0 ab
45.2 ± 5.8bc
32.6 ± 9.6 cd
29.6 ± 4.4 d
54.2 ± 7.4 ab
54.2 ± 5.4 ab
57.8 ± 3.6 a (41.4 ± 5.7)
Antocianinas
mg EC3G/100 g
3.9 ± 0.9 b
4.3 ± 0.4 b
4.8 ± 1.1 b
4.9 ± 1.3 b
5.6 ± 1.1 a
4.4 ± 0.7 b
4.2 ± 1.9 b
4.2 ± 1.1 b (4.7 ± 1.0)
Fenoles solubles
mg EAG/100 g
257.0 ± 6.6 b
238.2 ± 10.2 c
274.6 ± 8.8 a
268.8 ± 8.5 ab
282.5 ± 11.6 a
278.8 ± 11.7 a
264.7 ± 14.2ab
278.6 ± 11.5 a (264.2 ± 9.1)
Promedios con letras iguales en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05). En paréntesis se indica el promedio de los cinco nudos en cada compuesto. E(+)
C= equivalentes de (+) catequina; EC3G = equivalentes de cianidin 3-glucosido; EAG= equivalentes de ácido gálico.
El contenido de TC y FS se incrementó en la semilla de
los nudos de frijol negro conforme estos subieron en
posición en la planta (Cuadro 2). Las vainas del nudo
cinco permanecieron menos tiempo en la planta y es
probable que la taza de llenado de la semilla fuera más
The content of CT and SP increased in the seeds of black
bean nodes as these rose in position in the plant (Table 2).
The pods of the knot five remained less time on the plant
and is likely that, the filling-rate of the seed was higher and
so accumulating a higher quantity of these compounds. TA
Posición de la vaina en la planta y contenido de compuestos nutracéuticos en grano de frijol
alta y así acumular mayor cantidad de estos compuestos. El
contenido de AT no mostró un patrón definido. Se observó una
respuesta similar en la semilla de frijol blanco con excepción
de los TC cuya concentración fue menor en los nudos más
altos de la planta (Cuadro 3). Por otro lado, el contenido de
TC, AT y FS del grupo 3 que representa la cosecha masal
fue estadísticamente similar al promedio de los cinco nudos
-datos en paréntesis en los Cuadros 2 y 3)- en todos los casos
con excepción de los TC en el frijol blanco. Se calcularon
los intervalos de confianza con el fin de que el mejorador
y el biotecnólogo tengan una referencia de los rangos en el
contenido de las dos variedades y entre ellas para discriminar
líneas segregantes cuyo contenido de TC, AT y FS caiga dentro
del rango del intervalo de confianza.
El contenido de compuestos se incrementó en la semilla
de los nudos conforme subieron en posición en la planta.
El contenido promedio por planta de los tres compuestos
determinados resulto significativamente superior en Negro
8025 en comparación con Alubia Chica. Para fines de
mejoramiento se debe llevar a cabo el análisis del compuesto
fenólico de interés en forma exhaustiva (n> 90) con el fin de
identificar el nivel de confianza del contenido del compuesto
de la semilla que la generó. Este procedimiento se utilizaría
para la adecuada elección de progenitores y estudios de
herencia y para la identificación de líneas contrastantes
Agradecimientos
Los autores(as) agradecen el apoyo financiero del
CONCYTEG (M0007-2007-68967), de la Universidad
Autónoma de Aguascalientes (PIBT-09-8N), del PROMEPSEP (PTC-076/03.5/08/11265) y de la Fundación Guanajuato
Produce ( 492-08 SIPF 11-2008-0593).
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1439
content showed no clear pattern. There was a similar response
in the white bean seed except for CT whose concentration was
lower in the knots higher in the plant (Table 3). Furthermore,
the content of CT, TA and SP in group 3 presented in the masal
harvest was statistically similar to the average of the five knotsdata in parentheses in Tables 2 and 3)- in all cases except for
CT in white beans. The confidence intervals were calculated
so that the breeder and biotechnologist would have a reference
range of the content in both varieties and between them to
discriminate the segregating for the content of CT, TA and SP
that would fall within the range of the interval confidence.
The compound content was increased in the seed of the
nodes according to its position on the plant itself. The
average content per plant of the three selected compounds
resulted significantly higher in Negro 8025 compared
with Alubia Chica Zacatecas. For breeding purposes,
the analysis of the phenolic compound of interest must
be made exhaustively (n> 90) in order to identify the
confidence level of the content of the compound which
generated the seeds. This procedure would be used for
the proper choice of parents and heritage studies and to
identify the contrasting lines (Table 4).
Cuadro 4. Intervalos de confianza (95%) para los TC, AT
y FS en dos variedades de frijol.
Table 4. Confidence intervals (95%) for CT, TA and SP in
two bean varieties.
Compuesto fenólico
Negro 8025
Alubia Chica
Zacatecas
Taninos condensados
[950 < μ < 1011] [45 < μ < 51]
(mg CE/100 g, DB)
Antocianinos totales
[94 < μ < 1011]
[4 < μ < 5]
(mg CGE/100 g, DB)
Fenoles totales solubles
[264 < μ <
[471 < μ < 529]
(mg GAE/100 g, DB)
274]
Para el análisis de los TC de la variedad N8025 se utilizó un número de muestras
n= 120 y para ACHZAC n= 102; para CA, N8025 n= 96, ACHZAC n= 87; para
FS, N8025 n= 96, ACHZAC n= 102.
End of the English version
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1441-1446
Patronato Oro C2008, trigo cristalino con calidad
industrial para el noroeste de México*
Patronato Oro C2008, durum wheat with industrial
quality for northwestern Mexico
Gabriela Chávez-Villalba1§, Pedro Figueroa-López1, Miguel Alfonso Camacho-Casas1, Guillermo Fuentes-Dávila1, José Luis
Félix-Fuentes1 y Víctor Valenzuela-Herrera1
Campo Experimental Norman E. Borlaug-INIFAP. Calle Dr. Norman E. Borlaug, km 12. A. P. 155. Valle del Yaqui, Cajeme, Cd. Obregón, Sonora México. C. P. 85000. Tel.
01 644 4145700. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), (valenzuela.
[email protected]). §Autora para correspondencia [email protected]
1
Resumen
Abstract
Patronato Oro C2008 es una variedad de trigo cristalino
(Triticum turgidum ssp. durum) desarrollada en el Campo
Experimental Norman E. Borlaug (CENEB) a través de
un proyecto colaborativo entre el Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias y el Centro
Internacional de Maíz y Trigo. Su hábito de crecimiento
primaveral y resistencia a las razas de la roya prevalecientes
en el noroeste de México favorecen su cultivo en las áreas
productoras de los estados de Sonora, Baja California,
Sinaloa y Baja California Sur. Experimentalmente se
identifica como la resultante del cruzamientoSULA/
AAZ_5//CHEN/ALTAR84/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.
ETHIO.135.85)//PLATA _ 13/4/ARMENT//SRN _ 3/
NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 con la historia de selección
CDSS02Y00390S-0Y-0M-8Y-0M. Patronato Oro cuenta
con el registro TRI-110-240209 del Catalogo Nacional de
Variedades Vegetales del Servicio Nacional de Inspección
y Certificación de Semillas. Su rendimiento de grano
promedió 5.5 t ha-1 en siembras experimentales manejadas
con tres riegos de auxilio, sembradas entre el 15 de
noviembre y el 01 de enero entre los ciclos 2006-2007 y
2008-2009. En parcelas con agricultores cooperantes del
sur de Sonora, Patronato Oro C2008 promedio 7.2 t ha-1 en
Patronato Oro C2008 is a variety of durum wheat (Triticum
turgidum ssp. durum) developed in Norman E. Borlaug
Experiment Station (CENEB) through a collaborative
project between the National Research Institute for
Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP) and the
International Maize and Wheat Improvement Center
(CIMMYT). Its growth habit during spring and resistance
to prevalent races of rust in the northwest Mexico, favor
the crop producing areas in the States of Sonora, Baja
California, Sinaloa and Baja California Sur. Experimentally
it´s identified as the resultant of the crossing SULA/
AAZ_5//CHEN/ALTAR84/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.
ETHIO. 135.85)//PLATA _ 13/4/ARMENT//SRN _ 3/
NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 with the historical selection
of CDSS02Y00390S-0Y-0M-8Y-0M. Patronato Oro
has the registration number 110-240209 of the National
Catalogue of Plant Varieties of the National Seed Inspection
and Certification. Its grain yield averaged 5.5 t ha-1 in
experimental plots managed with three auxiliary irrigations,
planted between November 15th and January 1st between,
2006- 2007 and 2008-2009 cycles. In plots with farmer
cooperators in southern Sonora, Patronato Oro C2008
averaged 7.2 t ha-1 in 2008-2009 growing season, so it
* Recibido: febrero de 2012
Aceptado: julio de 2012
1442 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
el ciclo agrícola 2008-2009, por lo que representa una nueva
opción de trigo cristalino para los agricultores del noroeste
del país. Sin embargo, el principal atributo de esta variedad
está representado por su elevado índice de pigmento, 28.4
puntos, estimado en el colorímetro Minolta.
Palabras claves: Puccinia triticina, mejoramiento,
resistencia, roya de la hoja.
El trigo en México se sembró en 2010 en una superficie
de 590 958 hectáreas, de las cuales aproximadamente la
mitad (297 604 ha.) se siembran en el estado de Sonora
(SIAP, 2010), principalmente en el municipio de Cajeme
con 61.50% (179 118 ha.). Aproximadamente 2 083.2
miles de jornales son generados por este cereal en la región
(OEIDRUS, 2010).
Con 70.6% de la producción, el trigo duro o cristalino
(triticum durum Desef.) es la especie más cultivada en
Sonora (OEIDRUS, 2010). A nivel mundial es la segunda
especie que se cultiva (Hanson et al., 1982). Su importancia
radica principalmente en ser materia prima preferida de uno
de los productos finales más conocidos y consumidos que
es la pasta (Sakin, 2011). El color amarillo brillante en las
pastas es preferido por los consumidores, lo que hace al color
uno de los parámetros más importantes de calidad para la
industria del trigo duro (Troccoli et al., 2000).
Las principales ventajas de esta variedad con relación a los
materiales usados actualmente en la región son: su mayor
rendimiento que el de otras variedades clasificadas como
oro, y su excelente calidad industrial (elevado contenido
de pigmento y proteína, y buen tamaño de grano). Estas
características, y la lenta degradación de color por el
almacenamiento, permiten clasificar y comercializar a
Patronato Oro como grado 1 (Com. Pers, MUNSA).
Patronato Oro C2008 fue desarrollado y registrado de
acuerdo con la Ley Federal de Producción Certificación
y Comercio de Semillas vigente en México. Para fines
de certificación de semilla, Patronato Oro C2008 cuenta
con el registro 2145-TRI-110-240209 del Catálogo
Nacional de Variedades Vegetales (CNVV). Esta variedad
fue desarrollada por hibridación y selección masal de la
cruza múltiple entre los progenitores SULA/AAZ _5//
CHEN/ALTAR 84/3/AJAIA_12/F3LOCAL (SEL.
ETHIO.135.85)//PLATA _ 13/4/ARMENT//SRN _ 3/
NIGRIS _ 4/3/CANELO _ 9.1, cuyo número de cruza e
historia de selección es CDSS02Y00390S-0Y-0M-8Y-0M.
Gabriela Chávez-Villalba et al.
represents a new option for durum wheat farmers in the
northwest. However, the main attribute of this variety is
represented by its high level of pigmentation, 28.4 points,
estimated with a Minolta colorimeter.
Keywords: Puccinia triticina, improvement, leaf rust,
resistance.
Wheat was planted in Mexico in 2010 in an area of 590
958 hectares, of which approximately half (297 604
ha) are seeded in Sonora State (SIAP, 2010), mainly
in the municipality Cajeme with 61.50% (179 118 ha).
Approximately 2 083.2 thousand wages are generated by
this cereal in the region (OEIDRUS, 2010).
With 70.6% of the production, durum or crystalline wheat
(Triticum durum Desef.) is the most cultivated species in
Sonora (OEIDRUS, 2010). At a global level is the second
species grown (Hanson et al., 1982). Its importance
lies primarily, since it´s preferred as the material for the
production of pasta (Sakin, 2011). Bright yellow pasta is
preferred by the consumers, which makes the color one of
the most important parameters of quality for the durum wheat
industry (Troccoli et al., 2000).
The main advantages of this variety with respect to the
materials currently used in the region are its higher yield
compared to the other varieties classified as gold and, its
excellent industrial quality (high content of pigment and
protein, and good grain size). These features, and the slow
degradation of color during storage, allow to classify and
commercialize Patronato Oro as 1st grade (Pers. Comm,
MUNSA).
Patronato Oro C2008 was developed and registered in
accordance with the Federal Trade Production and Seed
Certification regulations in Mexico. For certification of
seed, Patronato Oro C2008 has the record 2145-TRI-110240209 in the National Catalogue of Varieties of Plants
(CNVV). This variety was developed by hybridization and
mass selection of multiple crosses between parents SULA/
AAZ _ 5//CHEN/ALTAR 84/3/AJAIA_12/F3LOCAL
(SEL.ETHIO.135.85) //PLATA_13/4/ARMENT//SRN_3/
NIGRIS_4/3/CANELO_9.1, the number of crosses and
history of selection is CDSS02Y00390S-0M-0Y-8Y-0M,
(Table 1). During the process of improvement, selection from
F1 to F6 alternated in experimental stations in the Yaqui Valley,
Sonora, during the winter, and in San Antonio, Atizapán and
Batán, Mexico State, during the summer. In F6, the population
Patronato Oro C2008, trigo cristalino con calidad industrial para el noroeste de México
(Cuadro 1). Durante el proceso de su mejora, la selección
desde la generación F1 hasta F6 se alternó en las estaciones
experimentales del Valle del Yaqui, Sonora, durante el
invierno, y en San Antonio, Atizapán y el Batán, Estado de
México, durante el verano. En la generación F6, la población
se cosechó en forma masal al considerarse uniforme por
no presentar diferencias fenotípicas apreciables. A partir
del ciclo 2006-2007 inició la evaluación de rendimiento y
calidad industrial de Patronato Oro C2008 se llevó a cabo
en el Campo Experimental Norman E. Borlaug (CENEB),
contrastándola con los testigos Júpare C2001, Samayoa
C2004 y Átil C 2000. Estas evaluaciones, se llevaron a
cabo en diferentes fechas de siembra dentro del intervalo
comprendido entre el 15 de noviembre y el 1 de enero;
con dos y tres riegos de auxilio. Para concluir, en el ciclo
2008-2009 se evaluó en predios de diferentes localidades y
productores del Valle del Yaqui, Sonora.
1443
was harvested in a uniform mass selection to be considered
not to present significant phenotypic differences. From
2006-2007 we began the evaluation of yield and industrial
quality, Patronato Oro C2008 was held in the Norman E.
Borlaug Experiment Station (CENEB), contrasting with the
controls Júpare C2001, Samayoa C2004 and Atil C2000.
These assessments were made at different planting dates in
the range between November 15th and January 1st; with two
and three auxiliary irrigations. In conclusion, in the 20082009 cycle different locations and premises of producers in
the Yaqui Valley, Sonora were evaluated.
Patronato Oro C2008 plant is of spring growth rate and its
height varies between 75 and 90 centimeters, classified as
medium size. Depending on the planting date, the interval
in days to tasseling and physiological maturity of grain
varies between 74 to 89 and 109 and 133 days after planting,
Cuadro 1. Historia de selección y evaluación de la variedad Patronato Oro C2008.
Table 1. Selection and evaluation history of the variety Patronato Oro C2008.
Actividad
Localidad
Ciclo
Condición
Cruza genérica
Generación F1
Generación F2
Cd. Obregón
El Batán
Cd. Obregón
O-I 2001-02
P-V 2002
O-I 2002-03
RN
TR
RN
Generación F3
Generación F4
Atizapán
Cd. Obregón
P-V 2003
O-I 2003-04
TR
RN
Generación F5
Ensayo de rendimiento por el
CIMMYT
Atizapán
Cd. Obregón
P-V 2004
O-I 2004-05
TR
RN
Ensayo de rendimiento en
fechas de siembra por el
INIFAP
Cd. Obregón
O-I 2006-07
O-I 2007-08
O-I 2008-09
RN
RN
RN
TR= temporal regular; RN= riego normal; P-V= primavera verano, O-I= otoño invierno.
La planta de Patronato Oro C2008 es de tipo de crecimiento
primaveral y su altura varía entre los 75 y 90 centímetros,
lo cual la clasifica como de porte medio. Dependiendo de
la fecha de siembra, su intervalo en días a espigamiento y
madurez fisiológica del grano varía entre los 74 a 89 y los 109
y 133 días después de la siembra, por lo cual en relación a las
variedades cultivadas en el sur de Sonora se le agrupa como
una variedad de ciclo temprano-intermedio. La medula
en sección transversal del tallo es mediana (a la mitad de
la base de la espiga y nudo superior). Sus tallos presentan
un porte erecto durante su crecimiento y la frecuencia de
hojas bandera curvadas es nula o muy baja. Al inicio de la
so in relation to the varieties grown in southern Sonora, it
brings a variety of early-intermediate cycle. Marrow in stem
cross-section is medium (half of the base of the tassel and
top bud). Its stems have an erect stand habit during growth
and the frequency of curved flag leaves it´s very low or null.
At the beginning of the anthesis, the sheath and flag leaf
undersides have a wax content classified as very strong and
strong, respectively.
It produces a pyramid-shaped tassel that has a slight
pigmentation, medium density and medium length,
excluding the edges or barbs that compared with the stem
1444 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
antesis, la vaina y el envés de la hoja bandera presentan un
contenido de cera clasificado como muy fuerte y fuerte,
respectivamente.
Produce una espiga de forma piramidal que presenta una
ligera pigmentación, densidad media y longitud mediana,
excluyendo las aristas o barbas que comparadas con
la espiga son más largas. La espiga tiene glauscencia
fuerte, la pubescencia en la superficie convexa del raquis
apical es débil y en todas sus espiguillas presenta barbas
sin coloración de antocianinas recién emergida, pero al
alcanzar la madurez completa adquieren una coloración
negra (Figura 1 y 2). En la espiguilla del tercio medio
de la espiga, gluma inferior tiene forma alargada y no
presenta pubescencia en la superficie externa; la forma
predominante del hombro de la gluma es plana y la anchura
de este es media; la longitud de la punta de la gluma es muy
corta y su forma recta. El grano muestra una forma semielíptica, la longitud de la vellosidad de su brocha en vista
dorsal es corta y no presenta coloración al ser tratado con
fenol (Chávez-Villalba et al., 2010).
Históricamente, en el noroeste de México la roya de la
hoja se considera la enfermedad de mayor importancia
económica del trigo, porque es la que con mayor frecuencia
se observa en niveles epidémicos en variedades susceptibles,
causando pérdidas entre 30 y 60% según la variedad y las
condiciones meteorológicas (Villaseñor et al., 2003). En
todos los ciclos de evaluación Patronato Oro C2008 mostró
reacción de resistencia a las razas del hongo causante de la
roya de la hoja (Puccinia triticina) prevalecientes en el sur
de Sonora, a diferencia del testigo Júpare C2001, que en el
ciclo agrícola 2007-2008 perdió su resistencia. Respecto
al carbón parcial del grano causado por el hongo Tilletia
indica, Patronato Oro C2008 ha presentado reacción de
moderada resistencia, mientras que el testigo Júpare C2001
una reacción de resistencia, aun bajo condiciones de fuerte
presión mediante inoculación artificial.
Las evaluaciones experimentales de rendimiento y calidad
industrial del grano se condujeron durante tres años en el
CENEB, iniciándose a partir del ciclo 2006-2007 hasta el
2008-2009. El rendimiento de grano de esta variedad se
evaluó en ensayos bajo dos modalidades de riego, dos y
tres riegos de auxilio, llevados a cabo en cuatro fechas de
siembra que variaron entre el 15 de noviembre y el 1 de enero.
Adicionalmente, en el ciclo 2008-2009 se evaluó en lotes de
validación con productores cooperantes del Valle del Yaqui,
Sonora. Durante el primer ciclo de evaluación (2006-2007)
Gabriela Chávez-Villalba et al.
are longer. The tassel has a strong glaucosity, the pubescence
on the convex surface of the apical rachis is weak and, in all
spikelets presents beards without anthocyanin coloration
of newly emerged, but at full maturity acquire a black color
(Figure 1 and 2). The spikelet in the middle third of the
tassel, lower glume elongated with no pubescence on the
outer surface, the predominant form of the glume shoulder
is flat and medium width, the length of the tip of the husk
is very short and straight. The grain shows a semi-elliptical
shape, the length of the hairs of the brush in dorsal view is
short and has no color when treated with phenol (ChávezVillalba et al., 2010).
Figura 1. Barbas negras de Patronato Oro C2008.
Figure 1. Patronato Oro C2008 black silk.
Figura 2. El color de sémola de la variedad Patronato Oro es
más pigmentada que la de Júpare C2001.
Figure 2. The color of semolina of the Patronato Oro variety
it´s more contrasting than Júpare C2001.
Historically, in the northwestern Mexico, leaf rust is
considered the most economically important disease of
wheat, due that it´s the most frequently seen in epidemic
Patronato Oro C2008, trigo cristalino con calidad industrial para el noroeste de México
en el CENEB, Patronato Oro C2008 superó el rendimiento
e igualó el índice de color amarillo de la variedad Platinum,
susceptible a las razas de la roya de la hoja que prevalecen
en el sur de Sonora e importada de los Estados Unidos de
América para su siembra en la región.
Además del volumen de agua utilizado para irrigar el cultivo
y el manejo agronómico proporcionado, las variaciones
meteorológicas entre años y fechas de siembra dentro de
años se constituyen como un factor importante para la
manifestación del potencial de rendimiento de una variedad.
En los tres ciclos de evaluación experimental, el rendimiento
de grano de Patronato Oro C2008 promedió 5.6 tha-1,
rendimiento ligeramente inferior a las 5.7 t ha-1 del testigo
Júpare C2001; y aunque su rendimiento promedio a través
de fechas con tres riegos de auxilio varió entre las 5.9 t ha-1
en 2006-2007 y 4.6 t ha-1 estimadas en el ciclo 2007-2008,
su índice de color (b de Minolta) superó en 7.7 puntos al del
testigo (Figura 2), que además perdió su resistencia a la roya
de la hoja a partir del año 2008.
En parcelas de validación del Valle del Yaqui, presentó un
rendimiento similar (6.9 y 7.4 t ha-1) al testigo (6.7 y 7.9 t
ha-1), este último con aplicación de fungicida.
El peso hectolítrico es un parámetro utilizado por la industria
molinera para estimar la cantidad de sémola que se puede
extraer del grano de trigo; al respecto, cuando producida
bajo condiciones de riego, la variedad Patronato Oro C2008
supera en 7 unidades el peso hectolítrico requerido para
un trigo cristalino en el máximo grado de calidad “México
1” (NMX-FF-036-1996), por lo que se considera que su
grano permite la extracción de niveles normales de sémola.
El contenido de la proteína en grano; además de influir el
porcentaje de extracción de sémola, es el factor principal
que determina el valor del trigo duro, por lo que la industria
pastera requiere concentraciones de proteína 13% en el
grano, para asegurar al menos un porcentaje de 12% en la
sémola y en la pasta (Clarke, 2000). Con 14.1% de proteína
en grano a 14% de humedad, Patronato Oro C2008 supera
en una unidad este valor; mismo que es 2.1% superior a
13.8% de la variedad testigo Júpare C2001.
En general, el consumidor muestra preferencia por aquellas
pastas de color amarillo intenso, por lo que el pigmento
en la sémola es otro atributo importante en la producción
de pasta, aunque este es afectado por las condiciones
de almacenamiento y la actividad enzimática durante la
fabricación de las pasta (Borelli et al., 1999). Un índice de
1445
levels in susceptible varieties, causing losses between 30
and 60% depending on the variety and weather conditions
(Villaseñor et al., 2003). In all the evaluation cycles,
Patronato Oro C2008 showed a resistance reaction to
races of the fungus that causes leaf rust (Puccinia triticina)
prevailing in southern Sonora, unlike the control Júpare
C2001, that during the agricultural cycle 2007-2008 lost
its strength. Regarding the partial charcoal of the grain
caused by the fungus Tilletia indica, Patronato Oro C2008
has filed a moderate reaction resistance, while the control
Júpare C2001 had a resistance effect, even under conditions
of strong pressure by artificial inoculation.
Experimental evaluations of yield and industrial quality of
the grain were conducted during three years in the CENEB,
starting from 2006-2007 to 2008-2009. Grain yield of
this variety was evaluated in trials under two irrigation
methods, two and three auxiliary irrigations made in four
planting dates ranging between November 15th and January
1st. Additionally, in the 2008-2009 cycle was evaluated in
validation fields with cooperating farmers in the Yaqui
Valley, Sonora. During the first evaluation cycle (20062007) in the CENEB, Patronato Oro C2008 outperformed
the yield and matched the rate of yellowing of the Platinum
variety, susceptible to races of leaf rust that are prevalent in
southern Sonora and imported from the United States for
planting in the region.
In addition to the volume of water used to irrigate the crop
and the management provided, weather variations between
years and planting dates within them are an important factor
for the manifestation of the potential yield in a variety. In
all three experimental evaluation cycles, the grain yield
averaged 5.6 t ha-1, slightly lower yield at 5.7 t ha-1 of the
control Júpare C2001, and even though, its average yield
over three irrigations dates varied between 5.9 t ha-1 in
2006-2007 and 4.6 t ha-1 estimated for the 2007-2008 cycle,
the rate of color (Minolta b) exceeded 7.7 points from the
control´s (Figure 2), which also lost its resistance to leaf rust
from the year 2008.
In test plots in the Yaqui Valley, it presented similar yields
(6.9 and 7.4 t ha-1) to the control´s (6.7 and 7.9 t ha-1), the
latter with fungicide application.
Hectolitric weight is a parameter used by the milling industry
to estimating the amount of semolina that can be extracted
from wheat grain and, in this regard, when produced under
irrigation, the variety Patronato Oro C2008 exceeds for 7
1446 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
color, b> 24, en sémola estimado con el Colorímetro Minolta,
es considerado deseable por la industria pastera italiana
(Zorzetto, 2008). Patronato Oro, presenta un elevado índice
de pigmento, 28.4, superior en 37% al valor de 20.7 de la
variedad testigo Júpare C2001.
Agradecimientos
El INIFAP-CENEB, a través de la autora principal y
coautores, desean agradecer al Dr. Karim Ammar, Jefe del
Programa de Mejoramiento de Trigo Cristalino del Centro
Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT),
institución que proporcionó las líneas avanzadas de donde
se originó la variedad Patronato Oro C2008. También se
agradece el apoyo del personal técnico del Programa de
Mejoramiento Genético de Trigo del Campo Experimental
Norman E. Borlaug.
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highest degree of quality “Mexico 1” (NMX-FF-036-1996),
so it is considered that its grain allows the extraction of
regular semolina levels. Protein content of grains; in addition
to influencing the extraction percentage of semolina, is the
primary factor that determines the value of durum wheat, so
that, the pasta industry requires 13% protein concentration
in the grain, to ensure at least a percentage of 12% in the
semolina and the pasta (Clarke, 2000). With 14.1% protein
in the grain at 14% humidity, Patronato Oro C2008 exceeds
this value for one unit; 2.1% higher at 13.8% of the control
variety Júpare C2001.
In general, the consumer shows a preference for those
bright yellow pastas, so that the pigment in the semolina is
yet another important attribute in the production of pasta,
even though, it is affected by storage conditions and the
enzyme activity during the manufacture of pasta (Borelli et
al., 1999). A color index, b> 24 in semolina, estimated with
Minolta colorimeter is considered desirable by the Italian
pasta industry (Zorzetto, 2008). Patronato Oro reveals a
high level of pigmentation, 28.4, 37% higher value of 20.7
of the control variety Júpare C2001.
End of the English version
Oficina Estatal de Información para el Desarrollo Rural
Sustentable del estado de Sonora (OEIDRUS),
2010.
Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera
(SIAP). 2010. SAGARPA. México. http://www.
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Villa Juárez F2009, variedad de trigo harinero
para el noroeste de México*
Villa Juárez F2009, variety of bread wheat
for northwestern Mexico
Víctor Valenzuela-Herrera1§, Guillermo Fuentes-Dávila1, Pedro Figueroa-López1, Gabriela Chávez-Villalba1, José Luis FélixFuentes1 y José Alberto Mendoza-Lugo1
Campo Experimental Norman E. Borlaug. INIFAP. Norman E. Borlaug, km 12. A. P. 155. Cd. Obregón, Sonora. C. P. 85000. Tel. 01 (644) 4145700 Ext. 254. (fuentes.
[email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: valenzuela.
[email protected]
1
Resumen
Abstract
La variedad Villa Juárez F2009 fue desarrollada en el
campo experimental Norman E. Borlaug, en un proyecto
colaborativo entre INIFAP y CIMMYT, para las áreas
productoras de los estados de Sinaloa, Sonora, Baja
California Sur y Baja California en México. Su pedigrí
es WBLL1*2/BRAMBLING, y su historial de selección
CGSS01B00062T-099Y-099M-099M-099Y-099M-12Y0B. Villa Juárez F2009 cuenta con el registro TRI-122100910 del Catálogo Nacional de Variedades Vegetales del
Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas.
Ésta variedad es de hábito de crecimiento primaveral y
resistente a la roya de la hoja (Puccinia triticina), con
rendimiento experimental promedio de grano de 5.9 t ha-1
con tres riegos de auxilio, en cuatro fechas de siembra, y de
7.4 t ha-1 con cuatro riegos de auxilio, en cuatro fechas de
siembra. En parcelas con agricultores cooperantes del sur
de Sonora, Villa Juárez F2009 promedió 7.4 t ha-1 en el ciclo
agrícola 2009- 2010, por lo que representa una nueva opción
de trigo harinero para los agricultores del noroeste del país.
The variety Villa Juárez F2009 was developed in the Norman
E. Borlaug Experiment Station, through a collaborative
project between the National Research Institute for Forestry,
Agriculture and Livestock (INIFAP) and the International
Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) for
the producing-areas of the States of Sinaloa, Sonora, Baja
California Sur and Baja California in Mexico. Its pedigree
is WBLL1*2/BRAMBLING, and its history of selection
CGSS01B00062T-099Y-099M-099M-099Y-099M-12Y0B. Villa Juárez F2009 has the record TRI-122-100910 of the
National Catalogue of Plant Varieties of the National Seed
Inspection and Certification. This variety is of spring growth
habit and resistant to the leaf rust (Puccinia triticina), with
average experimental yield of 5.9 t ha-1 with three irrigations
in four planting dates, and 7.4 t ha-1 with four irrigations
in four planting dates. In plots with farmer cooperators in
southern Sonora, Villa Juárez F2009 averaged 7.4 t ha-1 in
the agricultural cycle from 2009 to 2010, representing a
new option for crystalline wheat farmers in the northwest.
Palabras clave: Puccinia triticina, mejoramiento,
resistencia, roya de la hoja.
Key words: Puccinia triticina, improvement, leaf rust,
resistance.
* Recibido: marzo de 2012
Aceptado: agosto de 2012
1448 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Víctor Valenzuela-Herrera et al.
La producción nacional de trigo harinero en 2010 fue de
3.9 millones de toneladas, la cual no fue suficiente para
abastecer las necesidades de consumo; ya que, en ese mismo
año se importaron 3.3 millones de toneladas de este cereal
(OEIDRUS, 2011). Desde hace varios años, la industria
regional ha reaccionado habilitando a grupos de agricultores
para asegurar reservas mínimas estratégicas para disminuir
el riesgo que representa la dependencia de compra a precios
fluctuantes del mercado internacional (Melis-Cota, 2008).
Domestic production of bread wheat in 2010 was
3.9 million tons, which was not enough to meet the
consumption needs, because in that year 3.3 million tons
of cereal were imported (OEIDRUS, 2011). For several
years, the regional industry has reacted enabling groups
of producers to ensure strategic reserve requirements to
reduce the risk posed by dependence on purchase prices
fluctuating in the international market (Melissa-Cota,
2008).
A pesar de la problemática causada por el carbón parcial al
inicio de la década de los 80’s, durante el ciclo 1990-1991
se sembraron 220 409 hectáreas de trigo harinero, las cuales
representaron 89% del área dedicada a trigo en el estado
de Sonora; sin embargo, a partir del ciclo 1994-1995, los
trigos cristalinos se consolidaron como la clase de trigo más
cultivada en la entidad. La superficie de trigo con permiso
único de siembra para el ciclo agrícola 2010-2011 en el estado
fue de 292 247 ha, de ésta 87% (254 531 ha) correspondió a la
región sur (OEIDRUS, 2011), predominando las variedades
de trigo cristalino CIRNO C2008 y Átil C2000 con más de
40% del total de la superficie.
Despite the problems caused by the bunt early in the
decade of the 80's, during the 1990-1991 cycle 220 409
hectares of bread wheat were planted, representing 89%
of the area devoted to wheat in the State of Sonora;
however, the cycle from 1994-1995, durum wheat was
consolidated as the most cultivated class of wheat in the
State. The wheat area sown with single-permit for the
2010-2011 crop season in the State was 292 247 ha, of
this 87% (254,531 ha) corresponded to the south region
(OEIDRUS, 2011), predominantly crystalline wheat
varieties Cirno, C2008 and Átil C2000 with more than
40% of the total surface.
Incrementar el potencial de rendimiento sin disminuir la
calidad de panificación es difícil, porque el incremento en el
rendimiento de grano va generalmente acompañado de un
decremento en el contenido de proteína, y consecuentemente
en la calidad industrial. El programa colaborativo de
mejoramiento del Campo Experimental Norman E. Borlaug,
perteneciente al Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), y el Centro
Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)
en el noroeste de México, tiene el objetivo de mejorar la
rentabilidad y competitividad del cultivo de trigo harinero
mediante la liberación de variedades con una mejor calidad,
rendimiento, resistencia a enfermedades y uso eficiente del
agua (Figueroa-López et al., 2011).
Increasing yield potential without compromising the
quality of bread is quite difficult because the increase in
grain yield is usually accompanied by a decrease in protein
content, and consequently in the industrial quality. The
improvement collaborative program of the Norman E.
Borlaug Experiment Station, of the National Research
Institute for Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP)
and the International Maize and Wheat Improvement
Center (CIMMYT) in northwestern Mexico, aims to
improve profitability and competitiveness of bread
wheat through the release of varieties with improved
quality, yield, disease resistance and water-use efficiency
(Figueroa-López et al., 2011).
Aunque el trigo cristalino (Triticum turgidum var. durum)
predominó durante el ciclo 2010-2011, el trigo harinero
ocupó 30% del área. La roya de la hoja causada por el hongo
Puccinia triticina y el carbón parcial por Tilletia indica son
las enfermedades más importantes (Figueroa-López et al.,
2011). Sin embargo, desde 2000, la importancia de la roya
lineal o amarilla (Puccinia striiformis) se ha incrementado,
por la aparición en la región de nuevas razas del agente
causal. Tacupeto F2001 fue la segunda variedad de trigo
harinero más sembrada (12.6%) en el ciclo agrícola 20102011, pero ha mostrado susceptibilidad a la roya amarilla
Although bread wheat (Triticum turgidum var. Durum)
predominated during the 2010-2011 cycle, the bread
wheat occupied 30% of the area. The leaf rust caused by
Puccinia triticina and by Tilletia indica Karnal are the
most important diseases (Figueroa-López et al., 2011).
However, since 2000, the importance of yellow or stripe
rust (Puccinia striiformis) has increased by the appearance
in the region of new races of the causal agent. The variety
Tacupeto F2001 was the second most planted bread wheat
(12.6%) in the crop season 2010-2011, but has shown
susceptibility to the yellow rust (up to 80% severity) and
moderately susceptible to the leaf rust (up to 40% severity),
Villa Juárez F2009, variedad de trigo harinero para el noroeste de México
(hasta 80% de severidad), y susceptibilidad moderada a la
roya de la hoja (hasta 40% de severidad), niveles que hacen
necesario el control químico, lo que incrementa los costos
de producción del cultivo, por lo que es necesario contar
con variedades tolerantes a estas enfermedades (FigueroaLópez et al., 2011).
Como resultado de los trabajos de mejoramiento genético
para formar variedades de trigo harinero de gluten fuertetenaz llevadas a cabo a partir del ciclo 2008-2009 en el
Campo Experimental Norman E. Borlaug (CENEB), para
cultivarse en el sur de Sonora, se propuso la liberación de
la línea experimental WBLL1*2/BRAMBLING como
variedad Villa Juárez F2009 (Valenzuela-Herrera et al.,
2011), la cual es de hábito de crecimiento primaveral
obtenida en el CIMMYT por hibridación y selección
genealógica a partir de la cruza WBLL1*2/BRAMBLING;
posteriormente, en F6 se hizo una purificación de espiga por
surco en el CENEB por investigadores del INIFAP.
Su número de cruzamiento e historial de selección es
CGSS01B00062T-099Y-099M-099M-099Y-099M-12Y0B. Las selecciones individuales y en masa se llevaron a
cabo alternadamente en las estaciones experimentales de
San Antonio Atizapán, Estado de México (M) (19° 17' latitud
norte y 2 640 msnm) y el CENEB (Y) (27° 20' longitud y
40 msnm), en Sonora. Las condiciones de riego fueron de
temporal regular en la estación del Estado de México y de
riego normal en el Valle del Yaqui. Villa Juárez F2009 cuenta
con el registro Núm. TRI-122-100910 del Catálogo Nacional
de Variedades Vegetales (CNVV) del Servicio Nacional de
Inspección y Certificación de Semillas (SNICS).
Las evaluaciones de rendimiento y calidad industrial de
la variedad Villa Juárez F2009, se realizaron durante los
ciclos agrícolas 2008-2009 y 2009-2010 en el CENEB. Villa
Juárez F2009 y el testigo de comparación Tacupeto F2001,
se evaluaron en varias fechas de siembra con tres y cuatro
riegos de auxilio. Villa Juárez F2009 presentó un rendimiento
promedio experimental de 6.6 t ha-1, siendo superior al testigo
en 100 kg. Las mejores fechas para sembrar la variedad
Villa Juárez F2009 son entre el 15 de noviembre y el 1 de
diciembre. Los resultados del análisis del rendimiento de
grano indicaron que no hubo diferencia significativa entre
las dos primeras fechas de siembra, pero sí con las dos fechas
de siembra tardías del 15 de diciembre y 1 de enero. Por
otra parte Villa Juárez F2009 superó en 231 kilogramos a
Tacupeto F2001, cuando se aplicaron tres riegos de auxilio y
en 62 kg cuando se aplicaron 4 riegos. En lotes de validación,
1449
levels that require chemical control, thus increasing the
crop production´s costs, making it necessary to have these
disease-tolerant varieties (Figueroa-López et al., 2011).
As a result of genetic improvement to form varieties of bread
wheat of strong-tenacious gluten conducted from 2008-2009
cycle in the Norman E. Borlaug Experiment Station (CENEB)
to be grown in southern Sonora, proposed the release of the
test line WBLL1*2/BRAMBLING as the variety Villa Juárez
F2009 (Valenzuela-Herrera et al., 2011), which is of spring
growth habit obtained at CIMMYT by hybridization and
pedigree selection from the cross WBLL1*2/BRAMBLING;
then, at F6 a silk-by-furrow purification was made in the
CENEB by INIFAP´s researchers.
The number of crossing and selection history is
CGSS01B00062T-099Y-099M-099M-099Y-099M-12Y0B. Individual and mass selections were held alternately in
the experimental stations of San Antonio Atizapán, State of
Mexico (M) (19° 17 'north latitude and 2 640 m) and CENEB
(Y) (27° 20' length and 40 meters) in Sonora. The irrigation
conditions were of regular rainfed at the station of the State
of Mexico and normal irrigation in the Yaqui Valley.
Yield evaluations and industrial quality of the variety Villa
Juárez F2009 were conducted during 2008-2009 and 20092010 growing seasons in the CENEB. Villa Juárez F2009
and Tacupeto F2001 control comparison were evaluated
in several sowing dates three four irrigations. Villa Juárez
F2009 showed an average yield of 6.6 t ha experimental-1,
higher than the control´s at 100 kg. The best times to plant
the variety F2009 Villa Juárez are between 15 November
and 1 December. The results of the analysis of grain yield
indicated no significant difference between the first two
planting dates, but the two later planting dates December
15th and January 1st did show differences. On the other hand,
Villa Juárez F2009 exceeded 231 kg to Tacupeto F2001,
when applied three irrigations and, 62 kg when applied
4 irrigations. In validation batches, Villa Juárez F2009
showed a potential average yield of 7.4 t ha-1 and a maximum
potential yield of 8.1 t ha-1 during the crop season 2009-2010.
Villa Juárez F2009 has an average height of 91 cm; its
growth cycle is 72 days and 114 tasseling to maturity. The
growth habit of the plant is semi-prostrate and has very high
frequency of plants with curved flag-leaf, with a color almost
absent or very weak of anthocyanin in the atria. Before
maturity, the flag-leaf sheath and peduncle of the spike,
contains a wax strong and mean, respectively.
1450 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Villa Juárez F2009 mostró un potencial de rendimiento
promedio de 7.4 t ha-1 y un potencial máximo de rendimiento
de 8.1 t ha-1, durante el ciclo agrícola 2009-2010.
Villa Juárez F2009 presenta una altura promedio de 91 cm;
su ciclo vegetativo es de 72 días a espigamiento y 114 a
madurez fisiológica. El hábito de crecimiento de la planta es
semi-postrado y presenta muy alta frecuencia de plantas con
hoja bandera curvada, con una coloración casi ausente o muy
débil de antocianinas en las aurículas. Antes de madurar, la
vaina de la hoja bandera y el pedúnculo de la espiga presentan
un contenido de cera fuerte y media, respectivamente.
Al madurar, los tallos presentan una médula delgada en
sección transversal entre la base de la espiga y el nudo del
tallo. La espiga tiene un perfil de bordes paralelos, densidad
laxa y longitud muy larga (11 a 12 cm), excluyendo las
aristas o barbas que son de longitud corta; produce de 19
a 20 espiguillas, cada espiguilla produce de 2 a 5 granos
en el tercio inferior y tercio medio, y de 1 a 4 en el tercio
superior. Antes de entrar a la madurez fisiológica del grano,
la intensidad del contenido de cera sobre la espiga es fuerte,
manteniendo una vellosidad ausente o muy débil en la
superficie convexa del ráquis apical. En el tercio medio de la
espiga, el hombro de la gluma está ausente o es muy angosto y
de forma inclinada, con una punta corta de forma ligeramente
curva y una vellosidad externa de extensión mediana.
El grano presenta un color blanco, es semi-elíptico, mide
7.04 mm de longitud, 3 mm de ancho, su peso medio es 64
mg y no presenta coloración oscura o es muy tenue al ser
tratado con fenol. Villa Juárez F2009 produce entre 15 907
y 19 600 granos m2.
Las evaluaciones realizadas de Villa Juárez F2009 y
Tacupeto F2001 durante los ciclos agrícolas 2008-2009 y
2009-2010, mostraron diferencias en resistencia a la roya
de la hoja, donde Tacupeto F2001 mostró susceptibilidad,
mientras que en los años de evaluación, Villa Juárez F2009
mostró una reacción de resistencia. Asimismo, Villa Juárez
F2009 mostró una reacción de resistencia a la roya amarilla,
mientras que Tacupeto F2001 fue susceptible. Tacupeto
F2001 es moderadamente susceptible al carbón parcial,
y Villa Juárez F2009 es moderadamente resistente. Estos
resultados, son elementos relevantes que otorgan ventaja,
seguridad en el comportamiento agronómico y menores
costos de producción al utilizar semilla de la variedad Villa
Juárez F2009, respecto a la semilla de Tacupeto F2001. Villa
Juárez F2009 tiene un peso específico promedio de 81.2 kg
Víctor Valenzuela-Herrera et al.
At maturity, the stems have a thin cross-sectional section
between the base of the spike and the bud of the stem. The
spike has a parallel-edged side, loose density and very long
length (11 to 12 cm), excluding the edges or barbs which
are short, produced from 19 to 20 spikes; each spikelet
produces 2 to 5 grains in the lower third and middle third,
and 1 to 4 in the upper third. Before the grain physiological
maturity, the intensity of the content of wax on the spike
is strong, maintaining an absent or very weak hairiness
in the convex surface of the apical rachis. In the middle
third of the spike, the glume´s shoulder is absent or very
narrow and a slant, with a short tip slightly curved shape
and a medium length outer hairs.
The grain has a white color, is semi-elliptical, measured at
4.7 mm in length, 3 mm wide, with an average weight of
64 mg, with no dark color or very thin when treated with
phenol. Villa Juárez F2009 produced between 15 907 and
19 600 grains m2.
The evaluations of Villa Juárez F2009 and Tacupeto F2001
during the growing seasons 2008-2009 and 2009-2010,
showing differences in resistance to leaf rust, which
showed susceptibility Tacupeto F2001, while in the years of
evaluation, Villa Juárez F2009 showed a resistance reaction.
Also, Villa Juárez F2009 showed a reaction of resistance
to yellow rust, while Tacupeto F2001 was susceptible to it.
Tacupeto F2001 is moderately susceptible to Karnal bunt,
and Villa Juárez F2009 is moderately resistant. These results
are important elements that provide convenience, security
agronomic performance and lower production costs by using
seeds of the variety Villa Juárez F2009, compared to the
seeds of Tacupeto F2001. Villa Juárez F2009 has a specific
weight of 81.2 kg hl average, 12.2% protein in grain and 11%
protein in flour, an overall strength of 345, the elasticity of
4.4, the quality index of 77 and 710 cc of loaf volume.
Given the competitive yield of Villa Juárez F2009 with other
varieties of wheat, as well as those derived from durum wheat
varieties, it is considered that, the area sown with wheat in
the region will increase so, along with the varieties Kronstad
F2004 and Roelfs F2007 will reduce the imports of grain and
flour which have a regional production potential in excess
of 600 000 t.
It could also be obtained savings of around 18 million pesos
not required for the application of fungicides and will help
to shape a genetic mosaic diversified to allow for greater
regional plant stability.
Villa Juárez F2009, variedad de trigo harinero para el noroeste de México
hectolitro, 12.2% de proteína en grano y 11% de proteína en
harina; la fuerza general de 345, la elasticidad 4.4, el índice
de calidad 77 y el volumen de pan 710 cc.
Ante los rendimientos competitivos de Villa Juárez F2009
con otras variedades de trigo harinero, así como con los
obtenidos por variedades de trigo cristalino, se considera que
la superficie de siembra con trigo harinero se incrementará en
la región, por lo que junto con las variedades Kronstad F2004
y Roelfs F2007, contribuirá a reducir las importaciones de
grano harinero ya que se tendrá un potencial de producción
regional superior a las 600 000 toneladas.
Además, podría obtenerse un ahorro de alrededor de 18 millones
de pesos por no requerirse de la aplicación de fungicidas y
contribuirá a conformar un mosaico genético diversificado
que permita una mayor estabilidad fitosanitaria regional.
La siembra de Villa Juárez F2009 se recomienda para el
ciclo de producción otoño-invierno en la región del noroeste
de México, que comprende parte de los estados de Baja
California Sur, Baja California, Sinaloa y Sonora.
El Campo Experimental Norman E. Borlaug multiplica
y mantiene las categorías de semilla original y básica de
Villa Juárez F2009, y se ha estado incrementando la semilla
registrada a través del Patronato para la Investigación y
Experimentación Agrícola en el estado de Sonora (PIEAES).
En los siguientes ciclos se contará con suficiente semilla
en categoría certificada, para abastecer los requerimientos
del noroeste de México, donde se recomienda la variedad.
Agradecimientos
Los autores(as) agradecen a la Coordinadora de Fundaciones
Produce (COFUPRO), proyecto 40-2007-0900, por el
financiamiento parcial de los trabajos de investigación
que condujeron a la obtención de la variedad Villa Juárez
F2009. También agradecemos al Centro Internacional de
Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), por proporcionar
las líneas avanzadas de donde se originó la nueva variedad, y
a Rigoberto Lepe Lomelí, Ingeniero Ramón Saucedo Cruz,
Luis Carlos Aceves Rodríguez, Ingeniero Jesús Hernández
Ortiz y Roberto Alamilla Chávez por el apoyo técnico.
1451
Planting of Villa Juárez F2009 is recommended for the
production cycle autumn-winter in the northwest region of
Mexico, comprising the States of Baja California Sur, Baja
California, Sinaloa and Sonora.
The Norman E. Borlaug Experiment Station multiplies and
keeps the original and basic seed categories of Villa Juárez
F2009, and has been recorded by increasing the seed through
the Board for Agricultural Research and Experimentation
in the state of Sonora (PIEAES). In the following cycles
there will be enough certified seed category to supply the
requirements for the northwestern Mexico, where the variety
is recommended.
End of the English version
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Morelos A-2010, nueva variedad de arroz para siembra
directa para el centro de México*
Morelos A-2010, new rice variety for direct
sowing for central Mexico
Jorge Salcedo Aceves1 y Edwin Javier Barrios Gómez1§
Campo Experimental de Zacatepec. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Carretera Zacatepec- Galeana S/N, km 0.5. Col.
IMMS, C. P 62780. Zacatepec, Morelos. Tel. 01 734 3430230. Ext. 121. §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
En la zona central de México se siembra el arroz (Oryza
sativa L.) en trasplante y directa bajo riego; la mayoría de las
variedades se han liberado para trasplante; sin embargo, al
usarlas para siembra directa tienen el problema del acame.
En 1998 se inicio el mejoramiento del arroz por inducción
de mutaciones con el objetivo de obtener una variedad para
siembra directa. Para esto, se irradiaron 200 gramos de semilla
de la variedad Morelos A-92, en la fuente Gammacell 220 del
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, con las dosis
de rayos gamma 60Co: 20, 25, 30 y 35 krad. Entre 1999 a 2005
se avanzo en la selección de la generación M1 a la M7 dando
como resultado 18 líneas uniformes en 2006. En 2007 y 2008
se evaluaron en ensayos de rendimiento en las localidades de
Zacatepec y Cuautla, Morelos comparándolas con el testigo
comercial Morelos A-98, sobresaliendo las líneas: M7, M14,
M16, M17 y M18 por rendimiento superior a 10 t ha-1,moderada
resistencia a pirycularia, (Magnaporthe grisea) hábito de
crecimiento erecto, altura de planta de 120 cm, resistentes al
acame; rendimiento en industria 57% de grano pulido entero;
conservando la calidad Morelos (20% de centro blanco). En
2009 estas líneas se validaron en trasplante y siembra directa en
parcelas de productores cooperantes en cuatro localidades de
Morelos y la M18 sobresalió de las demás por su rendimiento,
adaptabilidad y calidad del grano, de tal forma que para
el año 2010 fue liberada como nueva variedad de arroz.
In central Mexico, rice (Oryza sativa L.) is sowed
through transplant and direct under irrigation as well,
most of the varieties have been released for transplant;
however, when using then for direct sowing they have
the problem of lodging. In 1998 began the improvement
of rice by induced mutation in order to get a variety for
direct-sowing. For this, 200 grams of seeds of the variety
Morelos A-92 were irradiated in the source Gammacell
220 of the National Institute for Nuclear Research, with
doses of gamma rays 60 Co: 20, 25, 30 and 35 krad. From
1999 to 2005 advance in the selection of the generation
M1 to M7, producing 18 uniform lines in 2006. In 2007
and 2008 were evaluated in yield trials in Zacatepec and
Cuautla, Morelos, comparing them with the commercial
control Morelos A-98; outstanding the lines: M7, M14,
M16, M17 and M18 by yield higher than 10 t ha-1, moderate
resistance to the rice blast (Magnaporthe grisea), erect
growth habit, plant height of 120 cm, resistant to lodging,
industrial yield 57% in whole grain, preserving the quality
Morelos (20% of white center). In 2009 these lines were
validated in transplant and direct sowing in plots of
cooperating producers in four sites of Morelos and, M18
excelled the others because of its yield, adaptability and
grain quality, so that by the year 2010, it was released as
a new variety of rice.
* Recibido: marzo de 2012
Aceptado: agosto de 2012
Jorge Salcedo Aceves y Edwin Javier Barrios Gómez
1454 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Palabras clave: Oriza sativa L., arroz de riego, calidad
Morelos, tolerancia a enfermedades.
Key words: Oryza sativa L., disease tolerance, irrigated
rice, Morelos quality.
Origen
Origin
Las radiaciones ionizantes son un instrumento valioso para
alterar el genoma; su utilización en el fitomejoramiento
permite obtener nuevas formas frecuentemente reduciendo
el tiempo para obtenerlas con respecto a los métodos
convencionales. Estos radiomutantes permiten incrementar
las reservas genéticas de los bancos de germoplasma y
pueden ser usados en programas de mejoramiento. Por
esto la radioinducción de mutaciones es una técnica
auxiliar de reconocida utilidad en el mejoramiento de
plantas (Sigurbjonsson y La Chance, 1987). Los resultados
exitosos obtenidos por diversos investigadores demuestra
que la radioinducción de mutaciones puede ser muy útil
para obtener variedades mejoradas de arroz, con alta
productividad y resistencia a factores bióticos y abióticos;
con la ventaja de que esta técnica permite acortar los
periodos de selección y aportar nuevos genes que no estén
restringidos a la constitución genética de los progenitores
(Deus et al., 1998).
Ionizing radiation is a valuable tool for altering the genome;
its use in plant breeding allows for new forms often reducing
time to get them over conventional methods. These radiomutants allow increasing the gene pools of germplasm
banks and can be used in breeding programs. Therefore the
radio-induction mutation is an auxiliary technique known
for its utility for plant breeding (Sigurbjonsson and La
Chance, 1987). The successful results obtained by different
researchers showed that, the radio-induction of mutations
can be very useful for obtaining improved rice varieties with
high productivity and resistance to biotic and abiotic factors,
with the advantage that this technique shortens the period
of selection and provide new genes that are not restricted
to the genetic constitution of its parents (Deus et al., 1998).
Así en 1998 se inicio el desarrollo de variedades de porte bajo
y grano “calidad Morelos” para su cultivo en siembra directa
con la finalidad de mejorar los ingresos de los productores
e industriales del arroz en el estado de Morelos y de la zona
Centro de México (Jalisco, Michoacán, Estado de México y
Guerrero), para conseguir esto se irradiaron 200g de semilla
de la variedad Morelos A-92, con las siguientes dosis de
rayos Gamma Co60: 20, 25, 30 y 35 Krad. (Kihupi, 1984 y
Deus et al., 1998), en la fuente Gammacell 220 del Instituto
Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Las semillas
se sembraron en almácigo y a los 45 días las plántulas se
establecieron en el campo.
En la generación M1 se evaluó el porcentaje de supervivencia,
el número de granos llenos y se cosecho una panícula por
planta (Sathyanarayanaiah, 1989). En la M2, se registró la
altura y el rendimiento de grano por planta. Del año 2001
a 2005 se avanzo de la generación M3 a la M7 dando como
resultado la selección de 18 líneas uniformes, las cuales
fueron evaluadas en pruebas preliminares de rendimiento
en 2006; en los años 2007 y 2008 fueron evaluadas en un
ensayo de rendimiento bajo un diseño de bloques al azar
con cuatro repeticiones en las localidades de Zacatepec y
Thus in 1998 began the development of varieties of shortstature and grain “quality Morelos” for direct sowing
cultivation in order to improve the incomes of rice producers
and manufacturers in the State of Morelos and the Center of
Mexico (Jalisco, Michoacán, State of Mexico and Guerrero),
to achieve this, 200 g of seeds of the variety Morelos A-92
were irradiated, with the following doses of gamma rays Co60:
20, 25, 30 and 35 Krad. (Kihupi, 1972 and Deus et al., 1998),
in the source Gammacell 220 of the National Institute for
Nuclear Research (ININ). The seeds were sown in a nursery
and, at 45 days, the seedlings were established in the field.
In the M1 generation the percentage of survival was evaluated,
the number of filled grains and a panicle was harvested per
plant (Sathyanarayanaiah, 1989). In M2, the height and grain
yield per plant were reported. From 2001 to 2005 we advanced
from the generation M3 to M7 resulting in the selection of 18
standard lines, which were evaluated in preliminary yield trials
in 2006, in the years 2007 and 2008 were evaluated in a yield
test under a randomized block design with four replications in
Zacatepec and Cuautla, comparing them with the commercial
control Morelos A-92 and Morelos A-98, determining its
culinary and industrial quality.
Of the 18 materials tested the following lines were selected:
M7, M14, M16, M17 and M18 for their superior yield higher
than 10 t ha-1, moderate resistance to the rice blast, a disease
Morelos A-2010, nueva variedad de arroz para siembra directa para el centro de México
Cuautla comparándolas con el testigo comercial Morelos
A-92 y Morelos A-98 y se determinó la calidad culinaria e
industrial del grano.
De los 18 materiales evaluados, fueron seleccionadas las
líneas: M7, M14, M16, M17 y M18 por su rendimiento
superior a 10 t ha-1, moderada resistencia al avanamiento
del grano, enfermedad causada por el hongo Magnaporthe
grisea; hábito de crecimiento erecto, altura de planta de 110
cm, resistencia al acame; el rendimiento en la industria es
60% de grano pulido entero; conservan la calidad del arroz
de Morelos, la forma de su grano es alargada con 20% de
centro blanco.
Éstos materiales se recomiendan para su establecimiento
en siembra directa lo cual permitirá un ahorro en los costos
de producción del cultivo en comparación con el sistema de
trasplante; se adaptan a las condiciones de clima y suelo de
las zonas arroceras alta y baja del estado de Morelos y de la
zona Central de México. En 2009 las líneas se validaron en
parcelas de productores cooperantes y en el año 2010 la línea
M18 se registró como la nueva variedad Morelos A-2010.
caused by the fungus Magnaporthe grisea; erect growth habit,
plant height of 110 cm, lodging resistance; yield in the industry
is 60% of whole grain; preserve the quality of Morelos, with
elongated-shaped grain, 20% white center.
These materials are recommended for establishment in
direct sowing which will allow savings in the cost of crop
production compared to the transplant system; being adapted
to the climate and soil conditions of high and low ricegrowing areas of the State of Morelos and Central Mexico.
In 2009 the lines were validated in fields of cooperating
farmer and, in 2010, M18 was recorded as the new variety
Morelos A-2010.
Seedling
The seedling’s height at 10 days after planting is 3 cm, the
length of the mesocotyl is 10 mm on the seventh day of the
seeds germinated in the dark, and the coleoptile´s length on
the seventh day of the germinated seeds in darkness is 3 mm.
Plántula
Flowering
La altura de plántula a los 10 días después de la siembra es
de 3 cm, la longitud del mesocótilo es de 10 mm a los siete
días de germinadas las semillas en la oscuridad, la longitud
del coleóptilo a los siete días de germinadas las semillas en
la oscuridad es de 3 mm.
Inflorescence
Floración
Inflorescencia
Las glumas del grano son pubescentes hacia el ápice de la
lema y la palea, el estigma es sin color, la antesis es de 102
días después del trasplante. El nudo del tallo es predominante
de color verde y dorado del entrenudo. La planta tiene
buena habilidad de amacollamiento y hábito erecto de de
crecimiento. Las hojas son poco pubescente, longitud de
52 cm y anchura de 1.1 cm, color predominante verde,
posición erecta del ápice y de la hoja bandera. La lígula con
color amarillo y de forma hendida. Tamaño pequeño de las
aurículas.
1455
The grain husks are hairy towards the apex of the lemma and
the palea, the stigma is colorless, the anthesis is 102 days
after transplantation. The node of the stem is predominantly
green and gold of the internode. The plant has a good tillering
ability and erects growth habit. The leaves are slightly
pubescent, 52 cm length and 1.1 cm width, predominantly
green, erect apex and leaf flag. The ligule with yellow color
and ragged. Small sized auricles.
Maturity
Characteristics of adult plant
This variety has a physiological maturity of 138 days
after transplantation, the stem height is 112 cm and is
predominantly resistant to lodging, making it different
from the variety Morelos A-98, which has a height
140 cm, classified as intermediate, which does not
Jorge Salcedo Aceves y Edwin Javier Barrios Gómez
1456 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Madurez
Características de planta adulta
Esta variedad tiene una madurez fisiológica de 138 días después
del trasplante, la altura del tallo es de 112 cm y es resistente
predominante al acame; lo que la hace diferente a la variedad
Morelos A-98 que tiene una altura 140 cm, que se clasifica
una planta intermedia, lo que no la hace resistente al acame
(Salcedo, 1998). La panícula o inflorescencia tiene una longitud
de 29 cm, la excersión de la panícula es moderadamente
emergida (5 cm). La espiguilla, es ausente en el aristado y la
relación grano/paja es 1.3. La anchura de la semilla es de 3.4
mm, el espesor es de 2.3 mm y el peso de mil semillas es de 40 g.
Características de calidad del grano
La longitud del grano del arroz descascarado, integral o sin
pulir es de 8.2 mm y su anchura es de 2.8 mm. El espesor
del grano es 2.1 mm, el color predominante del pericarpio
es crema claro y sin olor. El contenido de amilosa del arroz
pulido es 25%, el endospermo es traslúcido, con centro
blanco mayor a 20%, el peso de mil granos es de 32 g y una
intermedia temperatura de gelatinización. Las características
de calidad molinera y culinaria de las variedades Morelos
A-98 y Morelos A-2010 se muestran en el Cuadros 1.
make it resistant to lodging (Salcedo, 1998). Panicle or
inflorescence has a length of 29 cm the exertion of the
panicle is moderately surfaced (5 cm). The spikelet is
absent in the awn and the ratio grain/straw is 1.3. The
width of the seed is 3.4 mm, the thickness is 2.3 mm and,
the thousand seed weight, 40 g.
Characteristics of grain quality
The length of the husked grain, whole or unpolished is
8.2 mm and is 2.8 mm width. The thickness of the grain is
2.1 mm; the predominant color of the pericarp is clear and
odorless cream. The amylose content of milled rice is 25%,
the endosperm is translucent with a white center of more
than 20%; the thousand grain weight is 32 g and, has an
intermediate gelatinization temperature. The milling and
culinary quality´s characteristics of the varieties Morelos
A-98 and Morelos A-2010 are shown in Table 1.
Adaptation and yield
The results for yield and stability (Eberhart and Russell,
1966) indicated that, the variety Morelos A-2010 has
performed well in the rice-producing regions of the State
of Morelos. Under irrigation conditions by transplant,
this variety´s response is quite excellent in environmental
conditions of the “high” areas (1 000-1 400 m) and “low”
Cuadro 1. Características de calidad molinera y culinaria de grano de las variedades Morelos A-98 y Morelos A-2010.
Table 1. Milling and culinary quality´s characteristics of the varieties Morelos A-98 and Morelos A-2010.
Características
Arroz moreno (%)
Arroz pulido (%)
Arroz entero (%)
Arroz medio grano (%)
Centro blanco (%)
Largo (mm)
Forma
Amilosa (%)
Álcali
Consistencia del gel
Calidad culinaria
Morelos A-98
78
68
55
10
> 20
7.2 a 7.6
Ancha
25
Intermedio
Media
Buena
Adaptación y rendimiento
Los resultados obtenidos en las evaluaciones para
rendimiento y estabilidad (Eberhart y Russell, 1966) indican
que la variedad Morelos A-2010 tiene buen comportamiento
Morelos A-2010
78
70
57
5
> 20
7 a 7.4
Ancha
25
Intermedio
Media
Buena
(800-1 000 m) of Morelos. Responding favorably to the
southern States of Mexico, Puebla, Michoacán, Jalisco and
northern Guerrero (Mountain), just as well as the variety
Morelos A-98. The experimental average yield of this variety
compared to Morelos A-92 and A-98 in the years 2007 and
2008 is shown in Table 2.
Morelos A-2010, nueva variedad de arroz para siembra directa para el centro de México
en las regiones productoras de arroz del estado de Morelos.
Bajo condiciones de riego por trasplante esta variedad
presenta excelente respuesta a las condiciones ambientales
de las zonas “alta” (1 000-1 400 msnm) y “baja” (800-1 000
msnm) de Morelos. Puede responder favorablemente al sur
de los estados de México, Puebla, Michoacán, Jalisco y norte
de Guerrero (Montaña) al igual que la variedad Morelos
A-98. El rendimiento medio experimental de esta variedad
en comparación con Morelos A-92 y A-98 en los años de
2007 y 2008 se muestra en el Cuadro 2.
Disponibilidad de semilla
Semilla categoría básica de la variedad Morelos A-2010
está disponible para todos los productores en el Campo
Experimental Zacatepec, Morelos, en cantidades limitadas,
si fuera el caso de necesitar volúmenes grandes es necesario
hacer la solicitud un año antes para poder incrementarla.
1457
Seed availability
Basic category seeds of the variety Morelos A-2010 is
available to all the producers in the Experimental Field
Zacatepec, Morelos, in limited quantities, if needed for
larger volumes it is necessary to apply a year before, in
order to increase it.
Conclusions
The generation of mutants is a feasible method for
rice, creating new chromosomal arrangements.
The mutant plant of small stature were presented in
Morelos A-92, in populations of the M 2 generations
whose seeds were irradiated with doses between
25 and 35 krad. A new variety of short-straw and high
Cuadro 2. Rendimiento (kg ha-1) de las variedades Morelos A-92, Morelos A-98 y Morelos A-2010 en dos localidades del
estado de Morelos. Ciclo primavera- verano 2007 y 2008.
Table 2. Yield (kg ha-1) of the varieties Morelos A-92, Morelos A-98 and Morelos A-2010 in two locations in the State of
Morelos. Spring-Summer 2007 and 2008.
Localidad
Morelos A-92
Morelos A-98
Morelos A-2010
2007
2008
2007
2008
2007
2008
Cuautla
16000
11900
16400
12992
15930
11727
Zacatepec
13400
10300
15500
11400
15400
10780
Media
14700
11100
15950
12196
15665
11254
Conclusiones
La generación de mutantes es un método factible en arroz,
la cual crea nuevos arreglos cromosómicos. Las plantas
mutantes de porte bajo se presentaron en la variedad Morelos
A-92 en poblaciones de la generación M2 cuyas semillas
fueron irradiadas con dosis entre 25 y 35 krad. Se obtuvo
una nueva variedad de paja corta y de alto rendimiento, con
las mismas características de las variedades Tipo Morelos,
la cual dio origen a la variedad Morelos A-2010.
Agradecimientos
Al apoyo financiero proporcionado por la Fundación
Produce Morelos, A. C. al cultivo de arroz en Morelos.
yield was obtained, with the very same characteristics
of Morelos type varieties, creating the variety Morelos
A-2010.
End of the English version
Literatura citada
Deus, J. E.; Leyva, A. V. y Pérez, A. V. I991. Empleo de
la inducción de mutaciones y el cultivo de tejidos
en el programa de mejoramiento del arroz Oryza
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Crop Improvement. International Atomic Energy
Agency. Vienna. Vol. 2:445-461.
1458 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Kihupi, H. N. 1984.Utilization of induced mutants for rice
improvement in Tanzania. Cereal grain protein
improvement. International Atomic Energy Agency.
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Eberhart, S. A. and Russell, W. A. 1966. Stability parameters
for comparing varieties. Crop Sci. 6:36-40.
Reddy, P. R. and Sathyanarayanaiah, K. 1980. Inheritance of
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Salcedo, A. J. 1998. Morelos A-98 variedad de arroz para
Morelos y otros estados de la república. Folleto técnico
Núm. 21. INIFAP-CIRCE- Campo Experimental
Zacatepec. Zacatepec, Morelos. México. 9 p.
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Sathyanarayanaiah, K. 1989. Que hacer y qué no hacer en
el fitomejoramiento con mutaciones. II Seminario
Nacional. Uso de la irradiación en fitomejoramiento.
99-109 pp.
Sigurdjonsoon, B. and La Chance, L. E. 1987. The
international atomic energy agency and the green
revolution. IAEA. Bulletin 29(3):38-42.
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1459-1466
Dorado, nueva variedad de frijol pinto para el estado de Chihuahua*
Dorado, new variety of pinto beans for the State of Chihuahua
Mayra D. Herrera1, José Cruz Jiménez-Galindo1§ y Rigoberto Rosales Serna2
CEVAG- INIFAP- Durango. Carretera Durango-El Mezquital, km 4.5. Durango, Durango, México. C. P. 34170. Tel. 01 625 5822258. ([email protected]).
CESICH- INIFAP Chihuahua. Avenida Hidalgo 1213, Col. Centro. Cuauhtémoc, Chihuahua. México. C. P. 31500. Tel. 01 618 8260433. ([email protected]
mx). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
2
Resumen
Abstract
En Chihuahua, el frijol de grano pinto es la principal clase
comercial producida por los agricultores de temporal. En la
actualidad se requieren variedades de frijol pinto con alto
rendimiento de grano, el cual debe mostrar aceptación en
el mercado local y nacional. El objetivo fue desarrollar una
variedad de frijol superior a Pinto Saltillo en precocidad,
tamaño de grano y calidad comercial. En el INIFAP-Durango
se generó la variedad Dorado (PT08004), con el método
genealógico, a partir de la cruza entre Pinto Mestizo y
Pinto Saltillo [(Pinto Mestizo/Pinto Saltillo)-10-6]. Esta
variedad mostró rendimiento promedio de 1,554 kg ha-1
y fluctuaciones entre 617 kg ha-1 hasta 3 706 kg ha-1. En
promedio Dorado, comparado con Pinto Saltillo, resultó
significativamente más precoz a madurez (89 vs 97 días) y
mostró mayor peso de 100 semillas (32 g vs 29 g). El hábito
crecimiento de Dorado es de enredadera indeterminada,
con guías cortas no trepadoras, el promedio de altura del
dosel es de 31 cm y la guía crece 89 cm. El grano de Dorado
pesa 32 g/100 semillas y tiene un intervalo entre 26 y 47
g/100 semillas. El grano es transversalmente elíptico,
longitudinalmente elíptico-cuboide y tiene color crema de la
testa, pintas abundantes de color café y su hilio es amarillo.
Dorado mostró tolerancia a la antracnosis y roya; así como
valores medios y altos de susceptibilidad a tizón común y
pudriciones de raíz. Ésta variedad está en proceso de difusión
In Chihuahua, pinto beans are the main commercial class
produced by the rainfed-farmers. Currently, high-grain yield
pinto beans varieties are required, showing acceptance in the
local and national market. The aim was to develop a superior
variety of beans than Pinto Saltillo, in earliness, grain size
and commercial quality. In the INIFAP-Durango, the variety
Dorado (PT08004) was generated, with the genealogic
method from the cross between Pinto Mestizo and Pinto
Saltillo [(Pinto Mestizo/Pinto Saltillo)-10-6]. This variety
showed average yield of 1 554 kg ha-1 and fluctuations between
617 kg ha-1 to 3 706 kg ha-1. On average, Dorado compared to
Pinto Saltillo was significantly earlier in maturity (89 vs 97
days) and showed greater weight of 100 seeds (32 g vs 29 g).
The growth habit of Dorado is of indeterminate vine, with
short non-climbing guides, the average canopy height is 31
cm and the guide grows 89 cm. Dorado grains weigh 32 g/100
seeds and has a range between 26 and 47 g/100 seeds. The
grain is transversely elliptical, longitudinally elliptical-cuboid
and has a cream-colored seed coat, rich brown paints and the
hilum is yellow. Dorado showed tolerance to anthracnose and
rust, as well as medium and high values of susceptibility to the
common blight and root rot. This variety is in the process of
diffusion to determine its potential for adoption, adaptability
and potential to increasing the yield and quality of pinto
beans produced in Chihuahua.
* Recibido: febrero de 2012
Aceptado: julio de 2012
1460 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
para establecer sus posibilidades de adopción, adaptabilidad
y potencial para incrementar el rendimiento y la calidad del
frijol pinto producido en Chihuahua.
Palabras clave: Phaseolus vulgaris, calidad, productividad,
mercado.
En 2010, en el estado de Chihuahua, se cosecharon con
frijol común (Phaseolus vulgaris L.) 153 mil hectáreas y se
produjeron 126 mil toneladas de grano, con un rendimiento
medio de 830 kg ha-1 (SIAP, 2011). En los últimos años
se ha registrado especialización en los productores de
temporal para producir frijol pinto en Chihuahua debido
a la aceptación de mercado registrada en la variedad Pinto
Saltillo (Ávila et al., 2009). Los productores y comerciantes
de frijol consideran que Pinto Saltillo es una buena
opción debido a la mayor duración de vida de anaquel y
al incremento del precio pagado al productor. El grano de
la variedad Pinto Saltillo muestra un peso promedio de 30
g/100 semillas, lo cual se considera como pequeño según el
criterio de los productores, comerciantes y consumidores.
Las semillas grandes (entre 35 y 45 g/100 semillas) son las
más aceptadas en la industria empacadora, por lo que los
productores y acopiadores rurales buscan este tipo de grano
y le otorgan un sobreprecio.
El desarrollo de nuevas variedades debe combinar la
tolerancia al oscurecimiento acelerado de la testa y tener
tamaño más grande en relación con la variedad Pinto Saltillo,
considerado actualmente como referencia de calidad.
Además, se requieren variedades de ciclo precoz (85 días
a madurez) para incrementar el grado de certidumbre de la
cosecha, mediante la reducción de riesgos ocasionados por la
escasa humedad y temperaturas bajas registradas al final del
periodo de llenado de grano del frijol. Con ello, se reducirán
los problemas productivos, se mejorará la comercialización
y se incrementarán los beneficios obtenidos por los
agricultores dedicados al cultivo de frijol.
El programa de frijol del INIFAP-Durango, desarrolló
un grupo de variedades mejoradas frijol pinto (Rosales et
al., 2009), las cuales fueron validadas para determinar su
adaptación en Chihuahua y otras entidades del Altiplano
Semiárido de México. Entre las variedades evaluadas
entre 2007 y 2010 por el programa de frijol del INIFAPDurango se encuentra Dorado, la cual fue seleccionada en
Chihuahua con base en su precocidad y nivel de tolerancia
a los factores ambientales que reducen la productividad y
calidad del grano de frijol. Entre los factores que reducen la
Mayra D. Herrera et al.
Key words: Phaseolus vulgaris L., quality, market,
productivity.
In 2010, in the State of Chihuahua, 153 hectares were
harvested of common bean (Phaseolus vulgaris L.) and
produced 126 thousand tons of grain, with an average yield
of 830 kg ha-1 (SIAP, 2011). In recent years there has been
specializing in rainfed producers to produce pinto beans in
Chihuahua, because of the registered market acceptance
of Pinto Saltillo (Ávila et al., 2009). The producers and
traders believe that Pinto Saltillo is a good option, because
of its longer shelf-life and the increased price paid to the
producers. The grain of Pinto Saltillo shows an average
weight of 30 g/100 seeds, considered small at the discretion
of the producers, traders and consumers as well. Large
seeds (35 to 45 g/100 seeds) are the most accepted in the
packing industry, so that the rural producers and collectors
are looking for this type of grain, giving even an overpaid.
The development of new varieties must combine the
tolerance of testa darkening accelerated and also have a
larger size in relation to Pinto Saltillo’s; seen as the quality
reference. In addition, it requires earlier cycle varieties (85
days to maturity) to increase the certainty of the harvest by
reducing risks caused by low humidity and low temperatures
recorded at the end of the grain-filling period of the beans.
This will reduce the production problems, improving
the marketing and increasing the benefits accruing to the
farmers.
The bean program of the INIFAP-Durango developed
a set of improved pinto varieties (Rosales et al., 2009),
which were validated to determine its adaptation in
Chihuahua and other entities in the semiarid highlands
of Mexico. Among the varieties evaluated between 2007
and 2010 by the bean program of the INIFAP-Durango
is Dorado, selected in Chihuahua based on its earliness
and tolerance to environmental factors that would reduce
its productivity and grain quality. Among the factors that
reduce the productivity of beans in Chihuahua stands the
moisture stress caused by shortage of rainfall and the soil´s
conditions, such as sandy soils, shallow and low moisture
retention capacity.
In Chihuahua, low levels of available soil moisture and high
environmental demand periods cause water stress in plants
and thereby decreasing the yield and grain quality. For a few
years, low temperatures since late September caused frosts
and therefor total loss of the crop. Considering this, varieties
Dorado, nueva variedad de frijol pinto para el estado de Chihuahua
productividad del frijol en Chihuahua sobresale el estrés de
humedad ocasionado por escases de lluvia y las condiciones
edáficas, como son suelos arenosos, poco profundos y con
baja capacidad de retención de humedad.
En Chihuahua, los niveles bajos de humedad aprovechable
en el suelo y la demanda ambiental alta ocasionan periodos
de estrés hídrico en las plantas y con ello se disminuye
el rendimiento y calidad del grano. Algunos años las
temperaturas bajas registradas desde finales de septiembre
ocasionan heladas y pérdidas totales del rendimiento de
frijol. Por ello, son recomendables variedades de ciclo
precoz (85 días a madurez) y que ajusten su ciclo biológico
en respuesta a la disponibilidad de agua y variación de la
temperatura (Rosales et al., 2004).
Otro factor que reduce el rendimiento y calidad del
frijol en Chihuahua son las enfermedades, entre las que
sobresalen antracnosis (Colletotrichum lindemuthianum),
roya (Uromyces appendiculatus var. appendiculatus) y
tizón común (Xanthomonas campestris= axonopodis pv.
phaseoli) (Ibarra et al., 2009). Para afrontar la problemática
de producción del frijol en Chihuahua, es necesario generar
variedades mejoradas de ciclo precoz, adaptadas al estrés
hídrico, tolerantes a las enfermedades y con grano de alta
calidad comercial. El programa de frijol del INIFAPDurango generó la variedad Dorado, la cual mostró alto
rendimiento, aunque estadísticamente más bajo que Pinto
Saltillo, pero resultó más precoz y produjo grano de tamaño
(peso de 100 semillas) significativamente mayor en relación
con dicha variedad (Cuadro 1).
La variedad mejorada de frijol Dorado se originó de
la cruza simple entre Pinto Mestizo y Pinto Saltillo,
realizada en el INIFAP-Durango (Rosales et al., 2009).
El objetivo del cruzamiento fue obtener líneas mejoradas
precoces, adaptadas en áreas con lluvia escasa (350480 mm), resistentes a enfermedades, testa tolerante al
oscurecimiento y grano de mayor tamaño (35-45 g/100
semillas) en relación con Pinto Saltillo (30 g/100 semillas).
La variedad Pinto Mestizo, se utilizó como fuente de
genes para precocidad, tamaño grande de la semilla (42
g/100 semillas) (Rosales et al., 2004), adaptación en
condiciones limitadas de humedad y calidad comercial
del grano. Pinto Saltillo se utilizó por su resistencia al
oscurecimiento acelerado de la testa del grano (Sánchez
et al., 2009) y adaptación productiva en los sistemas de
cultivo utilizados en Durango.
1461
of early cycle are recommended (85 days to maturity) and
adjust their life cycle in response to the water availability
and temperature variation (Rosales et al., 2004).
Another factor that reduces the yield and quality of
beans in Chihuahua are diseases, such as anthracnose
(Colletotrichum lindemuthianum), rust (Uromyces
appendiculatus var. Appendiculatus) and common blight
(Xanthomonas campestris pv. axonopodis. Phaseoli)
(Ibarra et al., 2009). To address the problem of bean
production in Chihuahua, it is necessary to generate
improved varieties of early cycle, adapted to water stress,
disease tolerant and high-quality grain. The program of
the INIFAP-Durango generated the bean variety Dorado,
which showed high yield, although statistically lower than
Pinto Saltillo, but it was produced earlier and with a grain
size (100 seed weight) significantly increased in relation
to that variety (Table 1).
The improved bean variety Dorado originated from the
single cross between Pinto Mestizo and Pinto Saltillo, held
at the INIFAP-Durango (Rosales et al., 2009). The aim of the
cross was to obtain early breeding lines adapted in areas with
low rainfall (350-480 mm), resistant to diseases, tolerant to
the seed coat darkening and with larger grain (35-45 g/100
seeds) in compared to Pinto Saltillo (30 g/100 seeds). Pinto
Mestizo was used as a source of genes for early flowering,
large seed size (42 g/100 seeds) (Rosales et al., 2004),
adaptation in conditions of limited moisture and commercial
quality of the grain. Pinto Saltillo was used for its resistance
to the rapid darkening of the testa of the grain (Sánchez et
al., 2009) and adaptation of production in farming systems
used in Durango.
Within the development of Dorado, the method of breeding
pedigree (genealogic), which involves crossing the
parents, followed by individual selection (F2) and mass
(F3 and up). The selection criteria were disease tolerance,
earliness, and yield and grain quality. The original crossing
(F1) was obtained in 2003 and advanced to the F2 generation
in Los Mochis, Sinaloa during the autumn-winter, 20032004. In 2004 there were individual selections (F0) in
Durango, based on the plant´s vigor, disease tolerance,
pods filling and commercial quality of the grain. The
plants were selected with the highest weight of 100 seeds
to increase the chances of obtaining lines with larger grain
compared to Pinto Saltillo, between 31-34 g/100 seeds
(Sánchez et al., 2009).
Mayra D. Herrera et al.
1462 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 1. Características de la variedad de frijol Dorado comparado con Pinto Saltillo en evaluaciones realizadas en el
Altiplano de México.
Table 1. Characteristics of the variety Dorado compared to Pinto Saltillo in evaluations in the highlands of Mexico.
Localidad/año
Variedad
Días a madurez
Rendimiento kg ha-1
Peso de 100 semillas (g)
Madero, Dgo. 2008
Madero, Dgo. 2008
Durango, Dgo. 2008
Durango, Dgo. 2008
Calera, Zac. 2008
Calera, Zac. 2008
Sandovales, Ags. 2008
Sandovales, Ags. 2008
Durango, Dgo. 2007
Durango, Dgo. 2007
Madero, Dgo. 2007
Madero, Dgo. 2007
Durango, Dgo. 2009
Durango, Dgo. 2009
Bachíniva, Chih. 2009
Bachíniva, Chih. 2009
Guerrero, Chih. 2009
Guerrero, Chih. 2009
La Marta, Chih. 2009
La Marta, Chih. 2009
N. Casas G., Chih. 2009
N. Casas G., Chih. 2009
Carbajal A., Chih. 2009
Carbajal A., Chih. 2009
B. Juárez, Chih. 2009
B. Juárez, Chih. 2009
Pabellón, Ags. 2009
Pabellón, Ags. 2009
Riva Palacio, Chih. 2010
Riva Palacio, Chih. 2010
Campo 29 ½, Chih. 2010
Campo 29 ½, Chih. 2010
Cusihuiriachi, Chih. 2010
Cusihuiriachi, Chih. 2010
El Molino, Chih. 2010
El Molino, Chih. 2010
Promedio
Promedio
Media General
*
CV (%)
**
DMS0.05
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
Dorado
P. Saltillo
91
93
96
97
91
95
--91
96
81
86
90
97
84
90
95
102
96
117
86
95
86
91
85
90
--89
94
84
90
89
93
98
100
89b
97a
93
1
1
1 478
1 278
1 421
1 249
1 737
2 389
1 949
2 182
1 690
1 230
1 172
1 775
2 152
3 072
1 675
1 572
3 706
3 387
1 478
1 288
1 057
1 614
618
859
716
981
734
1 404
1 001
967
--879
890
1 232
878
1 554b
1 734a
1 644
15
100
37
30
34
30
47
35
36
33
38
31
33
29
41
39
27
27
37
33
34
27
31
28
26
26
26
25
30
26
26
25
28
27
27
26
26
25
32ª
29b
31
7
1
CV= coeficiente de variación; **DMS= diferencia mínima significativa. a-bLiterales que denotan diferencias altamente significativas (p< 0.01) entre variedades a través
de ambientes.
*
Dorado, nueva variedad de frijol pinto para el estado de Chihuahua
En el desarrollo de Dorado se utilizó el método de mejoramiento
genético de pedigrí (genealógico), que implica el cruzamiento
de los progenitores, seguido de selección individual (F2) y en
masa (F3 en adelante). Los criterios de selección fueron la
tolerancia a enfermedades, precocidad, rendimiento y calidad
de grano. El cruzamiento original (F1) se obtuvo durante
2003 y se avanzó a la generación F2 en Los Mochis, Sinaloa
durante el ciclo otoño-invierno de 2003-2004. En 2004 se
realizaron selecciones individuales (F2) en Durango, con base
en el vigor de la planta, tolerancia a enfermedades, carga de
vainas y calidad comercial del grano. Se seleccionaron las
plantas con mayor peso de 100 semillas, para incrementar las
posibilidades de obtener líneas con grano de mayor tamaño en
comparación con Pinto Saltillo, la cual muestra entre 31-34
g/100 semillas (Sánchez et al., 2009).
Las plantas F3 seleccionadas se avanzaron generacionalmente
durante el ciclo otoño-invierno de 2004-2005 en Los Mochis,
Sinaloa. En el ciclo primavera-verano de 2005 se evaluaron
en Durango y Francisco I. Madero las familias (F4) en un
vivero de observación, sin repeticiones, para seleccionar
aquellas que mostraron tolerancia a las enfermedades y grano
de mayor calidad comercial, la cual se evaluó de manera
visual. La semilla F5 de las familias seleccionadas se avanzó
generacionalmente en Los Mochis, Sinaloa, en el invierno
2005-2006. Después, en el ciclo primavera-verano de 2006
se sembró un vivero de observación de las líneas de mejor
calidad del grano, entre las cuales sobresalió la línea Pinto
Mestizo/Pinto Saltillo-10-6. En este ciclo se obtuvieron
nuevamente selecciones individuales con base en el tamaño
y apariencia física del grano.
Las líneas F7 seleccionadas en 2006 se incrementaron
en Los Mochis, Sinaloa y después de la cosecha sólo se
seleccionaron las líneas F8 que mostraron mejor calidad del
grano, clasificada con base en el tamaño, color y forma.
La línea Pinto Mestizo/Pinto Saltillo 10-6 se codificó
como PT08004 y se incluyó nuevamente en viveros de
observación, para evaluarla con base en su uniformidad,
tolerancia a las enfermedades y adaptación en el estado
de Durango. En el ciclo otoño-invierno de 2008-2009 se
reprodujo semilla de la línea PT08004 en Los Mochis,
Sinaloa y durante 2009-2011 se evaluó en 17 ambientes de
Durango, Chihuahua, Zacatecas y Aguascalientes, donde
obtuvo un rendimiento promedio de 1 554 kg ha-1. Debido a la
aceptación que tuvo la línea PT08004, entre los productores
y encargados de empresas comercializadoras de granos y
semillas, se decidió registrarla como variedad comercial
con el nombre de Dorado.
1463
The selected F3 plants were advanced by generations during
the autumn-winter cycle, 2004-2005 in Los Mochis, Sinaloa.
In the spring-summer 2005 were evaluated in Durango
and Francis I. Madero the families (F4) in a nursery for
observation, without repetition to select those that showed
tolerance to disease and higher commercial grain quality,
evaluated visually. F5 seeds of the selected families were
moved generationally in Los Mochis, Sinaloa, in the
winter of 2005-2006. Then, in the spring-summer 2006,
they were planted in a nursery to observe the lines of better
grain quality, among which stood the line Pinto Mestizo/
Pinto Saltillo-10-6. In this cycle individual selections
were obtained once more, based on the size and physical
appearance of the grain.
F7 lines selected in 2006 were incremented in Los Mochis,
Sinaloa and after the harvest, only the F8 lines that showed better
grain quality were selected, classified based on size, color and
shape. The line Pinto Mestizo/Pinto Saltillo 10-6 was coded
PT08004 and included observation nursery again to evaluate
it based on its uniformity, disease tolerance and adaptation
in the State of Durango. In the autumn-winter 2008-2009
was reproduced PT08004, seed line in Los Mochis, Sinaloa,
and during 2009-2011 was evaluated in 17 environments of
Durango, Chihuahua, Zacatecas andAguascalientes, obtaining
an average yield of 1 554 kg ha-1. Due to the acceptance that
the PT08004 line had between the producers and marketers
responsible for grain and seeds, it was decided to register as a
commercial variety under the name Dorado.
The bean variety Dorado received the registration code (FRI076-240512) in the National Catalogue of Plant Varieties.
This variety shows an indeterminate vine growth and
short non-climbing guides, equivalent to the prostrate
indeterminate growth habit (type III) (CIAT, 1984). The
average height of the canopy of this variety is 31 cm and
the length of the guide can reach up to 89 cm. Dorado
blooms between 34 and 47 days after planting and mature
at an average of 89 days, with fluctuations between 81 and
98 days. In this range, the period between flowering and
maturity is influenced by the characteristics of the planting
site. In experimental trials and commercial plantings of beans
made in Chihuahua, Dorado has shown tolerance to most
races of anthracnose, rust and common blight.
Dorado is sensitive to the photoperiodism and when
planted under irrigation and, the days are long and warm
enough (close to 14 hours of sunlight and temperatures
1464 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
La variedad de frijol Dorado recibió un código de registro
(FRI-076-240512), en el Catálogo Nacional de Variedades
Vegetales, los cuales fueron otorgados por el Servicio
Nacional de Inspección y Certificación de semillas
(SNICS, 2011).
Esta variedad muestra tipo de crecimiento con enredadera
indeterminada y guías cortas no trepadoras (SNICS,
2001), lo cual es equivalente con el hábito de crecimiento
indeterminado postrado (Tipo III) (CIAT, 1984). La altura
promedio del dosel de esta variedad es de 31 cm y la longitud
de la guía puede alcanzar 89 cm. Dorado florece entre 34
y 47 días después de la siembra y madura en un promedio
de 89 días después de la siembra, con fluctuaciones entre
81 y 98 días. En esta variedad, el periodo entre la floración
y madurez es influenciado por las características del
sitio de siembra. En pruebas experimentales y siembras
comerciales de frijol, realizadas en Chihuahua, Dorado
ha mostrado tolerancia a la mayoría de las razas de
antracnosis, roya y tizón común.
Dorado es sensible al fotoperiodo y cuando se siembra en
condiciones de riego y los días son largos y cálidos (cercanos
a 14 h de luz solar y temperaturas superiores a 25 °C) se
incrementa la duración de sus etapas de desarrollo, por lo
que es posible observar una duración del ciclo biológico
entre 97 y 110 días. Por el contrario, en sitios cálidos donde
se siembra en condiciones de riego durante el invierno y los
días son cortos (11 h de luz solar) el frijol inicia la floración
de manera temprana (30-35 días después de la siembra)
y madura anticipadamente (70-80 días después de la
siembra). Lo anterior, reduce drásticamente el rendimiento
debido al pobre crecimiento de la planta. En el Altiplano
Semiárido, Dorado mostró precocidad a madurez, lo cual
le permite escapar a los efectos negativos del estrés de
humedad y bajas temperaturas, registradas al final de la
etapa de llenado de grano.
El grano de Dorado es de tamaño mediano, con un promedio
de 32 g/100 semillas y un intervalo de peso entre 26 y 47
g/100 semillas (Cuadro 1). El grano de Dorado es elíptico,
en su corte transversal y tiene aspecto elíptico-cuboide en
su vista longitudinal externa. El color de la testa es crema
con pintas de color café y el hilio es amarillo. La variedad
de frijol Dorado mostró un promedio de rendimiento
estadísticamente (p< 0.01) inferior a Pinto Saltillo, en las
parcelas experimentales, demostrativas y comerciales que
se establecieron en diferentes localidades del Altiplano de
México entre 2009 y 2011 (Cuadro 1).
Mayra D. Herrera et al.
above 25 °C) it increases the duration of its stages of
development, making it possible to observe a biological
cycle length between 97 and 110 days. By contrast, in
places where it is sown in warm water conditions during
the winter and the days are shorter (11 h of sunlight), it
starts flowering earlier (30-35 days after planting) and
to mature early as well (70-80 days after planting). This
drastically reduces the yield due to the poor growth of the
plant. In the semiarid highlands, Dorado showed earliness
on maturity, allowing it to escape the negative effects of
moisture stress and low temperatures, presented at the end
of the grain filling stage.
The grain is of medium sized, with an average of 32 g/100
seeds and a weight range between 26 and 47 g/100 seeds
(Table 1). The Dorado’s grain is elliptical in cross section
and looks elliptical-cuboid in its external longitudinal
view. The coat color is cream with brown paints and
the hilum is yellow. Dorado showed an average yield
statistically (p< 0.01) lower than Pinto Saltillo’s in the
experimental plots, commercial demonstrations and
settled in different parts of the highlands of Mexico,
between 2009 and 2011 (Table 1).
The average yield was 1 554 kg ha-1 with a range between 617
kg ha-1 in the most critical situation, registered in Carbajal
de Arriba, Chihuahua in 2009 (Table 1) up to 3 706 kg ha-1
at the most favorable, observed in the Ejido Baje de Agua in
the municipality of Guerrero, Chihuahua in 2009. In some
test sites, as in the Ejido Baje de Agua, 2009 Chihuahua
and Durango, Durango, 2008, Dorado outperformed Pinto
Saltillo, but in most of the cases the control group showed
higher yield.
Considering the average between the localities, Dorado
showed a weight of hundred seeds statistically higher (p<
0.01) in relation to Pinto Saltillo, although, the moisture
stress caused reduction in the grain size, especially in
Carbajal de Arriba-2009, Benito Juárez-2009, Riva
Palacio-2010 and El Molino-2010, Chihuahua, recording
a weight of 26 g/100 seeds, due to low rainfall in
these environments (235 and 223 mm). In the analysis
of stability parameters, Dorado proved to be stable
even recorded a variety tendency to a better response
consistently for unfavorable environments (β i <1, S2 d=
0) (Figure 1). Whereas the witness Pinto Saltillo found
stability and tendency to respond better in consistently
good environments (β i> 1, S 2 d= 0) (Eberhart and Russell,
1966).
Dorado, nueva variedad de frijol pinto para el estado de Chihuahua
Si se considera el promedio entre localidades, Dorado
mostró un peso de cien semillas estadísticamente mayor
(p< 0.01) en relación con el registrado en Pinto Saltillo, a
pesar que el estrés de humedad causó reducción en el tamaño
del grano, especialmente en Carbajal de Arriba-2009,
Benito Juárez-2009, Riva Palacio-2010 y El Molino-2010,
Chihuahua, donde se registró un peso de 26 g/100 semillas,
debido a la lluvia escasa registrada en esos ambientes (235 y
223 mm). En el análisis de parámetros de estabilidad, Dorado
mostró ser una variedad estable aunque registró tendencia
a presentar mejor respuesta en ambientes desfavorables de
manera consistente (βi< 1; S2d= 0) (Figura 1). Por su parte
el testigo Pinto Saltillo demostró estabilidad y tendencia a
responder mejor en buenos ambientes de manera consistente
(βi> 1; S2d= 0) (Eberhart y Rusell, 1966).
Los resultados experimentales y de validación, demostraron
que Dorado exhibió rendimiento estadísticamente inferior
y valores estadísticamente mayores (p< 0.01) del tamaño
del grano, en relación con Pinto Saltillo. Dorado puede
sembrarse en Durango y otros estados con clima similar,
en el Altiplano de México, en suelos de diferentes texturas,
preferentemente bien drenados y con pH de 6 a 7. Puede
cultivarse en condiciones de temporal y riego, en áreas
con precipitación pluvial entre 350 y 450 mm, distribuidos
durante el ciclo del cultivo y temperatura media anual entre
16 y 22 °C, así como en áreas cálidas que disponen de agua
para riego durante el invierno.
En el Campo Experimental Sierra de Chihuahua,
ubicado en Cuauhtémoc, Chihuahua, se tiene la semilla
original de Dorado, con la cual se puede producir semilla
básica bajo contrato. Esta a su vez puede ofertarse a las
empresas productoras de granos y semillas; así como,
a asociaciones de productores interesados en producir
semilla certificada. Se considera que las características
calidad observadas en Dorado mejorarán el rendimiento,
4000
Dorado
Pinto Saltillo
3500
y= 0.9806x + 1452.8
R²= 0.92
3000
Rendimiento (kg ha-1)
El rendimiento promedio de Dorado fue de 1 554 kg ha-1 con
una fluctuación entre 617 kg ha-1 en el ambiente más crítico
registrado en Carbajal de Arriba, Chihuahua, durante 2009
(Cuadro 1), hasta 3 706 kg ha-1 en el más favorable observado
en el Ejido Baje de Agua, municipio de Guerrero, Chihuahua
en 2009. En algunos sitios de evaluación, como en el ejido
Baje de Agua, Chihuahua 2009 y Durango, Durango 2008,
Dorado superó en rendimiento a la variedad Pinto Saltillo;
sin embargo, en la mayoría de los casos el testigo mostró
rendimiento más alto.
1465
2500
y= 1.0194x + 1589.1
R²= 0.92
2000
1500
1000
500
-1000
-500
0
0
500
1000
1500
2000
2500
Índice ambiental
Figura 1. Valores observados y estimados para el rendimiento
con base en las ecuaciones de regresión (estabilidad)
obtenidas para las variedades de frijol Dorado y
Pinto Saltillo.
Figure 1. Observed and estimated values for yield based on
the regression equations (stability) obtained for the
varieties of beans Dorado and Pinto Saltillo.
The experimental results and validation showed that,
Dorado exhibited statistically lower yield and higher
grain size (p< 0.01) in relation to Pinto Saltillo. Dorado
can be planted in Durango and other States with similar
climate in the highlands of Mexico, in soils of different
textures, well-drained, preferably a pH 6 to 7. It can also
be grown in rainfed and irrigated conditions in areas with
rainfall between 350 and 450 mm, distributed during the
growing season and average annual temperature between
16 and 22 °C and in warm water available for irrigation
during the winter.
In the Experimental Field Sierra de Chihuahua, located
in Cuauhtémoc, Chihuahua, we have the original seed
of Dorado, with which to produce seeds under contract.
This in turn can be offered to the producers of grains and
seeds as well as associations of the producers interested
in producing certified seed. It is considered that, the
quality characteristics observed in Dorado improve the
yield, retain the success of Pinto Saltillo and are capable
for increasing the acceptance of beans produced in the
highlands of Mexico.
End of the English version
1466 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
conservarán el éxito obtenido con Pinto Saltillo y permitirán
el incremento de la aceptación del frijol producido en el
Altiplano de México.
Agradecimiento
La autora principal y coautores, agradecen a la Fundación
Produce Durango por el apoyo brindado para la generación
y validación de la variedad Dorado a través del proyecto:
validación de los nuevos materiales generados por la
investigación. El agradecimiento se hace extensivo a la
Fundación Produce Chihuahua, A. C. por el financiamiento
para la validación de la variedad en el estado de chihuahua,
la cual se incluyó en el proyecto: validación de tecnología
mediante el establecimiento de parcelas demostrativas y
divulgación de innovación en el cultivo de frijol.
Literatura citada
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H. R.; Pajarito, R. A. y Espinoza, A. J de J. 2009.
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México. INIFAP-CIRNOC-Campo Experimental
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(SNICS) 2011. Catálogo Nacional de Variedades
Vegetales (CNVV). México, D. F. 31 p.
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012 p. 1467-1474
Pinto Centauro, nueva variedad de frijol para el estado de Durango*
Pinto Centauro, new variety of beans for the State of Durango
Rigoberto Rosales Serna1§, Francisco Javier Ibarra Pérez2 y Evenor Idilio Cuéllar Robles1
Programa de Frijol, INIFAP-Durango. Carretera Durango-El Mezquital. Durango, Durango, México, km 4.5. C. P. 34170. Tel. 01 618 8260433. ([email protected]
gob.mx). 2Unidad Administrativa Regional Golfo-Centro- INIFAP. Melchor Ocampo 234 desp. 313. Col. Centro. Veracruz, México. C. P. 91700. Tel. 01 229 9320668.
([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected]
1
Resumen
Abstract
El frijol de grano pinto es la principal clase comercial
producida por los agricultores de temporal, en Durango.
En la actualidad se requieren variedades de frijol pinto con
grano tolerante al oscurecimiento de la testa, precoces a
madurez y grano más grande en relación con Pinto Saltillo,
la cual es la variedad más popular, por su vida de anaquel
prolongada y alto precio. El objetivo fue desarrollar una
variedad de frijol superior a Pinto Saltillo en precocidad,
tamaño de grano y calidad comercial. En el INIFAPDurango se registró en 2010 la variedad Pinto Centauro,
con el método genealógico, a partir de la cruza entre Pinto
Mestizo y Pinto Saltillo [(Pinto Mestizo/Pinto Saltillo)-5-4].
Esta variedad mostró rendimiento promedio de 1 220 kg
ha-1 y fluctuaciones entre 169 kg ha-1 hasta 2 935 kg ha-1. En
promedio Pinto Centauro, comparado con Pinto Saltillo,
resultó más precoz a madurez (90 vs. 94 días) y presentó
mayor tamaño del grano, medido con el peso de 100 semillas
(34 g vs. 31 g). El hábito crecimiento de Pinto Centauro es de
enredadera indeterminada, con guías cortas no trepadoras,
el promedio de altura del dosel es de 32 cm y la guía crece
68 cm. Pinto Centauro tiene granos de 34 g/100 semillas y
un intervalo de peso entre 28 y 42 g/100 semillas. El grano
es transversalmente elíptico, de forma externa reniforme,
color crema de la testa, pintas abundantes de color café
y el hilio es amarillo. Pinto Centauro mostró tolerancia a
la antracnosis y roya; así como valores medios y altos de
The pinto grains beans are the main commercial class
produced by rainfed farmers in Durango. Currently,
pinto grains beans varieties are required, tolerant to the
darkening of the testa, early grain maturity and larger
grains compared to Pinto Saltillo, which is the most
popular variety because of its long shelf-life and high
prices. The aim was to develop a superior variety of beans
than Pinto Saltillo, in earliness, grain size and commercial
quality. At INIFAP-Durango was recorded in 2010 Pinto
Centauro, with the pedigree method, from the cross
between Pinto Mestizo and Pinto Saltillo [(Pinto Mestizo/
Pinto Saltillo)-5-4]. This variety showed an average yield
of 1 220 kg ha-1 and fluctuations between 169 kg ha-1 to 2
935 kg ha-1. Pinto Centauro, on average compared to Pinto
Saltillo was found with earlier maturity (90 vs. 94. Days)
and presented higher grain size, measured by the weight of
100 seeds (34 g vs 31 g). The growth habit of Pinto Centauro
is of indeterminate vine with short non-climbing guides,
the average canopy height is 32 cm and 68 cm growing
guide. Pinto Centauro has 34 g/100 seeds and a weight
range from 28 to 42 g/100 seeds. The grain is transversely
elliptical, externally kidney-shaped, cream-colored seed
coat, rich brown paints and the hilum is yellow. Pinto
Centauro showed tolerance to anthracnose and rust, as
well as medium and high values of susceptibility to the
common blight and root rot. This variety is in the process
* Recibido: enero de 2012
Aceptado: junio de 2012
1468 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
susceptibilidad a tizón común y pudriciones de raíz. Esta
variedad está en proceso de difusión para establecer sus
posibilidades de adopción, adaptabilidad y potencial para
incrementar el rendimiento y la calidad del frijol pinto
producido en Durango.
Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., calidad, mercado,
productividad.
En 2010, en el estado de Durango, se cosecharon con frijol
común (Phaseolus vulgaris L.) 201 mil hectáreas y se
produjeron 96 mil toneladas de grano, con un rendimiento
medio de 480 kg ha-1 (SIAP, 2011). En los últimos años
se ha registrado especialización en los agricultores de
temporal para producir frijol pinto en Durango debido a
la aceptación de mercado registrada en la variedad Pinto
Saltillo (Ávila et al., 2009). Los productores y comerciantes
de frijol consideran que Pinto Saltillo es una buena opción
debido a mayor vida de anaquel y el incremento del precio
pagado al agricultor. El grano de la variedad Pinto Saltillo
muestra un peso promedio de 30 g/100 semillas, lo cual se
considera como pequeño según el criterio de los productores,
comerciantes y consumidores. Las semillas grandes (entre
35 y 45 g/100 semillas) son las más aceptadas en la industria
empacadora, por lo que los productores y acopiadores rurales
buscan este tipo de grano y le otorgan un sobreprecio.
El desarrollo de nuevas variedades debe combinar la
tolerancia al oscurecimiento acelerado de la testa y tener
grano de tamaño más grande en relación con la variedad
Pinto Saltillo, considerado actualmente como referencia de
calidad. Además, se requieren variedades de ciclo precoz (85
días a madurez) para incrementar el grado de certidumbre
de la cosecha, mediante la reducción de riesgos ocasionados
por la escasa humedad y temperaturas bajas registradas
al final del periodo de llenado de grano del frijol. Con
ello, se reducirán los problemas productivos, se mejorará
la comercialización y se incrementarán los beneficios
obtenidos por los agricultores dedicados al cultivo de frijol.
El programa de frijol del Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP)-Durango,
desarrolló cinco variedades mejoradas de frijol pinto
(Rosales et al., 2009), las cuales fueron validadas para
determinar su adaptación en Durango y otras entidades del
Altiplano Semiárido de México. Entre las cinco variedades
registradas en 2010 por el programa de frijol del INIFAPDurango se encuentra Pinto Centauro, la cual se ha validado
en diferentes localidades y años para establecer su nivel
Rigoberto Rosales Serna et al.
of diffusion to determine its potential for adoption,
adaptability and potential to increasing yield and quality of
pinto beans produced in Durango.
Key words: Phaseolus vulgaris L., quality, market
productivity.
In 2010, in the State of Durango, 201 hectares were harvested
with common beans (Phaseolus vulgaris L.) and produced
96 000 tons of grain, with an average yield of 480 kg ha-1
(SIAP, 2011). In recent years there has been specializing in
rainfed farmers to produce pinto beans in Durango because
the registered market acceptance of Pinto Saltillo (Ávila
et al., 2009). The producers and traders believe that Pinto
Saltillo is a good choice because of its longer shelf-life and
increased price paid to the farmers. The grain of Pinto Saltillo
shows an average weight of 30 g/100 seeds, considered small
at the discretion of the producers, traders and consumers.
Large seeds (35 to 45 g/100 seeds) are the most accepted
in the packing industry, so that the rural producers and
collectors are looking for this type of grain.
The development of new varieties must combine tolerance
to the accelerated darkening of the testa and present larger
grain size in relation to Pinto Saltillo´s, seen as the quality
reference. In addition, it requires early cycle varieties (85
days to maturity) to increase the certainty of the harvest by
reducing risks caused by low humidity and low temperatures
recorded at the end of the grain-filling period. This will
reduce production problems, improving the marketing and
increasing the benefits to the farmers.
The bean program of the National Research Institute for
Forestry, Agriculture and Livestock (INIFAP)-Durango,
developed five improved varieties of pinto beans (Rosales et
al., 2009), which were validated to determine its adaptation
in Durango and other semi-arid entities in the highlands of
Mexico. Among these five varieties in 2010 by the bean
program INIFAP-Durango is Pinto Centauro, validated
in different locations and years to establish its level of
tolerance to the environmental factors that usually reduce the
productivity and grain quality. Among the factors that reduce
the productivity of beans in Durango excels the water stress
caused by shortage of rainfall and soil´s conditions, such as
sandy soils, shallow and low moisture retention capacity.
In Durango, low levels of available soil moisture and high
environmental demand periods cause water stress in the
plants and thereby decreasing the yield and grain quality. A
Pinto Centauro, nueva variedad de frijol para el estado de Durango
de tolerancia a los factores ambientales que reducen la
productividad y calidad del grano de frijol. Entre los
factores que reducen la productividad del frijol en Durango
sobresale el estrés hídrico ocasionado por escases de lluvia
y las condiciones edáficas, como son suelos arenosos, poco
profundos y con baja capacidad de retención de humedad.
En Durango, los niveles bajos de humedad aprovechable
en el suelo y la demanda ambiental alta ocasionan periodos
de estrés hídrico en las plantas y con ello se disminuye
el rendimiento y calidad del grano. Algunos años las
temperaturas bajas registradas desde finales de septiembre
ocasionan heladas y pérdidas totales del rendimiento de
frijol. Por ello, son recomendables variedades de ciclo
precoz (85 días a madurez) y que ajusten su ciclo biológico
en respuesta a la disponibilidad de agua y variación de la
temperatura (Rosales et al., 2004).
Otro factor que reduce el rendimiento y calidad del
frijol en Durango son las enfermedades, entre las que
sobresalen antracnosis (Colletotrichum lindemuthianum),
roya (Uromyces appendiculatus var. appendiculatus) y
tizón común (Xanthomonas campestris= axonopodis pv.
phaseoli) (Ibarra et al., 2009). Para afrontar la problemática
de producción del frijol en Durango, es necesario
generar variedades precoces, adaptadas al estrés hídrico,
tolerantes a las enfermedades y con grano de alta calidad
comercial. El programa de frijol del INIFAP-Durango
generó la variedad Pinto Centauro, la cual ha mostrado
rendimiento estadísticamente similar y tamaño de grano
significativamente mayor, en relación con Pinto Saltillo
(Cuadro 1).
La variedad mejorada de frijol Pinto Centauro se originó de
la cruza simple entre Pinto Mestizo y Pinto Saltillo, realizada
en el INIFAP-Durango (Rosales et al., 2009). El objetivo
del cruzamiento fue obtener líneas mejoradas precoces,
adaptadas en áreas con lluvia escasa (350-480 mm),
resistentes a enfermedades, testa tolerante al oscurecimiento
y grano de mayor tamaño (34-45 g/100 semillas) en relación
con Pinto Saltillo (30 g/100 semillas). La variedad Pinto
Mestizo, se utilizó como fuente de genes para precocidad y
tamaño grande de la semilla (42 g/100 semillas) (Rosales et
al., 2004), adaptación en condiciones limitadas de humedad
y calidad comercial del grano. Pinto Saltillo se utilizó por su
resistencia al oscurecimiento acelerado de la testa (Sánchez
et al., 2009) y adaptación productiva en los sistemas de
cultivo utilizados en Durango.
1469
few years present low temperatures since late September,
causing frosts and the total loss of the crop. Therefore,
varieties of early cycle are recommended (85 days to
maturity) and adjust their life cycle in response to the water
availability and temperature variation (Rosales et al., 2004).
Another factor that reduces the yield and quality of the
beans in Durango are diseases, such as anthracnose
(Colletotrichum lindemuthianum), rust (Uromyces
appendiculatus var. appendiculatus) and common blight
(Xanthomonas campestris pv= Phaseoli axonopodis.)
(Ibarra et al., 2009). To address the problem of the bean
production in Durango, it is necessary to generate early
varieties, adapted to water stress, disease tolerant and high
commercial grain quality. The bean program INIFAPDurango generated Pinto Centauro, which has shown similar
performance statistically significantly higher in grain size
in relation to Pinto Saltillo’s (Table 1).
The improved bean variety Pinto Centauro originated from
the single cross between Pinto Mestizo and Pinto Saltillo,
held at the INIFAP-Durango (Rosales et al., 2009). The aim
of the cross was to obtain early breeding lines adapted in
areas with low rainfall (350-480 mm), resistant to diseases,
tolerant to the seed coat darkening and with larger grains
(34-45 g/100 seeds) compared to Pinto Saltillo (30 g/100
seeds). Pinto Mestizo was used as a source of genes for
early maturity and larger seeds (42 g/100 seeds) (Rosales
et al., 2004), adaptation in conditions of limited moisture
and commercial quality of the grain. Pinto Saltillo was used
for resistance to the rapid darkening of the testa (Sánchez et
al., 2009) and adaptation of production in farming systems
used in Durango.
In the development of Pinto Centauro the method of breeding
pedigree (genealogic) was used, that involves crossing the
parents, followed by individual selection (F2) and mass
(F3 and up). The selection criteria were disease tolerance,
earliness, and yield and grain quality. The original crossing
(F1) was obtained in 2003 and advanced to F2 generation in
Los Mochis, Sinaloa during the autumn-winter, 2003-2004.
In 2004 there were individual selections (F2) in Durango,
based on the plant’s vigor, disease tolerance, pod’s filling
and commercial quality of the grain. The plants were selected
with the highest weight of 100 seeds to increase the chances
of obtaining lines with larger grains compared to Pinto
Saltillo´s, showing between 31-34 g/100 seeds (Sánchez
et al., 2009).
Rigoberto Rosales Serna et al.
1470 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Cuadro 1. Características de la variedad de frijol Pinto Centauro en relación con Pinto Saltillo en evaluaciones realizadas
en el Altiplano de México. 2009-2011.
Table 1. Characteristics of the variety of beans Pinto Centauro in relation to Pinto Saltillo in evaluations made in the
highlands of Mexico. 2009-2011.
Localidad/Año
Variedad
Durango, Dgo. 2009
Durango, Dgo. 2009
Pabellón, Ags. 2009
Pabellón, Ags. 2009
Durango, Dgo. 2010
Durango, Dgo. 2010
La Soledad, Dgo. 2010
La Soledad, Dgo. 2010
Madero, Dgo. 2010
Madero, Dgo. 2010
Calera, Zac. 2010
Calera, Zac. 2010
Durango, Dgo. 2011
Durango, Dgo. 2011
Madero, Dgo. 2011
Madero, Dgo. 2011
Pabellón, Ags. 2011
Pabellón, Ags. 2011
Promedio
Promedio
Promedio General
*
CV (%)
**
DMS0.05
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
P. Centauro
P. Saltillo
Días a madurez
Rendimiento kg ha-1
Peso de 100 semillas (g)
97
97
--89
97
81
88
89
98
95
98
95
98
90
93
86
84
90
94
92
---
2 935
3 072
763
1 421
746
717
1 558
616
788
825
1 205
561
880
1 237
169
220
1 438
1 531
1 220a
1 213a
1 217
20
108
42
39
28
26
35
32
32
27
34
34
30
27
33
30
30
27
33
29
34a
31b
32
4
1
*CV= coeficiente de variación; **DMS= diferencia mínima significativa. a-bLiterales que denotan diferencias altamente significativas (p< 0.01) entre variedades a
través de ambientes.
En el desarrollo de Pinto Centauro se empleó el método
de mejoramiento genético de pedigrí (genealógico), que
implica el cruzamiento de los progenitores, seguido de
selección individual (F2) y en masa (F3 en adelante). Los
criterios de selección fueron la tolerancia a enfermedades,
precocidad, rendimiento y calidad de grano. El cruzamiento
original (F1) se obtuvo durante 2003 y se avanzó a la
generación F2 en Los Mochis, Sinaloa durante el ciclo otoñoinvierno de 2003-2004. En 2004 se realizaron selecciones
individuales (F2) en Durango, con base en el vigor de la
planta, tolerancia a enfermedades, carga de vainas y calidad
comercial del grano. Se seleccionaron las plantas con mayor
peso de 100 semillas, para incrementar las posibilidades de
obtener líneas con grano de mayor tamaño en comparación
con Pinto Saltillo, el cual muestra entre 31-34 g/100 semillas
(Sánchez et al., 2009).
Las plantas F3 seleccionadas se avanzaron generacionalmente
durante el ciclo otoño-invierno de 2004-2005 en Los Mochis,
Sin. En el ciclo primavera-verano de 2005 se evaluaron
The selected F3 plants were advanced by generations
during the autumn-winter, 2004-2005 in Los Mochis,
Sinaloa. In the spring-summer, 2005 were evaluated in
Durango and Francis I. Madero the families (F4) in a
nursery for observation, without repetition, in order to
select those that showed tolerance to diseases and higher
commercial grain quality, visually assessed. F5 seeds of
the selected families were moved generationally in Los
Mochis, Sinaloa in the winter of 2005-2006. Then, in the
spring-summer 2006, planted a nursery to observe the
lines of better grain quality, among which stood the line
Pinto Mestizo/Pinto Saltillo-5. In this cycle individual
selections were obtained again, based on the size and
physical appearance of the grain.
F7 lines selected in 2006 were incremented in Los Mochis,
Sinaloa and, after the harvest were selected only the F8
lines that showed better grain quality, classified based
on its size, color and shape. The line Pinto Mestizo/Pinto
Saltillo was coded 5-4 PT08008 and included observation
Pinto Centauro, nueva variedad de frijol para el estado de Durango
en Durango y Francisco I. Madero las familias (F4) en un
vivero de observación, sin repeticiones, para seleccionar
aquellas que mostraron tolerancia a las enfermedades
y grano de mayor calidad comercial, la cual se evaluó
visualmente. La semilla F5 de las familias seleccionadas
se avanzó generacionalmente en Los Mochis, Sin., en el
invierno 2005-2006. Después, en el ciclo primavera-verano
de 2006 se sembró un vivero de observación de las líneas de
mejor calidad del grano, entre las cuales sobresalió la línea
Pinto Mestizo/Pinto Saltillo-5. En este ciclo se obtuvieron
nuevamente selecciones individuales con base en el tamaño
y apariencia física del grano.
Las líneas F7 seleccionadas en 2006 se incrementaron
en Los Mochis, Sinaloa y después de la cosecha sólo se
seleccionaron las líneas F8 que mostraron mejor calidad del
grano, clasificada con base en el tamaño, color y forma.
La línea Pinto Mestizo/Pinto Saltillo 5-4 se codificó como
PT08008 y se incluyó nuevamente en viveros de observación,
para evaluarla con base en su uniformidad, tolerancia a las
enfermedades y adaptación en el estado de Durango. En el
ciclo otoño-invierno de 2008-2009 se reprodujo semilla de
la línea PT08008 en Los Mochis, Sinaloa y durante 20092011 se evaluó en nueve ambientes de Durango, Chihuahua,
Zacatecas y Aguascalientes, donde obtuvo un rendimiento
promedio de 1 220 kg ha-1 (Cuadro 1). Debido a la aceptación
que tuvo la línea PT08008, entre los encargados de empresas
comercializadoras de granos y semillas, se decidió registrarla
como variedad comercial con el nombre de Pinto Centauro.
La variedad de frijol Pinto Centauro recibió un código
de registro provisional (2387-FRI-060-110210/C) y otro
definitivo (FRI-061-260210), los cuales fueron otorgados
por el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de
Semillas (SNICS). Ésta variedad muestra tipo de crecimiento
con enredadera indeterminada y guías cortas no trepadoras
(SNICS, 2001), lo cual es equivalente con el hábito de
crecimiento indeterminado postrado (Tipo III) (CIAT, 1984).
La altura promedio del dosel de esta variedad es de 32 cm y
la longitud de la guía puede alcanzar 68 cm.
Pinto Centauro florece entre 36 y 41 días después de la siembra
y madura en un promedio de 90 días después de la siembra,
con fluctuaciones entre 81 y 97 días. En esta variedad, el
periodo entre la floración y madurez es influenciado por las
características del sitio de siembra. En pruebas experimentales
y siembras comerciales de frijol, realizadas en Durango, Pinto
Centauro ha mostrado tolerancia a la mayoría de las razas
de antracnosis, roya y tizón común.
1471
nursery again, to evaluate it based on its uniformity,
disease tolerance and adaptation in the State of Durango.
In the autumn-winter 2008-2009 was reproduced seed
PT08008 line in Los Mochis, Sinaloa, and during 20092011 was evaluated in nine environments of Durango,
Chihuahua, Zacatecas and Aguascalientes, obtaining
an average yield of 1 220 kg ha-1 (Table 1). Due to the
acceptance that the PT08008 line had, including trading
companies responsible for grain and seeds, it was decided
to register it as a commercial variety with the name of
Pinto Centauro.
Pinto Centauro received a provisional registration code
(2387-FRI-060-110210/C) and a final one (FRI-061260210). This variety has an indeterminate vine growth
and short non-climbing guides (SNICS, 2001), equivalent
to the prostrate indeterminate growth habit (type III)
(CIAT, 1984). The average height of the canopy of this
variety is 32 cm and length of the guide can reach up to
68 cm.
Pinto Centauro blooms between 36 and 41 days after
planting and mature at an average of 90 days after sowing,
with fluctuations between 81 and 97 days. In this range, the
period between flowering and maturity is influenced by the
characteristics of the planting site. In experimental trials
and commercial plantings of beans made in Durango, Pinto
Centauro has shown tolerance to most races of anthracnose,
rust and common blight.
Pinto Centauro is sensitive to photoperiodism and when
grown under irrigation and the days are long and warm
(close to 14 hours of sunlight and temperatures above 25
°C), it increases the duration of its stages of development,
so is possible to observe a biological cycle length between
97 and 110 days. In contrast, in places where it is sown in
warm water conditions during the winter and the days are
shorter (11 h of sunlight), it starts flowering earlier (30-35
days after planting) and mature early as well (70-80 days
after planting). These, drastically reduces the yield due to
the poor growth of the plant. In the semiarid highlands,
Pinto Centauro was four days earlier in maturity compared
to Pinto Saltillo, allowing it to escape the negative effects
of water stress and low temperatures recorded at the end of
the grain filling stage.
Pinto Centauro is of medium size, with an average of 34
g/100 seeds and a weight range between 27 and 42 g/100
seeds (Table 1). Its seed´s shape is elliptical, in cross
1472 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Pinto Centauro es sensible al fotoperiodo y cuando se
siembra en condiciones de riego y los días son largos y cálidos
(cercanos a 14 h de luz solar y temperaturas superiores a 25
°C) se incrementa la duración de sus etapas de desarrollo, por
lo que es posible observar una duración del ciclo biológico
entre 97 y 110 días. Por el contrario, en sitios cálidos donde
se siembra en condiciones de riego durante el invierno y los
días son cortos (11 h de luz solar) el frijol inicia la floración
de manera temprana (30-35 días después de la siembra) y
madura anticipadamente (70-80 días después de la siembra).
Lo anterior, reduce drásticamente el rendimiento debido al
pobre crecimiento de la planta. En el Altiplano Semiárido,
Pinto Centauro resultó cuatro días más precoz a madurez en
comparación con Pinto Saltillo, lo cual le permitió escapar a
los efectos negativos del estrés hídrico y bajas temperaturas,
registradas al final de la etapa de llenado de grano.
El grano de Pinto Centauro es de tamaño mediano, con un
promedio de 34 g/100 semillas y un intervalo de peso entre
27 y 42 g/100 semillas (Cuadro 1). La forma de la semilla
de Pinto Centauro es elíptica, en su corte transversal y
muestra una apariencia reniforme en la figura externa. El
color es crema con pintas abundantes de color café y el hilio
es amarillo. La variedad de frijol Pinto Centauro mostró un
promedio de rendimiento estadísticamente similar a Pinto
Saltillo, en las parcelas experimentales, demostrativas y
comerciales que se establecieron en diferentes localidades
del Altiplano Semiárido de México entre 2009 y 2011
(Cuadro 1).
El rendimiento promedio de Pinto Centauro fue de 1 220
kg ha-1 con una fluctuación entre 169 kg ha-1 en el ambiente
más crítico registrado en Francisco I. Madero, Durango,
durante 2011 (Cuadro 1), hasta 2 935 kg ha-1 en el más
favorable observado bajo condiciones de riego en Durango,
Durango, en 2009. En algunos sitios de evaluación, como en
La Soledad, Durango y Calera de Víctor Rosales, Zacatecas,
Pinto Centauro superó en rendimiento a la variedad Pinto
Saltillo; sin embargo, resultaron estadísticamente iguales en
el promedio entre ambientes. Si se considera el promedio entre
localidades, Pinto Centauro mostró un peso de cien semillas
estadísticamente mayor (p< 0.01) en relación con el registrado
en Pinto Saltillo, a pesar que el estrés hídrico causó reducción
en el tamaño del grano, especialmente en Francisco I. Madero,
Durango, en 2011, donde llovió sólo 199 mm (CONAGUA,
2012) en comparación con 530 registrados en el promedio
histórico (Medina et al., 2005).
Rigoberto Rosales Serna et al.
section and shows a reniform appearance in external
figure. The color is cream with rich brown paints and the
hilum is yellow. Pinto Centauro showed an average yield
statistically similar to Pinto Saltillo in the experimental
plots, commercial demonstrations and settled in different
parts of the highlands of Mexico between 2009 and 2011
(Table 1).
The average yield of Pinto Centauro was 1 220 kg ha-1
with a range between 169 kg ha-1 in the most critical
situation, registered in Francisco I. Madero, Durango,
during 2011 (Table 1), up to 2 935 kg ha-1 in the most
favorable one, observed under irrigation in Durango,
Durango in 2009. In some test sites, such as in La Soledad,
Durango and Calera de Victor Rosales, Zacatecas,
Pinto Centauro outperformed Pinto Saltillo; however,
they were statistically equal on average between
the environments. Considering the average between
locations, Pinto Centauro showed a weight of hundred
seeds statistically higher (p< 0.01) compared to Pinto
Saltillo, although, the water stress caused a reduction in
grain size, especially in Francis I. Madero, Durango, in
2011, where it rained only 199 mm (CNA, 2012) compared
to 530 recorded in the historical average (Medina et al.,
2005).
In the analysis of stability parameters, Pinto Centauro
proved to be a stable, tending to respond better in
consistently unfavorable environments (βi< 1, S2 d= 0)
(Figure 1). Pinto Saltillo demonstrated performance
stability across the environments of study, but showed
a tendency to respond better in consistently favorable
environments (βi> 1, S 2 d= 0) (Eberhart and Russell,
1966).
The experimental results and validation showed that
Pinto Centauro exhibited yield statistically similar and
statistically higher values (p< 0.01) of grain size in relation
to Pinto Saltillo. Pinto Centauro can be planted in Durango
and other States with similar climate in the highlands of
Mexico, in soils with different textures, well-drained,
preferably of pH 6 to 7. It can be grown in rainfed and
irrigated conditions, in areas with rainfall between 350
and 450 mm, distributed during the growing season and,
with an average annual temperature between 16 and 22
°C, as well as in warm regions with water available for
irrigation during the winter.
Pinto Centauro, nueva variedad de frijol para el estado de Durango
Los resultados experimentales y de validación,
demostraron que Pinto Centauro exhibió rendimiento
estadísticamente similar y valores estadísticamente
mayores (p< 0.01) del tamaño del grano, en relación
con Pinto Saltillo. Pinto Centauro puede sembrarse
en Durango y otros estados con clima similar, en el
Altiplano de México, en suelos de diferentes texturas,
preferentemente bien drenados y con pH de 6 a 7. Puede
cultivarse en condiciones de temporal y riego, en áreas
con precipitación pluvial entre 350 y 450 mm, distribuidos
durante el ciclo del cultivo y temperatura media anual
entre 16 y 22 °C, así como en áreas cálidas que disponen
de agua para riego durante el invierno.
En el INIFAP-Durango se tiene la semilla original de Pinto
Centauro, con la cual se puede producir semilla básica
bajo contrato. Esta a su vez puede ofertarse a las empresas
productoras de granos y semillas; así como, a asociaciones
de productores interesados en producir semilla certificada.
Se considera que las características de Pinto Centauro
mejorarán el rendimiento, conservarán el éxito obtenido
con Pinto Saltillo y permitirán el incremento de la
aceptación del frijol producido en el Altiplano Semiárido
de México. Esta variedad se encuentra actualmente en
proceso de difusión con la finalidad promover su adopción
en Durango, Zacatecas, Chihuahua y otras entidades de
México.
Agradecimiento
Los autores agradecen a la Fundación Produce Durango, A.
C. por el apoyo brindado para la generación y validación de
la variedad Pinto Centauro a través del proyecto: validación
de los nuevos materiales generados por la investigación
(10-2008-0667).
Pinto Centauro
Pinto Saltillo
Rendimiento (kg ha-1)
En el análisis de parámetros de estabilidad, Pinto
Centauro mostró ser una variedad estable, con tendencia
a responder mejor en ambientes desfavorables de
manera consistente (βi< 1; S2d= 0) (Figura 1). Por su
parte el testigo Pinto Saltillo demostró estabilidad en el
rendimiento a través de los ambientes de estudio, aunque
presentó tendencia a responder mejor en ambientes
favorables en forma consistente (βi> 1; S2d= 0) (Eberhart
y Rusell, 1966).
1473
3500
y= 1.0409x + 1133.3
R²= 0.92
3000
2500
2000
y= 0.9591x + 1164.7
R²= 0.91
1500
1000
500
0
-1500
-1000
-500
0
500
Ambiente desfavorable Índice ambiental
1000
1500
2000
Ambiente favorable
Figura 1. Valores observados y estimados para el rendimiento
con base en las ecuaciones de regresión (estabilidad)
obtenidas para las variedades de frijol Pinto
Centauro y Pinto Saltillo.
Figure 1. Observed and estimated values for yield, based on
the regression equations (stability) obtained for
Pinto Centauro and Pinto Saltillo.
At the INIFAP-Durango, we have the original seed of Pinto
Centauro, to produce basic seed under contract. This in turn
can be offered to producers of grains and seeds as well as
associations of producers interested in producing certified
seed. It is considered that, the characteristics of Pinto Centauro
improve its yield, retains the success of Pinto Saltillo’s and, is
also capable to increasing the acceptance of the beans produced
in the semiarid highlands of Mexico. This variety is currently
being broadcast in order to promote its adoption in Durango,
Zacatecas, Chihuahua, Mexico and other entities as well.
End of the English version
Literatura citada
Ávila, M. M. R.; González, R. H.; Rosales, S. R.; Zandate,
H. R.; Pajarito, R. A. y Espinoza, A. J de J. 2009.
Diagnóstico y adopción de la variedad de frijol Pinto
Saltillo en la región temporalera del norte centro de
México. INIFAP-CIRNOC-Campo Experimental
Sierra de Chihuahua. Cd. Cuauhtémoc, Chihuahua.
México. Folleto científico Núm. 12. 48 p.
1474 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 7 1 de septiembre - 31 de octubre, 2012
Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). 1984.
Morfología de la planta de frijol común (Phaseolus
vulgaris L.). 2a ed. Cali, Colombia. Serie: 04SB09.01. 56 p.
Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). 2012. Base de
datos proporcionada por la Subdirección Técnica
Operativa. Dirección Local Durango. Durango,
Durango. México, D. F.
Eberhart, S. A. and Rusell, W. A. 1966. Stability parameters
for comparing varieties. Crop Sci. 6:36-40.
Ibarra, P. F. J.; Rosales, S. R.; Navarrete, M. R.; Acosta, G.
J. A.; Cuéllar, R. E. I.; Nava, B. C. A. and Kelly, J.
D. 2009. Control de la bacteriosis común del frijol
en Durango, México. Agrofaz Venecia, Durango.
México. 8:49-58.
Medina, G. G.; Díaz, P. G.; López, H. J.; Ruiz, C. J. A. y
Marín, S. M. 2005. Estadísticas climatológicas
básicas del estado de Durango (Período 19612003). Libro Técnico Núm. 1. INIFAP-CIRNOCCampo Experimental Valle del Guadiana. Durango,
Durango. México. 224 p.
Rigoberto Rosales Serna et al.
Rosales, S. R.; Kohashi, S. J.; Acosta, G. J. A.; Trejo, L.
C.; Ortiz, C. J. and Kelly, J. D. 2004. Biomass
distribution, maturity acceleration and yield in
drought-stressed common bean cultivars. Field
Crops Res. 85: 203-211.
Rosales, S. R.; Acosta, G. J. A.; Ibarra, P. F. J.; Cuéllar, R. E. I. y
Nava, B. C.A. 2009. Validación de líneas y variedades
mejoradas de frijol en Durango. INIFAP-Campo
Experimental Valle de Guadiana. Durango, Durango.
México, D. F. Publicación especial Núm. 36. 84 p.
Sánchez, V. I.; Acosta, G. J. A.; Ibarra, P. F. J.; Rosales, S.
R. y Cuéllar, R. E. I. 2009. Pinto Saltillo: variedad
mejorada de frijol para el estado de Durango. INIFAPCIRNOC-Campo Experimental Valle del Guadiana.
Durango, México. Folleto técnico Núm. 3 28 p.
Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP).
2011. http://www.siap.gob.mx/. (consultado en
marzo de 2011).
Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas.
(SNICS) 2011. Catálogo Nacional de Variedades
Vegetales (CNVV). México, D. F. 31 p.
INSTRUCCIONES PARA AUTORES(AS)
La Revista Mexicana en Ciencias Agrícolas (REMEXCA),
ofrece a los investigadores(as) en ciencias agrícolas y
áreas afines, un medio para publicar los resultados de las
investigaciones. Se aceptarán escritos de investigación
teórica o experimental, en los formatos de artículo científico,
nota de investigación, ensayo y descripción de cultivares.
Cada documento será arbitrado y editado por un grupo de
expertos(as) designados por el Comité Editorial; sólo se
aceptan escritos originales e inéditos en español o inglés y
que no estén propuestos en otras revistas.
Las contribuciones a publicarse en la REMEXCA, deberán
estar escritas a doble espacio (incluidos cuadros y figuras)
y usando times new roman paso 11 en todo el manuscrito,
con márgenes de 2.5 cm en los cuatro lados. Las cuartillas
estarán numeradas en la esquina inferior derecha y numerar
los renglones iniciando con 1 en cada página. Los apartados:
resumen, introducción, materiales y métodos, resultados,
discusión, conclusiones, agradecimientos y literatura citada,
deberán escribirse en mayúsculas y negritas alineadas a la
izquierda.
Artículo científico. Escrito original e inédito que se
fundamenta en resultados de investigaciones, en los que se ha
estudiado la interacción de dos o más tratamientos en varios
experimentos, localidades y años para obtener conclusiones
válidas. Los artículos deberán tener una extensión máxima
de 20 cuartillas (incluidos cuadros y figuras) y contener los
siguientes apartados: 1) título; 2) autores(as); 3) institución
de trabajo de autores(as); 4) dirección de los autores(as) para
correspondencia y correo electrónico; 5) resumen; 6) palabras
clave; 7) introducción; 8) materiales y métodos; 9) resultados
y discusión; 10) conclusiones y 11) literatura citada.
Descripción de cultivares. Escrito hecho con la finalidad
de proporcionar a la comunidad científica, el origen y las
características de la nueva variedad, clon, híbrido, etc; con
extensión máxima de ocho cuartillas (incluidos cuadros
y figuras), contiene los apartados 1 al 6 y 11 del artículo
científico. Las descripciones de cultivares es en texto
consecutivo, con información relevante sobre la importancia
del cultivar, origen, genealogía, método de obtención,
características fenotípicas y agronómicas (condiciones
climáticas, tipo de suelo, resistencia a plagas, enfermedades
y rendimiento), características de calidad (comercial,
industrial, nutrimental, etc) y disponibilidad de la semilla.
Formato del escrito
Título. Debe aportar una idea clara y precisa del escrito,
utilizando 13 palabras como máximo; debe ir en mayúsculas
y negritas, centrado en la parte superior.
Autores(as). Incluir un máximo de seis autores, los nombres
deberán presentarse completos (nombres y dos apellidos).
Justificados inmediatamente debajo del título, sin grados
académicos y sin cargos laborales; al final de cada nombre
se colocará índices numéricos y se hará referencia a estos,
inmediatamente debajo de los autores(as); en donde, llevará
el nombre de la institución al que pertenece y domicilio
oficial de cada autor(a); incluyendo código postal, número
telefónico y correos electrónicos; e indicar el autor(a) para
correspondencia.
Resumen y abstract. Presentar una síntesis de 250 palabras
como máximo, que contenga lo siguiente: justificación,
objetivos, lugar y año en que se realizó la investigación, breve
descripción de los materiales y métodos utilizados, resultados,
y conclusiones; el texto se escribe en forma consecutiva.
Nota de investigación. Escrito que contiene resultados
preliminares y transcendentes que el autor(a) desea publicar
antes de concluir su investigación; su extensión es de ocho
cuartillas (incluidos cuadros y figuras); contiene los mismos
apartados que un artículo científico, pero los incisos 7 al 9 se
escribe en texto consecutivo; es decir, sin el título del apartado.
Palabras clave y key words. Se escriben después del
resumen y sirven para incluir al artículo científico en índices
y sistemas de información. Seleccionar tres o cuatro palabras
y no incluir palabras utilizadas en el título. Los nombres
científicos de las especies mencionadas en el resumen,
deberán colocarse como palabras clave y key words.
Ensayo. Escrito recapitulativo generado del análisis de temas
importantes y de actualidad para la comunidad científica,
en donde el autor(a) expresa su opinión y establece sus
conclusiones sobre el tema tratado; deberá tener una extensión
máxima de 20 cuartillas (incluidos cuadros y figuras). Contiene
los apartados 1 al 6, 10 y 11 del artículo científico. El desarrollo
del contenido del ensayo se trata en apartados de acuerdo al
tema, de cuya discusión se generan conclusiones.
Introducción. Su contenido debe estar relacionado con el
tema específico y el propósito de la investigación; señala el
problema e importancia de la investigación, los antecedentes
bibliográficos que fundamenten la hipótesis y los objetivos.
Materiales y métodos. Incluye la descripción del sitio
experimental, materiales, equipos, métodos, técnicas y
diseños experimentales utilizados en la investigación.
Resultados y discusión. Presentar los resultados obtenidos
en la investigación y señalar similitudes o divergencias con
aquellos reportados en otras investigaciones publicadas. En la
discusión resaltar la relación causa-efecto derivada del análisis.
Conclusiones. Redactar conclusiones derivadas de los
resultados relevantes, relacionados con los objetivos e
hipótesis del trabajo.
Literatura citada. Incluir preferentemente citas bibliográficas
recientes de artículos científicos de revistas reconocidas, no
incluir resúmenes de congresos, tesis, informes internos,
página web, etc. Todas las citas mencionadas en el texto
deberán aparecer en la literatura citada.
Observaciones generales
En el documento original, las figuras y los cuadros deberán
utilizar unidades del Sistema Internacional (SI). Además,
incluir los archivos de las figuras por separado en el programa
original donde fue creado, de tal manera que permita, de ser
necesario hacer modificaciones; en caso de incluir fotografías,
estas deben ser originales, escaneadas en alta resulución y
enviar por separado el archivo electrónico. El título de las
figuras, se escribe con mayúsculas y minúsculas, en negritas;
en gráfica de barras y pastel usar texturas de relleno claramente
contrastantes; para gráficas de líneas, usar símbolos diferentes.
El título de los cuadros, se escribe con mayúsculas y
minúsculas, en negritas; los cuadros no deben exceder de una
cuartilla, ni cerrarse con líneas verticales; sólo se aceptan tres
líneas horizontales, las cabezas de columnas van entre las
dos primeras líneas y la tercera sirve para terminar el cuadro;
además, deben numerarse en forma progresiva conforme se
citan en el texto y contener la información necesaria para que
sean fáciles de interpretar. La información contenida en los
cuadros no debe duplicarse en las figuras y viceversa, y en
ambos casos incluir comparaciones estadísticas.
Las referencias de literatura al inicio o en medio del texto, se
utiliza el apellido(s) y el año de publicación entre paréntesis;
por ejemplo, Winter (2002) o Lindsay y Cox (2001) si son
dos autores(as). Si la cita es al final del texto, colocar entre
paréntesis el apellido(s) coma y el año; ejemplo: (Winter,
2002) o (Lindsay y Cox, 2001). Si la publicación que se cita
tiene más de dos autores(as), se escribe el primer apellido del
autor(a) principal, seguido la abreviatura et al. y el año de la
publicación; la forma de presentación en el texto es: Tovar
et al. (2002) o al final del texto (Tovar et al., 2002). En el
caso de organizaciones, colocar las abreviaturas o iniciales;
ejemplo, FAO (2002) o (FAO, 2002).
Formas de citar la literatura
Artículos en publicaciones periódicas. Las citas se deben
colocar en orden alfabético, si un autor(a) principal aparece
en varios artículos de un mismo año, se diferencia con letras
a, b, c, etc. 1) escribir completo el primer apellido con coma
y la inicial(es) de los nombres de pila con punto. Para separar
dos autores(as) se utiliza la conjunción <y> o su equivalente
en el idioma en que está escrita la obra. Cuando son más
de dos autores(as), se separan con punto y coma, entre el
penúltimo y el último autor(a) se usa la conjunción <y> o
su equivalente. Si es una organización, colocar el nombre
completo y entre paréntesis su sigla; 2) año de publicación
punto; 3) título del artículo punto; 4) país donde se edita punto,
nombre de la revista punto y 5) número de revista y volumen
entre paréntesis dos puntos, número de la página inicial y final
del artículo, separados por un guión (i. e. 8(43):763-775).
Publicaciones seriales y libros. 1) autor(es), igual que para
artículos; 2) año de publicación punto; 3) título de la obra
punto. 4) si es traducción (indicar número de edición e idioma,
nombre del traductor(a) punto; 5) nombre de la editorial punto;
6) número de la edición punto; 7) lugar donde se publicó
la obra (ciudad, estado, país) punto; 8) para folleto, serie o
colección colocar el nombre y número punto y 9) número total
de páginas (i. e. 150 p.) o páginas consultadas (i. e. 30-45 pp.).
Artículos, capítulos o resúmenes en obras colectivas
(libros, compendios, memorias, etc). 1) autor(es), igual
que para artículos; 2) año de publicación punto; 3) título
del artículo, capítulo o memoria punto; 4) expresión
latina In: 5) titulo de la obra colectiva punto; 6) editor(es),
compilador(es) o coordinador(es) de la obra colectiva
[se anotan igual que el autor(es) del artículo] punto, se
coloca entre paréntesis la abreviatura (ed. o eds.), (comp.
o comps.) o (coord. o coords.), según sea el caso punto;
7) si es traducción (igual que para publicaciones seriadas
y libros); 8) número de la edición punto; 9) nombre de la
editorial punto; 10) lugar donde se publicó (ciudad, estado,
país) punto y 11) páginas que comprende el artículo, ligadas
por un guión y colocar pp minúscula (i. e. 15-35 pp.).
Envío de los artículos a:
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Campo
Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los
Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado
de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212681. Correo
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INSTRUCTIONS FOR AUTHORS
The Mexican Journal in Agricultural Sciences (REMEXCA),
offers to the investigators in agricultural sciences and
compatible areas, means to publish the results of the
investigations. Writings of theoretical and experimental
investigation will be accepted, in the formats of scientific
article, notice of investigation, essay and cultivar description.
Each document shall be arbitrated and edited by a group of
experts designated by the Publishing Committee; accepting
only original and unpublished writings in Spanish or English
and that are not offered in other journals.
The contributions to publish themselves in the REMEXCA,
must be written in double-space (including tables and
figures) and using “times new roman” size 11 in all the
manuscript, with margins in the four flanks of 2.5 cm. All
the pages must be numbered in the right inferior corner
and numbering the lines initiating with 1 in each page. The
sections: abstract, introduction, materials and methods,
results, discussion, conclusions, acknowledgments and
mentioned literature, must be in upper case and bold left
aligned.
Scientific article. Original and unpublished writing which
is based on researching results, in which the interaction of
two or more treatments in several experiments, locations
through many years to draw valid conclusions have been
studied. Articles should not exceed a maximum of 20 pages
(including tables and figures) and contain the following
sections: 1) title, 2) author(s), 3) working institution of the
author(s), 4) address of the author(s) for correspondence
and e-mail; 5) abstract; 6) key words; 7) introduction;
8) materials and methods; 9) results and discussion; 10)
conclusions and 11) cited literature.
Notice of investigation. Writing that contains
transcendental preliminary results that the author wishes to
publish before concluding its investigation; its extension of
eight pages (including tables and figures); it contains the
same sections that a scientific article, but interjections 7
to 9 are written in consecutive text; that is to say, without
the title of the section.
Essay. Generated summarized writing of the analysis of
important subjects and the present time for the scientific
community, where the author expresses its opinion and
settles down its conclusions on the treated subject; pages
must have a maximum extension of 20 (including tables and
figures). It contains sections 1 to 6, 10 and 11 of the scientific
article. The development of the content of the essay is
questioned in sections according to the topic, through this
discussion conclusions or concluding remarks should be
generated.
Cultivar description. Writing made in order to provide
the scientific community, the origin and the characteristics
of the new variety, clone, hybrid, etc; with a maximum
extensions of eight pages (including tables and figures),
contains sections 1 to 6 and 11 of the scientific article.
The descriptions of cultivars is in consecutive text, with
relevant information about the importance of cultivar, origin,
genealogy, obtaining method, agronomic and phonotypical
characteristics (climatic conditions, soil type, resistance
to pests, diseases and yield), quality characteristics
(commercial, industrial, nutritional, etc) and availability
of seed.
Writing format
Title. It should provide a clear and precise idea of the
writing, using 13 words or less, must be in capital bold
letters, centered on the top.
Authors. To include six authors or less, full names must
be submitted (name, surname and last name). Justified,
immediately underneath the title, without academic degrees
and labor positions; at the end of each name it must be
placed numerical indices and correspondence to these shall
appear, immediately below the authors; bearing, the name
of the institution to which it belongs and official address
of each author; including zip code, telephone number and
e-mails; and indicate the author for correspondence.
Abstract and resumen. Submit a summary of 250 words
or less, containing the following: justification, objectives,
location and year that the research was conducted, a brief
description of the materials and methods, results and
conclusions, the text must be written in consecutive form.
Key words and palabras clave. It was written after the
abstract which serve to include the scientific article in
indexes and information systems. Choose three or four
words and not include words used in the title. Scientific
names of species mentioned in the abstract must be register
as key words and palabras clave.
Introduction. Its content must be related to the specific
subject and the purpose of the investigation; it indicates
the issues and importance of the investigation, the
bibliographical antecedents that substantiate the
hypothesis and its objectives.
Materials and methods. It includes the description of
the experimental site, materials, equipment, methods,
techniques and experimental designs used in research.
Results and discussion. To present/display the results
obtained in the investigation and indicate similarities
or divergences with those reported in other published
investigations. In the discussion it must be emphasize the
relation cause-effect derived from the analysis.
Conclusions. Drawing conclusions from the relevant results
relating to the objectives and working hypotheses.
Cited literature. Preferably include recent citations of
scientific papers in recognized journals, do not include
conference proceedings, theses, internal reports, website,
etc. All citations mentioned in the text should appear in
the literature cited.
General observations
In the original document, the figures and the pictures must
use the units of the International System (SI). Also, include
the files of the figures separately in the original program
which was created or made in such a way that allows, if
necessary to make changes, in case of including photographs,
these should be originals, scanner in resolution high and
send the electronic file separately. The title of the figures
is capitalized and lower case, bold; in bar and pie graphs,
filling using clearly contrasting textures; for line graphs
use different symbols.
The title of the tables, must be capitalized and lower case,
bold; tables should not exceed one page, or closed with
vertical lines; only three horizontal lines are accepted,
the head of columns are between the first two lines and
the third serves to complete the table; moreover, must be
numbered progressively according to the cited text and
contain the information needed to be easy to understand.
The information contained in tables may not be duplicated
in the figures and vice versa, and in both cases include
statistical comparisons.
Literature references at the beginning or middle of the text
use the surname(s) and year of publication in brackets, for
example, Winter (2002) or Lindsay and Cox (2001) if there
are two authors(as). If the reference is at the end of the text,
put in brackets the name(s) coma and the year, eg (Winter,
2002) or (Lindsay and Cox, 2001). If the cited publication
has more than two authors, write the surname of the leading
author, followed by “et al.” and year of publication.
Literature citation
Articles in journals. Citations should be placed in
alphabetical order, if a leading author appears in several
articles of the same year, it differs with letters a, b, c, etc.1)
Write the surname complete with a comma and initial(s)
of the names with a dot. To separate two authors the “and”
conjunction is used or its equivalent in the language the work
it is written on. When more than two authors, are separated
by a dot and coma, between the penultimate and the last
author a “and” conjunction it is used or it’s equivalent. If
it is an organization, put the full name and the acronym in
brackets; 2) Year of publication dot; 3) title of the article
dot; 4) country where it was edited dot, journal name dot
and 5) journal number and volume number in parentheses
two dots, number of the first and last page of the article,
separated by a hyphen (ie 8 (43):763-775).
Serial publications and books. 1) author(s), just as for
articles; 2) year of publication dot; 3) title of the work
dot. 4) if it is translation ( indicate number of edition and
language of which it was translated and the name of the
translator dot; 5) publisher name dot; 6) number of edition
dot; 7) place where the work was published (city, state,
country) dot; 8) for pamphlet, series or collection to place
the name and number dot and 9) total number of pages (i.
e. 150 p.) or various pages (i. e. 30-45 pp.).
Articles, chapters or abstracts in collective works (books,
abstracts, reports, etc). 1) author(s), just as for articles;
2) year of publication dot; 3) title of the article, chapter
or memory dot; 4) Latin expression In two dots; 5) title
of the collective work dot; 6) publisher(s), compiler(s) or
coordinating(s) of the collective work [written just like the
author(s) of the article] dot, at the end of this, the abbreviation
is placed between parenthesis (ed. or eds.), (comp. or
comps.) or (cord. or cords.), according to is the case dot;
7) if it is a translation (just as for serial publications and
books); 8) number of the edition dot; 9) publisher name
dot; 10) place where it was published (city, state, country)
and 11) pages that includes the article, placed by a hyphen
and lowercase pp (i. e. 15-35 pp.).
Submitting articles to:
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Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los ReyesTexcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México.
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas
Mandato:
A través de la generación de conocimientos científicos y de innovación tecnológica agropecuaria y forestal
como respuesta a las demandas y necesidades de las cadenas agroindustriales y de los diferentes tipo de
productores, contribuir al desarrollo rural sustentable mejorando la competitividad y manteniendo la base de
recursos naturales, mediante un trabajo participativo y corresponsable con otras instituciones y organizaciones
públicas y privadas asociadas al campo mexicano.
Misión:
Generar conocimientos científicos e innovaciones tecnológicas y promover su trasferencia, considerando
un enfoque que integre desde el productor primario hasta el consumidor final, para contribuir al desarrollo
productivo, competitivo y sustentable del sector forestal, agrícola y pecuario en beneficio de la sociedad.
Visión:
El instituto se visualiza a mediano plazo como una institución de excelencia científica y tecnológica, dotada de
personal altamente capacitado y motivado; con infraestructura, herramientas de vanguardia y administración
moderna y autónoma; con liderazgo y reconocimiento nacional e internacional por su alta capacidad de
respuesta a las demandas de conocimientos, innovaciones tecnológicas, servicios y formación de recursos
humanos en beneficio del sector forestal, agrícola y pecuario, así como de la sociedad en general.
Retos:
Aportar tecnologías al campo para:
● Mejorar la productividad y rentabilidad
● Dar valor agregado a la producción
● Contribuir al desarrollo sostenible
Atiende a todo el país a través de:
8 Centros de Investigación Regional (CIR’S)
5 Centros Nacionales de Investigación Disciplinaria (CENID’S)
38 Campos Experimentales (CE)
Dirección física:
Progreso 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, Distrito Federal, México. C. P. 04010
Para más información visite: http://www.inifap.gob.mx/otros-sitios/revistas-cientificas.htm.
PRODUCCIÓN
Dora M. Sangerman-Jarquín
DISEÑO Y COMPOSICIÓN
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y
Agustín Navarro Bravo
ASISTENTE EDITORIAL
María Doralice Pineda Gutiérrez

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