Vol.3 Núm. 3

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Vol.3 Núm. 3

Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 3 p. 413-627 1 de mayo - 30 de junio, 2012
REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS
ISSN: 2007-0934
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Alan Anderson. Universite Laval-Quebec. Canadá
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Vol. 3, Núm. 3, 1 de mayo - 30 de junio 2012. Es una publicación bimestral editada por el Instituto Nacional de
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de la Secretaría de Gobernación. Domicilio de impresión: Imagen Digital. Prolongación 2 de marzo, Núm. 22. Texcoco, Estado de México. C. P. 56190. (juancimagen@
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Tecnológicas de la Agroindustria y Agricultura Mundial de la UACH
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Ángel Bustamante González. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Arturo Moreno Hernández. Universidad de Guadalajara
C. Edilberto Pozo Velázquez. Centro de Investigaciones Agropecuarias UCLV
Eduardo Martínez Herrera. Universidad de Chile, República de Chile
Erich Dietmar Rössel Kipping. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Fernando Carlos Gómez Merino. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
Francisco Camacho Ferre. Universidad de Almería, España
Genoveva Barrera Godínez. Universidad Nacional Autónoma de México
Iran Alia Tejacal. Universidad Autónoma del Estado de Morelos
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J. Diego García Paredes. Universidad Autónoma de Nayarit
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José Alberto Gallegos Infante. Instituto Tecnológico de Durango
José Luis Ramírez Díaz. INIFAP
José Luciano Morales García. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
Juan Felipe Martínez Montoya. Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
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Nuria E. Rocha Guzmán. Instituto Tecnológico de Durango
Oscar Daniel Barrera Sánchez. Universidad Autónoma Chapingo
Rafael Mora Aguilar. Universidad Autónoma Chapingo
Ramón Gerardo Guevara González. Universidad Autónoma de Querétaro
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Sylvia Patricia Fernández Pavía. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
CONTENIDO
ARTÍCULOS
♦ CONTENTS
♦ ARTICLES
Evaluación de ácido acético como fumigante de mosquita blanca Bemisia tabaci (Gennadious) en
laboratorio y campo. ♦ Assessment of acetic acid like fumigant of silverleaf whitefly Bemisia tabaci
(Gennadious) in laboratory and field.
José Alfredo Samaniego Gaxiola, José Emmanuel Amaya Carrillo y José Luis Puente Manríquez.
Página
413-426
Control químico de Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae) en lima persa Citrus latifolia
Tanaka. ♦ Chemical control of Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae) in Persian lime
Citrus latifolia Tanaka.
Luis Martín Hernández-Fuentes, Mario Alfonso Urias-López, José Isabel López-Arroyo, Rafael Gómez-Jaimes y
Néstor Bautista-Martínez.
Rendimiento y calidad de híbridos de sorgo con y sin nervadura café. ♦ Yield and quality of sorghum
hybrids with and without brown midrib.
Eduardo Daniel Bolaños Aguilar, Jean Claude Emile y Guillaume Audebert.
427-439
441-449
Determinación de algunas propiedades físicas de Agave tequilana Weber para mecanizar la cosecha.
♦ Determination of some physical properties of Agave tequilana Weber for mechanizing crop.
Alberto Saldaña Robles, Ryszard Jerzy Serwatowski Hlawinska, Noé Saldaña Robles, César Gutiérrez Vaca, José
Manuel Cabrera Sixto y Salvador García Barrón.
451-465
Diversidad de frijoles nativos de diferentes regiones del estado de Puebla. ♦ Native beans diversity
of different regions from state of Puebla.
Ana Rosa Ramírez-Pérez, Ramón Díaz-Ruiz, Carmen Jacinto-Hernández, Juan Alberto Paredes-Sánchez y Ramón
Garza García.
467-480
Comparación del contenido fenólico, capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria de infusiones
herbales comerciales. ♦ Comparison of phenolic content, antioxidant capacity and anti-inflamatory
activity of commercial herbal infusions.
Erika Elizabeth Muñoz-Velázquez, Karla Rivas-Díaz, Ma. Guadalupe Flavia Loarca-Piña, Sandra Mendoza-Díaz,
Rosalía Reynoso-Camacho y Minerva Ramos-Gómez.
Variabilidad espacial de la lámina de agua y rendimiento de la caraota (Phaseolus vulgaris L.) bajo
riego por aspersión. ♦ Space variability of water sheet and yield of black bean (Phaseolus vulgaris
L.) under sprinkler irrigation.
José Nicolás Ortiz Romero, Héctor Alexis Miranda y Samuel Gustavo Ceballos Pérez.
Suelos irrigados en la región de Rioverde, San Luis Potosí, México. ♦ Irrigated soils in region of
Rioverde, San Luis Potosí, Mexico.
Hilario Charcas-Salazar, Juan Rogelio Aguirre-Rivera y Héctor Martín Durán-García.
481-495
497-507
509-523
Incompatibilidad gametofítica en las razas mexicanas de maíz. ♦ Gametophytic incompatibility in
Mexican maize breeds.
José Miguel Padilla García, José de Jesús Sánchez González, Lino de la Cruz Larios, José Ariel Ruiz Corral, José
Ron Parra y Moisés Martín Morales Rivera.
525-537
CONTENIDO
♦ CONTENTS
Página
El CaCl2 en la vida florero de gerbera: pigmentos, fenoles, lignina y anatomía del escapo. ♦ CaCl2
in gerbera vase life: pigments, phenols, lignin and scape anatomy.
Susana González-Aguilar y Araceli Zavaleta-Mancera.
Biocontrol de la pudrición de raíz de nochebuena de interior con Trichoderma spp.
biocontrol for indoor poinsettia with Trichoderma spp.
539-551
♦ Root rot
Felipe de Jesús Osuna-Canizalez, María Félix Moreno-López, Faustino García-Pérez, Sergio Ramírez-Rojas y
Jaime Canul-Ku.
553-564
Red de mercadeo y rentabilidad de flor de corte en el Valle de Mexicali, Baja California, México.
♦ Marketing network and profitability of cut flower for Mexicali Valley, Baja California, Mexico.
Blancka Yesenia Samaniego-Gámez, Gloria Virginia Cano-García, María Teresa Beryl Colinas-León, Carlos
Sánchez-Abarca y Alejandro Manzo-González.
ENSAYO
565-578
♦ ESSAY
Bioturbosina. Producción de cultivos energéticos para la aviación comercial. ♦ Jet Biofuel. Production
of energy-related crops for commercial aircraft.
Ibis Sepúlveda González.
NOTAS DE INVESTIGACIÓN
579-594
♦ INVESTIGATION NOTES
Control químico de las enfermedades: una alternativa para la producción de trigo de temporal en
Tlaxcala. ♦ Chemical control of diseases: an alternative for rainfall wheat production in Tlaxcala.
Héctor Eduardo Villaseñor Mir, René Hortelano Santa Rosa, Eliel Martínez Cruz, Luis Antonio Mariscal Amaro,
Santos Gerardo Leyva Mir y Julio Huerta Espino.
595-600
Exploración y caracterización morfológica de poblaciones de la jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) del
estado de Guerrero, México. ♦ Morphological exploration and characterization of roselle (Hibiscus
sabdariffa L.) populations from state of Guerrero, Mexico.
Noé Alarcón-Cruz, Rafael Ariza Flores, Aristeo Barrios Ayala, David H. Noriega Cantú y Juan Porfirio Legaria
Solano.
Adaptación al cambio climático y la variabilidad: algunas opciones de respuesta para la producción
agrícola en Uruguay. ♦ Adaptation to climatic change and variability: some response options to
agricultural production in Uruguay.
Agustín Giménez y Bruno Lanfranco.
Concentración nutrimental en hojas de aguacate ‘Hass’ con síntoma de moteado.
concentration in ‘Hass’ avocado leaves with mottled symptom.
601-609
611-620
♦ Nutrimental
Edgardo Federico Hernández-Valdés, Salvador Aguilar-Campoverde, Verónica Aguiera-Taylor y Rosa Elena
Pérez-Sánchez.
621-627
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 3 1 de mayo - 30 de junio, 2012 p. 413-426
Evaluación de ácido acético como fumigante de mosquita blanca
Bemisia tabaci (Gennadious) en laboratorio y campo*
Assessment of acetic acid like fumigant of silverleaf whitefly
Bemisia tabaci (Gennadious) in laboratory and field
José Alfredo Samaniego Gaxiola1§, José Emmanuel Amaya Carrillo2 y José Luis Puente Manríquez2
Campo Experimental La Laguna. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Boulevard José Santos Valdez Núm. 1200 Poniente. Col. Centro.
C. P. 27440, Matamoros, Coahuila. 2Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro - Unidad Laguna. Periférico y carretera a Santa Fe s/n, ejido San Antonio de los Bravos
Torreón. C. P. 27000. Torreón, Coahuila. ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad del
ácido acético (AA) como fumigante en contra de Bemisia
tabaci (moquita blanca) que es un plaga de importancia
nacional. En el laboratorio, se fumigó el insecto con tres
regímenes de dosis - tiempo: (ambos medios), baja - largos
y altas - cortos. En el campo, las hojas de calabaza de cuatro
variedades fueron fumigadas con 8, 16 y 32 µg ml-1 de AA
en tiempos de 20, 40 y 60 min; adicionalmente, se evaluó el
daño en las hojas (fitotoxicidad) después de fumigarse. En el
laboratorio, tiempo de fumigación > 15 min y 8 µg ml-1 de AA
mató 100% de la mosquita, mientras que, su supervivencia
se redujo 40% al fumigarla ocho horas con 2 µg ml-1de AA;
pero la incubación del testigo (mosquita sin fumigar) por ≥
16 h también redujo su supervivencia; entretanto, con 8 y 16
µg ml-1 de AA se redujo la supervivencia del insecto desde
los cinco minutos (~20-80%). En el campo, la mosquita
sobrevivió ~ 40% en las hojas de las cuatro variedades
después de fumigarse con AA (8-32 µg ml-1) durante 20 min,
pero el insecto prácticamente no sobrevivió al aumentar el
tiempo de fumigación a 60 min. Las hojas mostraron un
daño severo (fitotoxicidad) > al 50% excepto en la dosis de
8 µg ml-1 a los 20 min con un daño de ~ 20%. Se discuten
alternativas del empleo del AA como fumigante.
The aim of this work was to assess the capacity of acetic
acid (AA) like fumigant against Bemisia tabaci (silverleaf
whitefly) which is a pest of national importance. In laboratory,
the bug was fumigated with three doses-time regimes: (both
media), low dose-long time and high dose-short time. In field,
squash leaves of four varieties were fumigated with 8, 16 and
32 µg ml-1 of AA during of 20, 40 and 60 min; additionally, it
was assessed damage in foils (phytotoxicity) after fumigation.
In laboratory, fumigation time > 15 min and 8 µg ml-1 of AA
killed 100% of whitefly, while its survival was reduced 40%
when fumigated eight hours with 2 µg ml-1 of AA; but control
incubation (whitefly without fumigation) during ≥ 16 h also
reduced its survival; meanwhile, with 8 and 16 µg ml-1 of AA
the pest survival was reduced since five minutes (~20-80%).
In field, the whitefly survived ~ 40% in leaves of four varieties
after fumigating withAA(8-32 µg ml-1) during 20 min, but pest
practically did not survive when increasing fumigation time
to 60 min. The leaves showed severe damage (phytotoxicity)
> to 50% except in dose of 8 µg ml-1 at 20 min with damage of
~ 20%. Alternative to use of AA like fumigant are discussed.
* Recibido: julio de 2011
Aceptado: marzo de 2012
Key words: biofumigants volatile fatty acids, vegetal
protection.
José Alfredo Samaniego Gaxiola et al.
414 Rev. Mex. Cienc. Agríc. Vol. 3 Núm. 3 1 de mayo - 30 de junio, 2012
Palabras clave: ácidos grasos volátiles biofumigantes,
protección vegetal.
Introducción
El cultivo de calabaza Cucurbita spp., en México, el año 2008,
ocupó una superficie de más de 4 mil ha (SIAP, 2010). En La
UAAAN Unidad - Laguna (Torreón, Coahuila), se trabaja
evaluando variedades de calabaza, producto de la cruza
de especies de Cucurbita; sin embargo, estas variedades,
al igual que otros cultivos en La Laguna, son a menudo
infestadas fuertemente por la mosquita blanca, nombre con el
que se le conoce a Bemisia tabaci (Gennadius). Este insecto
posee una gran cantidad de biotipos (Brown et al., 1995),
que constituyen una plaga presente en todo el mundo, que
puede atacar a más de 500 especies de plantas, muchas de
ellas cultivos como melón, sandía, tomate, así como plantas
ornamentales. La mosquita se alimenta de la savia de las
plantas, lo que induce defoliación y menor crecimiento, así
como manifiesta una gran capacidad para trasmitir virus
a los cultivos que invade. El impacto económico de esta
plaga se estimó en más de mil millones de dólares tan sólo
en California, Estados Unidos de América (Urias-López
et al., 2005; Center for Invasive Species Research, 2010).
El ácido acético (AA) destaca entre los ácidos grasos
volátiles de cadena corta (AGV), por su bajo costo y por
considerarse un compuesto de bajo riesgo para humanos,
animales y ambiente (Shafiur, 2007), así como por tener
propiedades fungicidas, herbicidas y de ajustar el pH
(Pesticide Action Network North América, 2010). Si
bien el AA se ha evaluado ampliamente como fumigante
principalmente de frutas (Sholberg, 2009), también se ha
hecho para desparasitar abejas Apis mellifera L. (Pernal
et al., 2010). La necesidad de encontrar nuevos productos
para combatir plagas y enfermedades, que sean baratos,
no riesgosos en su manejo y no peligrosos al ambiente, nos
enfoca a evaluar algunos compuestos como fumigantes o
fungicidas, tales como el AA y AGV. Por todo ello, nosotros
consideramos que el AA tendrá un efecto fumigante sobre
Bemisia que dependerá de la dosis y tiempo de fumigación.
Por tanto, los objetivos de este trabajo se dirigieron a:
evaluar, en el laboratorio, el AA como fumigante de B.
tabaci variando dosis y tiempos de fumigación; en el
campo, evaluar el ácido como fumigante en hojas de cuatro
variedades de calabaza; y, determinar la fitotoxicidad del
ácido sobre las hojas fumigadas.
Introduction
Sweet potato squash Cucurbita spp., crop in Mexico, during
2008, occupied a surface of more than 4 thousand ha (SIAP,
2010). UAAAN Unit Laguna (Torreón, Coahuila) works
assessing squashes cultivars, result of breeding Cucurbita
species; however, these cultivars, just like other varieties in
La Laguna, are often strongly attacked by Bemisia tabaci
(Gennadius), commonly known as silverleaf whitefly. This
bug has great amount of biotypes (Brown et al., 1995), which
constitutes a pest that exist all around the world, that can attack
to more than 500 plants species, many of them in crops like
melon, watermelon, tomato, as well as ornamental plants.
Whitefly feeds from plant’s sap, which induces defoliation
and less growth, as well as great ability to transmit virus to
crops that invades. Economical impact of this pest is estimated
in one billion dollars just in California, USA (Urias-López et
al., 2005; Center for Invasive Species Research, 2010).
Acetic acid (AA) outstands among short-chain fatty acids
(SCFA) due its low cost and for being considered a compound
of low risk for humans, animals and environment (Shafiur,
2007), as well as for having bactericide, fungicide, herbicide
properties and for adjusting pH (Goepfert and Hicks, 1969;
Pesticide Action Network North America, 2010). Although
it has been widely assessed like fumigant mainly for fruits
(Sholberg, 2009), it is also made for de-worming bees Apis
mellifera L. (Pernal et al., 2010). The need to find new
products against plagues and diseases, that are cheap, nonrisk for handling and ambient friendly, leads to assess some
compound like fumigants or fungicides, such as AA and
SCFA. By all this we consider that AA will have fumigant
effect on Bemisia that will depend on fumigation doses and
duration. Therefore, the aim of this work was focused on:
assess, in laboratory, AA like fumigant of B. tabaci varying
fumigation doses and duration; in field, assess acid like
fumigant in leaves of four squashes cultivars; and, to define
acid phytotoxicity on fumigated leaves.
Materials and methods
Crop settling
On the agricultural field that belongs to UAAAN UL,
there were set on April 16th, 2009, four squashes cultivars
belonging to Cucurbita moschata Duchesne ex Lam. The
Evaluación de ácido acético como fumigante de mosquita blanca Bemisia tabaci (Gennadious) en laboratorio y campo
Materiales y métodos
Establecimiento del cultivo
En el campo agrícola que pertenece a la UAAAN UL,
se establecieron durante el 16 de abril de 2009, cuatro
variedades de calabaza pertenecientes a Cucurbita moschata
Duchesne ex Lam. Las variedades de calabaza fueron
Bárbara, Sandy, Muzquee de Provence y Kikuza. Durante el
mes de septiembre de 2009, se recolectó la mosquita blanca
de las hojas de la calabaza.
Recolección y manejo de la mosquita
Al amanecer, hojas de las cuatro variedades de calabaza
infestadas con la mosquita se recolectaron y depositaron en
frascos de plástico de 4 L. La tapa de estos frascos, consistieron
en una malla de tul que permitía el flujo de aire e impedía que el
insecto escapara. Los frascos se transportaron al laboratorio de
fitopatología del Campo Experimental La Laguna (INIFAP) en
Matamoros, Coahuila, en donde llegaron aproximadamente a
la 9 am. La malla en la boca de los frascos se retiró y se les adaptó
un embudo de vidrio de 20 cm de diámetro, de tal forma que
el embudo embonó con la boca del frasco. El otro extremo del
embudo (en forma de tubo recto) se tapó con un algodón para
evitar que los insectos escaparan. Luego, al extremo del tubo
del embudo se adaptó a una tapa de lámina que enroscaba en
una botella de vidrio de 250 ml. A través del tubo del embudo
se dejaron pasar aproximadamente 25 mosquitas (Figura 1),
luego los frascos de 250 ml se les colocaron tapas sin perforar.
Los frascos con las mosquitas permanecieron a temperatura de
laboratorio ~ 25 °C por no más de dos horas antes de someter las
mosquitas a fumigación. Justo antes de fumigar las mosquitas
dentro de los frascos, los frascos con el insecto se colocaron
por 45 s en un congelador cuya temperatura fue de -10 °C,
ello con la finalidad de que el insecto permaneciera inmóvil
temporalmente y no escapara. Inmediatamente después, los
frascos se sacaron del congelador y se les añadió AA (fumigó)
y fueron cerrados herméticamente e incubados a 28 °C en los
tiempos que posteriormente se indicarán.
Experimentos en el laboratorio
Las cantidades de AA (grado reactivo) usada por frasco de
250 ml se expresan como µg ml-1, debido a que se consideró
que la densidad del ácido es próxima a uno, y entonces 1
µL corresponde entonces a 1 mg, el cual se dividió entre el
volumen de cada frasco (1 mg /250 ml) y se multiplicó por
415
squashes cultivars were Bárbara, Sandy, Muzquee de
Provence and Kikuza. During September 2009, silverleaf
whitefly was collected from squashes’ leaves.
Collection and handling of silverleaf whitefly
In the morning, leaves of four varieties infected with whitefly
were collected and put in 4 L plastic flask. Their cap was a mesh
that allowed air flow and kept bug in flask. Flasks were taken
to phytopathology laboratory of Experimental Field La Laguna
(INIFAP) in Matamoros, Coahuila, arriving there around 9
am. Mesh was removed and 20 cm diameter glass funnel was
adapted in such way that fit on flask mouth. The other end of
funnel (straight tube shaped) was covered with cotton to avoid
whiteflies to escape. Then, at the end of funnel tube a metallic
cap was adapted to fit in 250 ml glass bottle. Through funnel
tube approximately 25 whiteflies were allowed to pass (Figure
1), and then 250 ml flasks were covered with caps with no holes
on them. The flasks with whiteflies were kept at laboratory
temperature ~ 25 °C during les than two hours before applying
fumigation to them. Just before fumigation within flasks, they
were put during 45 s in freezer at a temperature of -10 °C, with
the purpose to temporary immobilize the bug and avoid its
escape. Immediately, flasks were taken from freezer and AA
was added (fumigation) and were tightly closed and incubated
at 28 °C during time that will be listed later in this paper.
Frasco de 250 ml
Embudo
Frasco de 4 L
Figura 1. Dibujo que representa los frascos en donde se
recolectó la mosquita blanca (frasco de 4 L) y
donde se recolectaron 25 moquitas (frasco de 250
ml) usando un embudo de vidrio.
Figure 1. Picture that represent flasks where whitefly was
collected (4 L flask) and where 25 specimens were
collected (250 ml flask) using glass funnel.
1 000 para expresar entonces µg ml-1. Cuándo se usó en el
ácido en dosis > 4 µg ml-1 éste se tomó directamente con una
micro pipeta; pero en dosis menores a la referida, se tomaron
10 µL de alguna de las diluciones acuosa donde se añadió
AA a razón de 1.25, 2.5, 5 y 10 ml aforando a 100 ml de agua
destilada, lo que correspondió a las dosis de 0.5, 1.0, 2.0 y 4.0
µg ml-1, respectivamente. Tres experimentos de fumigación
para B. tabaci se realizaron: en el primero, se usaron dosis
medias (0.5, 1.0, 2.0, 4.0 y 8.0 µg ml-1) en tiempos medios de
incubación a 28 °C (15, 30, 45 y 60 min); en el segundo, las
dosis fueron bajas (0, 0.5, 1 y 2 µg ml-1 ) y tiempos largos (4,
8, 16, 24 y 48 h); en el tercero, las dosis fueron altas (8, 12 y
16 µg ml-1) en tiempos cortos (5, 7.5 y 10 min). Al finalizar
la incubación de los frascos fumigados, se destaparon y se
permitió por 15 min que las mosquitas volaran y escaparan,
aquéllas que no lo hicieron y permanecieron sin movimiento
alguno en el fondo de los frascos se recolectaron y se
observaron al microscopio estereoscópico buscando señales
de movimiento. Las mosquitas que no mostraron ningún
movimiento y permanecieron rígidas, se consideraron muertas.
Cada tratamiento de fumigación de dosis y tiempo tuvo cuatro
repeticiones (cuatro frascos).
Experimentos en campo
Las variedades de calabaza Bárbara, Sandy, Muzquee de
Provence y Kikuza pertenecientes a Cucurbita moschata
Duch. ex Lam., fueron establecidas en el campo agrícola
dentro de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro Unidad Laguna. De cada variedad (Bárbara, Sandy, Muzquee
y Kikuza) al azar, se tomó cuatro plantas y de cada planta
una hoja. Las cuatro hojas de las cuatro plantas por cada una
de las variedades, se tomaron como cuatro repeticiones por
tratamiento (dosis y tiempos de fumigación que se indicarán).
Cada hoja, sin desprenderla de la planta, fue cubierta con
una bolsa de plástico de 5 L, enseguida se adicionó ácido
acético a razón de 8, 16 y 32 µg ml-1. Por cada dosis del ácido
añadida a las bolsas, los tiempos que permanecieron cerradas
fueron de 20, 40 ó 60 min. Después, se realizó el recuento
de mosquitas vivas y muertas como se indicó previamente.
Las hojas donde se aplicó fumigación fueron evaluadas para
síntomas de fitotoxicidad, para ello, se implementó una escala
de daño (fitotóxico) con los valores siguientes; 1, 2, 3, 4 y 5
correspondieron a 0, 25, 50, 75 y 100% de daño. El daño de la
hoja se registró 10 min después de haber concluido el período
de fumigación, en donde una hoja no tratada (fumigada) fue
el testigo o valor 1, y en donde los subsecuentes valores
representaron niveles de desecación (daño) hasta observar
una desecación completa valor 5= 100% de daño.
Experiments in laboratory
AA quantities (reactive grade) used per 250 ml flask are
in µg ml-1 units, due it was considered that acid density
is near 1, and then 1 µL corresponds to 1 mg, which was
divided by each flask volume (1 mg /250 ml) and it was
multiplied by 1 000 to finally express µg ml-1. When acid
was used in dose > 4 µg ml-1 this was directly taken from
micropipette; but in lower doses to the mentioned, 10 µL
were taken from some of aqueous dilutions where AA
was added at a rate of 1.25, 2.5, 5 and 10 ml mixing
with 100 ml of distilled water, which corresponded to
doses of 0.5, 1.0, 2.0 and 4.0 µg ml-1, respectively. Three
fumigation experiments for B. tabaci were performed: in
the first one, mean doses (0.5, 1.0, 2.0, 4.0 and 8.0 µg ml -1)
were used in mean incubation times at 28 °C (15, 30, 45
and 60 min); in the second one, doses were low (0, 0.5, 1
and 2 µg ml-1 ) and times were long (4, 8, 16, 24 and 48 h);
in the third, the doses were high (8, 12 and 16 µg ml-1) in
short times (5, 7.5 and 10 min). When finishing incubation
of fumigated flasks, they were open and allowed during
15 min the whiteflies to fly and escape, those that did
not and were not moving at the bottom of flasks were
collected and were put under stereoscopic microscope
searching for movement signals. The whiteflies that
show no movement and were still, were considered dead.
Each treatment of fumigation doses and times had four
repetitions (four flasks).
Fields experiments
Squash cultivars Bárbara, Sandy, Muzquee de Provence
and Kikuza belong to Cucurbita moschata Duch. ex
Lam., and were set in agricultural field of Universidad
Autónoma Agraria Antonio Narro - Unidad Laguna. From
each cultivar (Bárbara, Sandy, Muzquee and Kikuza) at
random, four plants were taken and from each plant one
leaf. The four leaves of the four plants per each cultivar,
four repetitions were taken per treatment (fumigation
doses and times to be indicated). Each leaf, without
removing from the plant, was covered with a 5 L plastic
bag, then acetic acid was added at a rate of 8, 16 and
32 µg ml-1. Per each acid dose added to the bags, the
time they lasted closed were 20, 40 or 60 min. After,
counting of live and dead whiteflies was done. The
leaves where fumigation was applied were assessed for
phytotoxicity symptoms, and for this purpose damage
scale (phytotoxic) was implemented with the following
values: 1, 2, 3, 4 and 5 corresponding to 0, 25, 50, 75 and
Análisis de datos
100% of damage. Leaf damage was recorded 10 min after
concluding fumigation period, where non-treated leaf
(fumigated) was control or value 1, and following values
mean desiccation levels (damage) up to full desiccation
value 5= 100% of damage.
Cada experimento se estableció con un diseño completamente
al azar y un arreglo factorial. A los resultados se les aplicó un
análisis de varianza con medias repetidas a través del tiempo.
Los datos de supervivencia de la mosquita blanca se expresaron
en porcentaje fueron transformados con raíz cuadrada de
arco seno antes de su análisis. La separación de medias de los
tratamientos se realizó con la prueba de Tukey. Los análisis
estadísticos se hicieron usando el paquete estadístico SAS
(1999). Los experimentos en laboratorio se repitieron dos
veces, mientras que el experimento de campo, sólo una vez.
Data analysis
Each experiment was set with completely random design
and factorial design. To results analysis of variance was
applied with means repeated through time. Survival data of
silverleaf whitefly were expressed in percentage and were
transformed with square root of arch sine before its analysis.
Means separation of treatments was made with Tukey test.
Statistical analyses were made using SAS software (1999).
The experiments in laboratory were repeated twice, while
in field only one time.
Resultados
Dosis y tiempos medios de fumigación de B. tabaci indican
que, desde 15 hasta 120 min de fumigación usando 0.5 ó 1.0
µg ml-1 de AA permitieron una supervivencia mayor a 90%;
en contraste, el insecto no sobrevivió después de 30 min de
fumigarse con 8 µg ml-1. Una supervivencia alrededor de
75% de la mosquita permaneció desde los 45 hasta los 120
min después de fumigarse con 2 µg ml-1; mientras que, al
fumigar con 4 µg ml-1 la supervivencia disminuyó conforme
aumentó el tiempo de fumigación (Figura 2).
100
a
a
a
a
a
a
a
Supervivencia (%)
Results
Mean fumigation doses and times of B. tabaci indicate
that from 15 min up to 120 min of fumigation using 0.5 or
1.0 µg ml-1 of AA allowed survival of more than 90%; in
contrast, pest did not survive after 30 min of fumigation
a
a
a
a
a
b
b
80
417
b
c
b
b
c
60
d
40
e
20
0
15
f
30
f 45
Tiempo (minutos)
f 60
f
120
Figura 2. Supervivencia de Bemisia tabaci después de fumigarse con dosis medias a 0.5 , 1 , 2 , 4 y 8 µg ml-1 de ácido
acético por ml de aire, durante tiempos medios (hasta 120 min). Las barras de error representan la desviación estándar
promedio de dos experimentos, n= 8. Las letras distintas sobre las barras son diferentes según la prueba de comparación de
medias Tukey p< 0.05.
Figure 2. Survival of Bemisia tabaci after fumigation with mean doses at 0.5 , 1.0 , 2.0 , 4.0 and 8.0 µg ml-1 of acetic acid
per ml of air, during mean times (up to 120 min). Error bars represent average standard deviation of two experiments,
n= 8. Different letters on bars are different according to means comparison Tukey test p< 0.05.
Dosis bajas de 0.5 y 2 µg ml-1 del ácido utilizadas en tiempos
de ocho horas de fumigación del insecto permitieron una
supervivencia entre 80 a 60%, respectivamente; sin embargo,
con un tiempo de 16 o más horas, la mosquita murió en el
tratamiento testigo (Figura 3). Es decir, la mosquita, en
el tratamiento testigo, fue severamente afectada por las
condiciones de confinamiento ≥ 16 h; si bien, con estos
tiempos de confinamiento, la fumigación en todas sus
dosis indujo una menor supervivencia del insecto que el
tratamiento testigo.
100
Supervivencia (%)
80
a
a
Low doses of 0.5 and 2 µg ml-1 of acid used in times of eight
hours of fumigation allowed survival between 80 to 60%,
respectively; however, with time of 16 or more hours,
whitefly died in control treatment (Figure 3). In other
words, the whitefly in control treatment was extremely
a
a
with 8 µg ml-1. A survival around 75% was detected from 45
min to 120 min after treatment with 2 µg ml-1; while when
fumigation with 4 µg ml-1 survival decreased as fumigation
time increased (Figure 2).
b
b
c
c
c
60
d
d
d
40
20
0
e
e
ef e
4
8
16
Tiempo (horas)
24
f
f
f
f
48
Figura 3. Supervivencia de Bemisia tabaci después de fumigarse con dosis bajas a 0.0 , 0.5 , 1 y 2 µg ml-1 de ácido acético
por ml de aire, durante tiempos largos (hasta 48 h). Las barras de error representan la desviación estándar promedio de dos
experimentos, n= 8. Letras distintas sobre las barras son diferentes según la prueba de comparación de medias Tukey p< 0.05.
Figure 3. Survival of Bemisia tabaci after fumigation with low doses at 0.0 , 0.5 , 1.0 and 2.0 µg ml-1 of acetic acid per ml of
air, during long times (up to 48 h). Error bars represent average standard deviation of two experiments, n= 8. Different
letters on bars are different according to means comparison Tukey test p< 0.05.
Dosis altas de 4 a 16 µg ml-1 del AA en tiempos de fumigación
cortos de 5 a 10 min, resultaron en un incremento de la
muerte del insecto conforme aumentó la dosis y el tiempo de
fumigación, hasta que la supervivencia de la mosquita estuvo
alrededor de 20, 10 y 5% después de fumigarse 10 min con
4, 8 y 16 µg ml-1 del ácido, respectivamente (Figura 4). Estos
resultados tuvieron una marcada desviación estándar, la cual
disminuyó al aumentar la dosis y tiempo de fumigación.
En el análisis estadístico, en los experimentos efectuados
en el laboratorio respecto a la supervivencia de B. tabaci,
el tiempo, dosis y su interacción fueron significativos,
affected by confinement conditions ≥ 16 h; although,
with these confinement times, fumigation at all
doses induced less survival of pest that control
treatment.
High doses of 4 to 16 µg ml-1 of AA in short fumigation
times from 5 to 10 min, resulted in an increase in bug dead
as fumigation doses and time increase, up to whitefly
survival was around 20, 10 and 5% after fumigation with
4, 8 and 16 µg ml-1 of acid, respectively (Figure 4). These
results had strong standard deviation, which diminished
when increasing fumigation dose and time.
excepto, para la interacción dosis x tiempo en el experimento
dosis alta - tiemplo corto. Mientras que, en el experimento
en campo, la dosis, tiempo, variedades y la interacción
de todas fueron significativas. En el experimento daño
provocado por el AA en las hojas de las cuatro variedades
de calabaza, la dosis y el tiempo fueron significativos y
no así las variedades ni la interacción de tiempo, dosis,
variedades (Cuadro 1).
100
419
Statistical analysis, in experiments made in laboratory
respect survival of B. tabaci, time, dose and their interaction
were significant, except for dose x time interaction in the high
dose - short time experiment. While in field experiment dose,
time, cultivars and all their interactions were significant. In
the experiment the damage caused by AA in leaves of four
squash cultivars, the dose and time were significant, but not
the interaction time, doses, cultivars (Table 1).
a
a
80
b
Supervivencia (%)
60
b
40
c
c
c
c
20
0
5
7.5
Tiempo (minutos)
c
10
Figura 4. Supervivencia de Bemisia tabaci después de fumigarse con dosis altas a 8 , 12 y 16 µg ml-1 de ácido acético por ml de
aire, en tiempos cortos (hasta 10 min). Las barras de error representan la desviación estándar promedio de dos experimentos,
n= 8. Letras distintas sobre las barras son diferentes según la prueba de comparación de medias Tukey p< 0.05.
Figure 4. Survival of Bemisia tabaci after fumigation with high doses at 8.0 , 12.0 and 16.0 µg ml-1 of acetic acid per ml of
air, in short times (up to 10 min). Error bars represent average standard deviation of two experiments, n= 8. Different
letters on bars are different according to means comparison Tukey test p< 0.05.
Cuadro 1. Análisis de varianza para los experimentos de fumigación de B. tabaci con ácido acético y daño del ácido en variedades
de cala baza
Table 1. Analysis of variance for fumigation experiments of B. tabaci with acetic acid and acid damage in squash cultivars.
Variables
Dosis
Tiempo
Dosis x Tiempo
Variedad
Dos x Tiempo x Variedad
Fumigación dosis - tiempo:
media-medio baja-largo alta-corto
***
***
***
***
***
***
***
***
ns
-
Fumigación en
campo
***
***
**
**
**
Daño de
calabaza
***
***
ns
ns
ns
*** = p< 0.001; ** = p< 0.05; ns = no significativo; - no se consideraron las variables.
La fumigación de las hojas de la calabaza infestadas por B.
tabaci indica que al aumentar la dosis (8-32 µg ml-1 de AA)
y el tiempo (20-60 min) de fumigación el insecto disminuyó
su supervivencia (Figura 5).
Leaves fumigation of squash attacked by B. tabaci indicates
that when increasing doses (8-32 µg ml-1 of AA) and time
(20-60 min) of fumigation the pest decreased its survival
(Figure 5).
Supervivencia (%)
80
60
A
a
a
0
8
16
32
b
c
a b
d
d
e
e
Barbara
Sandy
Muzquee
Variedades
100
B
AA
ug ml-1
8
16
32
80
b
40
20
100
AA
ug ml-1
Supervivencia (%)
100
60
40
c
20
e e
d
0
Kikuza
c
e
f
Barbara
Sandy
Muzquee
Kikuza
Variedades
C
AA
ug ml-1
8
16
32
80
Supervivencia (%)
d
e
f
c
c
d 60
40
20
e
0
Barbara
d
e
f
f
Sandy
f
f
f
Muzquee
f
f
Kikuza
Variedades
Figura 5. Supervivencia de Bemisia tabaci en hojas de calabaza después de fumigarse con 8 , 16 y 32 µg ml-1 de ácido acético
por ml de aire. A, B y C indican 20, 40 y 60 min de fumigación respectivamente. Las barras de error representan la
desviación estándar, n= 4. Letras distintas sobre las barras son diferentes según la prueba de comparación de medias Tukey
p< 0.05.
Figure 5. Survival of Bemisia tabaci in squash leaves after fumigation with 8.0 , 16.0 and 32.0 µg ml-1 of acetic acid by ml of
air. A, B and C indicate 20, 40 and 60 min of fumigation, respectively. Error bars represent average standard deviation of
two experiments, n= 8. Different letters on bars are different according to means comparison Tukey test p< 0.05.
No obstante, el daño causado por el AA fue mayor a 50% en
las hojas fumigadas, de todas las variedades, en todos los
tiempos y dosis de fumigación, excepto en la dosis más baja
usada (8 µg ml-1) y tiempo de fumigación de 20 min, que
provocó un daño que osciló de 20 a 30% (Figura 6).
Nevertheless, damage caused by AA was greater than 50%
in leaves fumigated, of all cultivars, in all fumigation times
and doses, except in the lowest dose used (8 µg ml-1) and
fumigation time of 20 min, that caused damage that ranged
from 20 to 30% (Figure 6).
Discusión
Discussion
El modo de acción del AA sobre organismos implica el
modificar el pH intracelular - extracelular (João et al., 1996;
Uhre y Arneborg, 1998); afectar proteínas asociadas al ADN
(histonas) (Hinnebusch et al., 2002); o irritando tejido como
mucosas (Hamilton et al., 1998).Al irritar los tejidos elAApodría
romper células provocando muerte necrótica, pero en dosis
Action mode of AA over organisms implies modification
of intracellular – extracellular pH (João et al., 1996; Uhre
and Arneborg, 1998); make affection to associated proteins
to DNA (histones) (Hinnebusch et al., 2002); or irritating
tissue like mucous membranes (Hamilton et al., 1998). When
irritating tissues AA could break cell causing necrotic death,
menores, el ácido puede mata células de manera no destructiva o
muerte por apoptosis (Phillips et al., 2006). Nuestros resultados
indican una muerte rápida de B. tabaci (desde cinco minutos)
cuando se fumigó a dosis altas (> 8 µg ml-1) y una muerte lenta
(hasta ocho horas) al fumigar con dosis bajas de 0.5 a 2 µg
ml-1, lo que podría significar muerte necrótica con las dosis
más altas y posiblemente muerte por apoptosis en dosis bajas.
100 A
b
Daño (%)
80
a
b
b
c
c
a
60
Daño (%)
b
a
b
b
b
a
b
b
d
20
0
20
40
0
60
C
a
a
a
100
b
c
80
b
c
a
b c
a
a
b
b
d
40
40
20
20
60
60
c
60
40
Tiempo (minutos)
40
d
20
20
D
b
60
0
B
40
d
20
80
100
60
40
100
but in lower doses, acid could kill cells in non-destructive
way or by apoptosis (Phillips et al., 2006). Our results
indicate fast killing of B. tabaci (from five minutes) when
fumigated at high doses (> 8 µg ml-1) and slow killing (up
to which hours) when fumigated at low doses from 0.5 to
2 µg ml-1, which could mean necrotic death at higher doses
and possibly death by apoptosis at low doses.
80
b
421
0
20
40
60
Tiempo (minutos)
Figura 6 A-C. Daño en hojas de calabaza después de fumigarse con 8 , 16 y 32 µg ml-1 de ácido acético por ml de aire, hasta
por 60 min. A, B, C y D corresponden a las variedades Bárbara, Sandy, Muzquee y Kikuza, respectivamente. Las
barras de error representan la desviación estándar, n = 4. Letras distintas sobre las barras son diferentes según la prueba
de comparación de medias Tukey p< 0.05.
Figure 6 A-C. Damage in squash leaves after fumigation with 8.0 , 16.0 and 32.0 µg ml-1 of acetic acid per ml of air, up to
60 min. A, B, C and D correspond to cultivars Bárbara, Sandy, Muzquee and Kikuza, respectively. Error bars
represent average standard deviation of two experiments, n= 8. Different letters on bars are different according to
means comparison Tukey test p< 0.05.
B. tabaci confinada > 8 h, indujo una disminución drástica de
su supervivencia (Figura 4), esto afecta la interpretación de la
fumigación después de dicho tiempo. La supervivencia (medias)
de la mosquita tanto en testigo como dosis de fumigación fue
B. tabaci confined > 8 h, induced a drastic decrease of its
survival (Figure 4), this affects interpretation of fumigation
after such time. Survival (means) of whitefly as well in
control as in fumigation dose was higher at 24 h than at
mayor a las 24 h que a las 16 h (Figura 4); sin embargo, en ambos
casos, las marcadas desviaciones estándar abarcan en varios
casos los valores de ambos tiempos de incubación en cada
dosis. Ello podría deberse a las características distintas de los
insectos, tales como su tamaño, edad, sexo; es decir, en ambos
tiempos de confinamiento o fumigación tendríamos algunos
individuos que lograron sobrevivir debido posiblemente a las
características mencionadas.
El volumen reducido de aire, la humedad, el agua disponible
y la ingesta de alimento de B. tabaci confinado en los frascos
de 250 ml podrían haber afectado su supervivencia en tiempo
> 8 h, por ello, futuras evaluaciones deberán de realizar ajustes
necesarios al respecto. Al confinar la mosquita > 8 h, un
mayor volumen de aire podría ser proporcionado al colocar el
insecto en frascos de 1 L o más; también se podría colocar agua
antes de cerrar los frascos, aunque habría que hacer cálculos
que nos permitiesen estimar la concentración de AA en una
atmósfera con una humedad relativa modificada por el agua
añadida (Khan et al., 2005); el proporcionar alimento (hojas
de calabaza) al insecto durante su confinamiento podría ser
factible y ello podría determinar sí la falta de ingesta afecta
su supervivencia, pero adicionar hojas en frascos donde se
fumigue con AA provocara una captura del ácido por las hojas,
pues se sabe que el AA es sumamente reactivo y puede entrar
y salir del follaje (Staudt et al., 2000).
El AA al gasificarse dentro de los frascos (donde permaneció
la mosquita) se combina con el vapor de agua, en nuestro
trabajo no medimos la humedad del aire contenido en los
frascos; sin embargo, aún una humedad relativa tan baja
como 30% que es común en La Laguna (Capel-Molina,
1980) contiene agua a razón de 6.9 g m-3 de aire (TIS, 2011),
ésta cantidad equivale (agua - aire) a 6.9 µg ml-1. Cuando se
adicionaron ≤ 4 µg ml-1 de AA, se hizo añadiendo 10 µL (ver
materiales y métodos) de diluciones acuosas cuyo contenido
de agua fue de 90 a 98.75%, lo que equivale a no menos de
36 µg ml-1 de agua. Esta cantidad de agua es suficiente para
satura la atmósfera de los 250 ml de aire de los frascos. Por
esto, nosotros pensamos que el AA a ≤ 4 µg ml-1 está en
disolución y tiene efecto en matar al insecto; en contraste, el
ácido adicionado en una cantidad mayor a la señalada actúa
principalmente en forma de gas matando al insecto. Sí el AA
puede matar a la mosquita en disolución, entonces, podría
formularse y evaluarse como un insecticida asperjado.
En el campo, el AA fue menos eficiente como fumigante de
la mosquita blanca que en las evaluaciones realizadas en el
laboratorio, algunas causas pudieron ser cierta pérdida de
16 h (Figure 4); however, in both cases the large standard
deviations embrace values of both times of incubation in
each dose in several cases. This would be due to different
bugs characteristics, such as size, age, gender; i. e., in both
confinement or fumigation times there would be some
individuals that survive possible due to those characteristics.
Reduced air volume, humidity, available water and food
consumption of B. tabaci confined in 250 ml flasks would
affect their survival in time > 8 h, by this reason, in further
assessments should make required adjustments in this matter.
When confining whitefly > 8 h, greater air volume could
be supplied when placing the bug in 1 L flasks or larger;
also water can be added before closing flasks, although
calculations would be needed to define AA concentration in
a modified relative humidity atmosphere by this additional
water (Khan et al., 2005); supply food (squash leaves) to bug
during its confinement would be feasible, but add leaves in
flasks where there is fumigation with AA cause breaking of
acid by leaves, since AA is very reactive and can get in and
out of foliage (Staudt et al., 2000).
AA when gasifies within f lasks (where whitef ly was
kept) it combines with water steam, in our study we did
not measure air moisture in flasks; however, even at a low
relative humidity like 30% that is very common in La Laguna
(Capel-Molina, 1980) it contains water at a rate of 6.9 g m-3
of air (TIS, 2011), this is equivalent (water-air) at 6.9 µg ml-1.
When there was addition of ≤ 4 µg ml-1 of AA, it was made
adding 10 µL (refer to materials and methods) of aqueous
dilutions whose water content was of 90 to 98.75 %, which
is equal to not less than 36 µg ml-1 of water. Such quantity
of water is enough to saturate the atmosphere of 250 ml of
air in flasks. By this reason, we think that AA at ≤ 4 µg ml-1
is in dissolution and has effect of killing bug; on the other
hand, the acid added in a greater amount to mentioned acts
mainly in gas form killing the insect. If AA can kill whitefly
in dissolution, then, could formulate and assess like spray
insecticide.
In field, AA was less efficient like fumigant for whitefly
than in assessments done in laboratory, some reasons
would be acid loss when handling bags used for wrapping
squash leaves, the adsorption of acid by leaf itself and
their combination. Mortality of whitefly by variety was
statistically different (Table 1), this because the different
amount of whitefly actually present in each variety, but the
amount and activity of whitefly per variety also could be
influenced by time in which leaves were fumigated and the
ácido al manipular las bolsas donde se envolvieron las hojas
de la calabaza, la absorción del ácido por la misma hoja y la
combinación de ambos. La mortandad de la mosquita blanca por
variedad fue estadísticamente distinta (Cuadro 1), esto podría
deberse a distinta cantidad de mosquita presente en cada variedad,
pero la cantidad y actividad de mosquita por variedad también
podría estar influenciada por la hora en la que se fumigaron
las hojas y el daño previo de las hojas por la mosquita. Por el
contario, la fitotoxicidad de las hojas de calabaza fumigadas
con AA fue similar para las cuatro variedades evaluadas.
La aplicación práctica delAAcomo un fumigante para insectos
es aún una posibilidad, particularmente se podría aplicar en
sitios cerrados como lo podría ser invernaderos. Sin embargo,
es necesario investigar sí dosis tan bajas como 0.5 a 2 µg ml-1
pudiesen ser efectivas al incrementar el tiempo de fumigación.
Si bien, en este trabajo, se determinó que al incrementar el
tiempo de fumigación hasta ocho horas, la supervivencia
de B. tabaci descendió, lo mismo ocurrió al incrementar el
tiempo de confinamiento del insecto por más de ocho horas
(sin fumigar). Para evitar tiempos largos de confinamiento
que afecten la supervivencia de la mosquita, se podría fumigar
repetidas ocasiones, usando dosis bajas (0.5 a 2 µg ml-1) en
tiempo igual o menor a ocho horas. Otra forma de mantener
confinada a la mosquita tiempos mayores a ocho horas sin
afectar su supervivencia, como se mencionó, podría ser el
incubarla en recipientes de mayor volumen, sí esto funciona,
entonces se podría ver el efecto del AA sobre el insecto a mayor
tiempo. En contaste, el AA aplicado en un sistema cerrado,
semejante al de atmósferas modificadas, podría incrementar la
eficiencia de la dosis y disminuir el tiempo de fumigación, es
decir, al incrementar la presión atmosférica en un sitio donde se
mantenga confinado al insecto y se fumigue con AA, el ácido
podría penetrar con mayor eficiencia al insecto y matarlo.
Otras formas de aplicar el ácido acético como insecticida podría
ser diluido en agua (volátil) y en forma líquida (aspersión). Al
diluir 2 µg ml-1 de AA en agua en una proporción 1:10 este se
volatilizó en poco más de dos min. Actualmente, las constantes
de volatilización del AA y de otros ácidos grasos volátiles
diluidos en agua ya se determinado experimentalmente (Khan
et al., 1995). Si el AA se aplicara asperjado, se tendría que
asegurar que penetrara B. tabaci, por esto, se requeriría por lo
menos evaluar algún adherente y un coadyuvante.
Los resultados de este trabajo, no determinaron sí la mosquita
presenta efectos posteriores a su fumigación en dosis donde
ellas lograron sobrevivir, por lo que también sería necesario
realizar evaluaciones al respecto.
423
previous leaves damage by whitefly. On the other hand,
the phytotoxicity of squash leaves fumigated with AA was
similar for the four assessed varieties.
The practical application of AA like fumigation system is
still a possibility, in particular it could be applied in closed
sites like greenhouses. However, is necessary to research if
doses as low like 0.5 to 2 µg ml-1 could be effective when
increasing the fumigation time. If although in this study, it
was defined that when increasing the fumigation time up to
eight hours B. tabaci survival decreased, the same occurred
when increasing the confinement time by more than eight
hours (with no fumigation).
To avoid long confinement times that affect whitef ly
survival, the process could be repeated several times, using
low doses (0.5 to 2 µg ml-1) in time equal or less than eight
hours. Another way to confine whitefly time longer than 8
hours without affecting its survival, like it was previously
mentioned, would be incubating it in containers with larger
volume. In case this works, then effect of AA would be seen
on the bug at longer time. In contrast, AA applied in closes
system, similar to modified environments, could increase
dose efficiency and decrease fumigation time, that is, when
increasing atmospheric pressure in a place where bug is
confined and where it is fumigated with AA, the acid would
penetrate with better efficiency to bug and kill it.
Other ways to apply acetic acid would be diluted in water
(volatile) and in liquid way (spray). When diluting 2 µg ml-1
of AA in water at 1:10 ratio it was volatilized in less than 2
minutes. Actually, the volatile constants of AA and other acids
diluted in water has been experimentally defined (Khan et al.,
1995). If AA is applied in spray, it would be sure that penetrates
B. tabaci, by this, the need to assess some glue and emulsifier.
The results of this study did not define if whitefly has effect
after its fumigation in dose where they survived, therefore
is necessary to assess this matter.
A major limiting for AA like fumigation agent on agricultural
products (fruits and vegetables) is its phytotoxicity (Sholberg
et al., 2003; Sholberg, 2009), which was also detected in this
work; by this reason, is key to use the lowest possible doses,
maybe around 1 to 2 µg ml-1 of AA.
AA and other AGV or AA in vinegar have been used for
fumigation purposes in fruits to protect them from fungi
like Botrytis cinerea Pers.:Fr., Monilinia fructicola Honey,
Una limitante muy importante del AA como fumigante sobre
productos agrícolas perecederos (frutos y verduras) lo es
su fitotoxicidad (Sholberg et al., 2003; Sholberg, 2009), lo
que también se observó en este trabajo; por tal motivo, es
clave usar dosis lo más bajas posible, tal vez alrededor de 1
a 2 µg ml-1 de AA.
El AA y otros AGV o el AA contenido en vinagre se han
usado como fumigantes de frutos para protegerlos de hongos
como Botrytis cinerea Pers.:Fr., Monilinia fructicola Honey,
Penicillium expansum L. y Penicillium spp. (Sholberg, 1998;
Sholberg et al., 2000). Este ácido también se empieza a utilizar
para matar malezas (PANNA, 2010) y es responsable de
mantener un buen ensilado (Danner et al., 2003). Por todo ello,
el uso de AA como fumigante tiene un potencial importante,
aunado a su bajo costo como ácido acético glacial, que de
acurdo a nuestra estimación, su uso a 1, 8 y 32 µg ml-1 para
fumigar un volumen de un m3 costaría 1, 12 y 50 centavos,
respectivamente (sólo el costo de ácido). Adicionalmente,
otros grupos de insectos fueron igualmente susceptibles al
AA como pulgones; asimismo, este ácido tiene la capacidad
de matar a hongos de almacén (Lerma-Valero et al., 2010) así
como hongos fitopatógenos que habitan en el suelo (Conn
et al., 2005; Samaniego-Gaxiola et al., 2008; Abbasi et al.,
2009; Samaniego-Gaxiola, 2010). Por todo ello, la evaluación
del AA como fumigante para disminuir las poblaciones de
organismos perjudiciales es prometedora, pero requiere más
investigación, particularmente encaminada a la manera en la
que puede actuar según el ambiente aire o líquido, tanto en la
parte aérea como dentro del suelo.
Conclusiones
El ácido acético mató a Bemisia tabaci en aproximadamente
90% cuando se fumigó con 8 y 12 µg ml-1 por 15 y 10 min,
respectivamente. Dosis de AA de 8 µg ml-1 mataron al insecto
entre 50-60% en lapsos de fumigación de dos a ocho horas.
La supervivencia de la mosquita blanca se afectó (40-60%)
después de confinarla entre 16 a 24 h, ello no permitió evaluar
apropiadamente el efecto de la fumigación del AA a dosis de
0.5 a 2 µg ml-1. Las hojas de cuatro variedades de calabaza
fumigadas para matar B. tabaci mostraron toxicidad al ácido,
aunque el insecto murió en función de la dosis usada para
fumigar y el tiempo de fumigación. Para obtener las dosis
de AA < 8 µg ml-1, el ácido se diluyó en agua, luego se aplicó
como fumigante a la mosquita, esto sugiere que el ácido actuó
matando al insecto en forma de disolución.
Penicillium expansum L. and Penicillium spp. (Sholberg,
1998; Sholberg et al., 2000). This acid is also started to be
used to kill weeds (PANNA, 2010) and it is responsible to
keep suitable silage (Danner et al., 2003). By all this, use
of AA like fumigation agent has an important potential,
together with its low cost like glacial acetic acid, which
according to our estimation, its use at 1, 8 and 32 µg ml-1
to fumigate 1 m3 volume would cost 1, 12 and 50 cents,
respectively (only acid cost). Also, other groups of insects
were also susceptible to AA like aphids; besides, this acid
has the ability to kill fungi (Lerma-Valero et al., 2010) as
well as phytopathogen fungi that live in soil (Conn et al.,
2005; Samaniego-Gaxiola et al., 2008; Abbasi et al., 2009;
Samaniego-Gaxiola, 2010) y recently this acid has been
effective to kill codling moth Cydia pomonella (Randall et
al., 2011). By all previously mentioned, AA assessment like
fumigation agent for prejudicial organisms is promising,
but requires further research, in particular to the way that
can be act according to the ambient air or liquid, as well in
air as within soil.
Conclusions
Acetic acid killed Bemisia tabaci in nearly 90% when used at
8 and 12 µg ml-1 during 15 and 10 min, respectively. The dose
8 µg ml-1 of AA killed bug between 50-60% in fumigation
times from two to eight hours. Survival of whitefly was
affected (40-60%) after confining it between 16 and 24
h, which did not allow to properly assessing effect of AA
fumigation at doses from 0.5 to 2 µg ml-1. The leaves of
four squash varieties fumigated to kill B. tabaci showed
toxicity to acid, although bug died in function to used dose
and fumigation time. To obtain doses of AA < 8 µg ml-1, acid
was diluted in water, then fumigant was applied to whitefly,
this suggest that acid acted killing in dilution shape.
End of the English version
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Control químico de Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae)
en lima persa Citrus latifolia Tanaka*
Chemical control of Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae)
in Persian lime Citrus latifolia Tanaka
Luis Martín Hernández-Fuentes1§, Mario Alfonso Urias-López1, José Isabel López-Arroyo2, Rafael Gómez-Jaimes1 y Néstor
Bautista-Martínez3
Campo Experimental Santiago Ixcuintla- INIFAP. Entronque a Santiago Ixcuintla, km. 6. Carretera Internacional México-Nogales. Santiago Ixcuintla, Nayarit. C. P.
63300. Tel. 01 323 2352031. ([email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental General Terán- INIFAP. General Terán, Nuevo
León. A. P. 3. C. P. 67400. Tel. 01 826 2670539. ([email protected]). 3Colegio de Postgraduados-Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco, km. 36.5
Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230. Tel. 01 595 9520200. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
A nivel mundial, la citricultura representa una actividad de
gran importancia. México ocupa el cuarto lugar mundial en
producción. Debido a la introducción y dispersión del vector
D. citri en todas las zonas citrícolas de México y la reciente
detección de la enfermedad conocida como huanglongbing
causada por la bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus,
es necesaria la evaluación de métodos de control de este
insecto. En el año 2010 en Nayarit, México, se realizaron
pruebas de efectividad técnica en campo y persistencia
de productos químicos de diferente mecanismo de acción
contra D. citri en lima persa. Se hicieron dos evaluaciones
en fechas distintas. En cada ensayo se evaluó número de
ninfas por brote y porcentaje de brotes infestados. De los
productos evaluados el dimetoato, imidacloprid y la mezcla
de imidacloprid más betaciflutrina ejercieron más de 85% de
control de ninfas durante 27 días después de la aplicación. En
los árboles tratados con dimetoato e imidacloprid en dosis
de 400 mL y 300 mL ha-1, respectivamente, se observó 100%
de brotes libres de ninfas de D. citri a los 27 días después de
la aplicación. El aceite agrícola en dosis de dos y tres L ha-1
ejerció menor control de ninfas de D. citri.
Citrus crops represent an outstanding activity at worldwide
level. Mexico ranks fourth place in production. Due
introduction and dispersion of D. citri vector in all citric
zones from Mexico and the newly detected disease
known as huanglongbing (HLB) caused by Candidatus
Liberibacter asiaticus bacteria, assessment of control
methods for this bug is required. In 2010, technical
effectiveness in field and persistence for different action
route against Persian lime D. citri chemical products tests
were performed in Nayarit, Mexico. Two assessments
were made at different dates. The amount of nymphs per
shoot and percentage of infested shoots were assessed
in each rehearsal. From evaluated products, dimethoate,
imidacloprid and the mixture of imidacloprid and
β-cyfluthrin exerted more than 85% percent of control
against nymphs during 27 days after application. In trees
treated with dimethoate and imidacloprid in 400 mL and
300 mL ha-1 dose, respectively, 100% of shoots free of D.
citri nymphs at 27 days after application was observed.
Agricultural oil in two and three L ha-1 dose exerted less
control against D. citri nymphs.
Palabras clave: Diaphorina citri, control químico, dítricos.
Key words: Diaphorina citri, chemical control, citric.
* Recibido: junio de 2011
Aceptado: enero de 2012
Luis Martín Hernández-Fuentes et al.
Introducción
En México, la superficie establecida de cítricos supera las
510 mil hectáreas, las cuales producen un promedio anual
de 6.97 millones de toneladas de frutas (SIAP, 2008) lo
que sitúa al país en el cuarto lugar mundial en producción
(FAOSTAT, 2007). De la superficie establecida, 66.56%
corresponde a naranja en sus diferentes variedades, 17.41% a
limón mexicano, 13.02% a lima persa y el resto a mandarinas,
tangerinas y pomelos.
En México, diversas plagas se encuentran asociadas a los
cítricos, es el caso del psílido asiático de los cítricos (PAC)
Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae). Este
insecto destaca por su importancia como vector de la bacteria
causante de la enfermedad conocida como enverdecimiento
de los cítricos o Huanglongbing (HLB) Candidatus
Liberibacter asiaticus, la cual fue detectada en el estado
de Yucatán en 2009 en muestras del vector (SENASICA,
2009). Hasta el momento la bacteria se ha detectado en 18
municipios de México (SINAVEF, 2010). El HLB es de
las enfermedades más destructivas de cítricos, los árboles
enfermos se vuelven improductivos y al paso del tiempo
estos mueren (Bove, 2006). Las primeras detecciones del
PAC se realizaron en 2002 en la Península de Yucatán,
actualmente se encuentra en todos los estados productores
de cítricos.
El PAC se alimenta de especies de la familia Rutácea, ataca
especies silvestres y cultivadas, principalmente limas y
limones (Aubert, 1987), se le asocia con 56 especies de
cítricos (Halbert y Manjunath, 2004); el insecto provoca
daños directos al alimentarse del floema de los brotes
tiernos y en fuertes infestaciones provoca deformación
de los brotes, caída de follaje y flores (Rogers y Stansly,
2006). Las ninfas de cuarto y quinto instar al igual que
los adultos son capaces de transmitir la enfermedad
(EPPO, 2005). Diversos métodos y estrategias de control
se han empleado para enfrentar tanto el vector como la
enfermedad, se menciona que el manejo de esta enfermedad
estará basado en el control del insecto vector al igual
que la eliminación de fuentes de inoculo por medio de la
erradicación de los árboles enfermos y el establecimiento
de anillos fitosanitarios alrededor de dichos arboles (Chiou,
1998). Sin embargo, hasta el momento no se conoce ningún
método de erradicación efectivo para el vector (McFarland
y Hoy, 2001).
Introduction
In México, surface settled with citric fruits overcomes
510 mil hectares, which yield an average of 6.97 millions
of tons of fruits (SIAP, 2008), reaching fourth place
worldwide production (FAOSTAT, 2007). From settled
surface, 66.56% corresponds to orange in its different
varieties, 17.41% to Mexican lemon, 13.02% to Persian
lime and the remaining portion to mandarines, tangerines
and grapefruits.
In Mexico, diverse plagues are related to citric trees,
like in the case of Asian citrus psyllid (PAC) Diaphorina
citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae). This bug
outstands as vectored bacteria causing disease known
like citrus greening disease or Huanglongbing (HLB)
Candidatus Liberibacter asiaticus, which was detected
in Yucatán in 2009 in vector samples (SENASICA,
2009). Up to now, bacteria has been detected in 18
municipalities from Mexico (SINAVEF, 2010). HLB is one
of the most destructive citric trees diseases, affected trees
become unproductive and when time elapses they die
(Bove, 2006). First PAC detections were performed in
2002 in Yucatán peninsula, currently it exists in all citric
producer states.
PAC feeds from species of Rutaceae family, attacks wild
and harvested species, mainly limes and lemons (Aubert,
1987), it is related with 56 citric species (Halbert and
Manjunath, 2004); bug causes indirect damages when
feeding from tender shoots phloem and in strong infections
cause shoots deformation, foliage and flowers fall (Rogers
and Stansly, 2006). Such as adult, fourth and fifth level
nymphs are able to cause transmission of disease (EPPO,
2005). Diverse control methods and strategies have been
used to face as well vector as disease, it is informed that
this disease’s handling will be based in bug vector control
as well as inoculums sources removal by elimination of
affected trees and settling of phytosanitary rings around
such trees (Chiou, 1998). Nevertheless, up to now
any effective vector elimination method is not known
(McFarland and Hoy, 2001).
Several chemical insecticides and oil based oils have been
assessed against PAC with promising results (Dahiya
et al., 1994; Childers and Rogers, 2005). Systemic
insecticide imidacloprid is one of the most widely used
(Llorens, 2007). D. citri effective control without damage
Control químico de Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae) en lima persa Citrus latifolia Tanaka
Diversos insecticidas químicos y aceites derivados de petróleo
han sido evaluados contra PAC con resultados alentadores
(Childers y Rogers, 2005; Dahiya et al., 1994). El insecticida
sistémico imidacloprid ha sido uno de los más empleados
(Llorens, 2007). Un control efectivo de D. citri sin daños
a los enemigos naturales se obtuvo con aplicaciones de
monocrotofos 10% con ayuda de una brocha en la base de
las ramas (Lin et al., 1973). Los aceites derivados de petróleo
han demostrado un control efectivo de las ninfas de D. citri
en condiciones de campo (Rae et al., 1997). El uso racional
de productos químicos contra plagas implica, entre otras
acciones, una rotación de estos con diferentes mecanismos
de acción. Diversos autores(as) refieren distintos modos de
acción de los aceites minerales: la teoría principal es que
ejercen su acción por sofocación y obstruye la entrada de
aire en los espiráculos (Smith y Pearce, 1948). Por su parte,
Stadler y Buteller (2009) indicaron que es más probable que
penetre a través de poros en el integumento y el volumen de
penetración dependerá de dos factores: la especie de insecto
y el tipo de aceite. Una investigación reciente realizada por
Najar et al. (2008), pone en entredicho la teoría de anoxia al
demostrar que el modo de acción del aceite mineral se asocia
con sus propiedades lipofílicas. Cuando el aceite entra en
contacto con el insecto se involucran fuerzas capilares y
complejos fenómenos físicos, que finalmente provocan
desecación y ablandamiento de la cutícula lo cual trae consigo
deshidratación y sofocación (Stadler y Buteller, 2009).
El imidacloprid se utiliza para el control de plagas en una
amplia gama de cultivos y en programas de salud animal;
ejerce su acción agonista en los receptores postsinápticos de
acetilcolina (IRAC, 2009) sitio muy específico de los insectos
que le confiere baja toxicidad para mamíferos (Liu et al.,
2005; Phua et al., 2009), existen además fuertes evidencias
que actúa en otras proteínas de esta clase (Tomizawa y Casida,
2005). El imidacloprid al aplicarse al follaje, semillas o suelo
se mueve hacia los puntos de crecimiento (Tomizawa y
Casida 2005). Otro insecticida comúnmente utilizado contra
insectos chupadores es el dimetoato, el cual se ha empleado en
huertos con baja tasa de infestación de D. citri. Es un producto
utilizado desde hace algunos años en México. Inhibe la acción
de la acetilcolinesterasa (IRAC, 2009). Un producto de
reciente introducción a México, es el espirotetramato. Éste se
caracteriza por presentar movimiento acropetala y basipétala
dentro de la planta, es un derivado del ácido espirocicliclo
tetramico (Bretschneider et al., 2007, citados por Nauen et
al., 2008), inhibe la síntesis de lípidos, razón por la cual es
particularmente efectivo contra insectos chupadores en
las primeras fases de su desarrollo (Nauen et al., 2008). A
429
to natural enemies was obtained in 10% monocrotophos
applications with help of brush at bushes base (Lin et al.,
1973). Petroleum-based oils had proved effective control
against D. citri nymphs in field conditions (Rae et al., 1997).
Rational use of chemical products against plagues implies,
among other actions, their rotation with different action
means. Several authors refer different mineral oils’ action
paths: main theory is that exert their action by suffocation
and obstructs air intake to spiracles (Smith and Pearce, 1948).
On the other hand, Stadler and Buteller (2009) stated that is
more likely that they penetrate trough pores in integument
and penetration volume will depend on two factors: bug
species and oil type. A recent research performed by Najar
et al. (2008) rejects anoxia theory proving that mineral
oil action path is related to its lipophilic properties. When
oil gets in contact with bug capillary forces and another
complex phenomena is involved, which finally provoke
cuticle desiccation and softening leading to dehydration
and suffocation (Stadler and Buteller, 2009).
Imidacloprid is used for plagues control in wide range of
crops and animal health campaigns; its antagonist activity
is exerted by acetylcholine postsynaptic receptors (IRAC,
2009) very specific site in the insects that confers low toxicity
to mammals (Liu et al., 2005; Phua et al., 2009), also there
are strong evidences that acts in other proteins of this type
(Tomizawa and Casida, 2005). When applied to foliage,
seeds or soil, imidacloprid moves towards growth points
(Tomizawa and Casida, 2005). Another commonly used
insecticide against bugs is dimethoate, which has been used
in orchards with low D. citri infestation rate. It is a product
used since some years ago in Mexico.
Inhibits action of acetylcholinesterase (IRAC, 2009).
Spirotetramat is a recently introduced product in Mexico.
This is characterized by acropetal and basipetal motion
within plant. It is a derivative of spirocyclic tetramic
acid (Bretschneider et al., 2007, quoted by Nauen et al.,
2008), inhibits lipids synthesis, which is very effective
against sucking bugs in first development stages (Nauen
et al., 2008). At physiological level blocks action of acetyl
coenzyme A carboxylase (IRAC, 2009), enzyme responsible
for lipids synthesis.
The aim of this study was to assess biological efficiency and
persistence of chemical products of different path of action
against D. citri in Persian lime to obtain more options of
chemical control for this plague in Mexico.
nivel fisiológico bloquea la acción de la acetilcoenzima A
carboxilasa (IRAC, 2009) enzima responsable de la síntesis
de lípidos.
El objetivo de este estudio fue evaluar la eficacia biológica y
la persistencia de productos químicos de diferente modo de
acción sobre D. citri en lima persa para contar con mayores
alternativas de control químico de esta plaga en México.
Se realizaron dos ensayos, uno en el periodo de lluvias de
julio a agosto y otro al finalizar estas de octubre a diciembre
de 2010. La primera evaluación se realizó en un huerto de seis
años de edad, ubicado en los terrenos del ejido La Fortuna, en
el municipio de Tepic, Nayarit, a una altura de 743 msnm. El
diseño de plantación fue de seis metros en marco real con una
densidad de 286 árboles por hectárea. La ubicación geográfica
del huerto es: 21° 33’ 23’’ latitud norte y 104° 57’ 11’’ longitud
oeste. La segunda evaluación se hizo en un huerto de 5 años de
edad, con la misma densidad de plantas y en la misma localidad
en las siguientes coordenadas: 21° 33’ 33.15” latitud norte y
104° 57’ 23.3” longitud oeste, ubicado a una altura de 717
msnm. Se realizó una poda antes de las aplicaciones con el fin
de estimular el desarrollo vegetativo de los árboles y contar
con suficientes brotes jóvenes para el muestreo, se eliminaron
“chupones”, ramas bajas y enfermas y aquellas internas que
se entrecruzaban. En ambos periodos se utilizó el mismo
método, excepto que en la segunda evaluación se agregaron dos
tratamientos a los utilizados en el primer ensayo (Cuadro 1).
Two essays were performed, one in rain season from July to
August and other afterwards from October to December 2010.
First essay was performed in six years old orchard, located in
lands of ejido La Fortuna, in the municipality of Tepic, Nayarit,
at 734 masl. Plantation design was six meters in real frame
with density of 286 trees per hectare. Its geographical location
is: 21° 33’ 23’’ north latitude and 104° 57’ 11’’ west longitude.
Second essay was performed in a 5 years old orchard, with
the same plants density and same location in the following
coordinates: 21° 33’ 33.15” north latitude and 104° 57’ 23.3”
west longitude, at a height of 717 masl. Pruning was made
before applications with the aim to stimulate vegetal trees
development and have enough young shoots for sampling,
low and ill branches, and small shoots were removed and those
internal with intercross. In both periods the same method was
used, except for second assessment in which two treatments
were added to the used in the first essay (Table 1).
Treatments application. Manual backpack spray with 15
L capacity, 87 psi and extension rod with conic nozzle was
used. Spray was made towards tree canopy. In the firs test
two applications were made at an interval of 20 d. In the
second only one application was performed in order to assess
besides efficiency, persistence of each ingredient. Water
consumption per tree in both studies was of 0.6 L.
Experimental design and statistical analysis. Complete
random blocks design with five repetitions per treatment
was used. Before making analysis of variance of studied
Cuadro 1. Ingredientes activos y dosis de productos comerciales evaluados contra D. citri en lima persa.
Table 1. Active ingredients and dose of products assessed against D. citri in Persian lime.
*Tratamiento/ingrediente activo (i. a.)
aceite mineral
aceite mineral
espirotetramato
espirotetramato
Dimetoato
Dimetoato
Imidacloprid
Imidacloprid
imidacloprid + betaciflutrina
imidacloprid + betaciflutrina
Testigo
G L-1 de i. a. en producto comercial
980
150
400
350
210 + 90
*Los tratamientos con imidacloprid más betaciflutrina sólo se evaluaron en el segundo periodo.
dosis de producto comercial (L ha-1)
2.0
3.0
0.2
0.4
0.2
0.4
0.15
0.3
0.15
0.3
Sólo agua
Aplicación de los tratamientos. Se utilizó un aspersor manual
de mochila de 15 L de capacidad, 87 libras de presión y lanza de
extensión con boquilla de cono lleno. La aspersión se dirigió
a la copa del árbol. En la primera evaluación se realizaron dos
aplicaciones con un intervalo de 20 días. En la segunda sólo
se aplicó en una ocasión con el objeto de evaluar, además de
la eficacia, la persistencia de cada ingrediente evaluado. El
gasto de agua por árbol en ambos estudios fue de 0.6 L.
Diseño experimental y análisis estadístico. Se utilizó un
diseño en bloques completos al azar con cinco repeticiones
por tratamiento, cada árbol se considero una repetición. Antes
de realizar análisis de varianza de las variables examinadas,
se verificó homogeneidad de varianza entre tratamientos con
la prueba de Levene (Montgomery, 2008) y que los datos
se distribuyeran de manera normal (α≥ 0.05). El análisis
estadístico se realizó con el programa SAS (2008) versión
9.2. En los muestreos donde se observó diferencias entre
tratamientos, se realizó comparación de medias con la prueba
de Tukey (α≤ 0.05). Previo a las aplicaciones, se llevó a cabo
un muestreo de las variables estudiadas para observar que estas
fueran iguales estadísticamente (α≤ 0.05); en caso de existir
diferencias estas podrían influir como covariables en los
resultados finales; el análisis de covariables y la distribución
de tratamientos en bloques al azar son útiles para mejorar la
precisión de estos experimentos (Montgomery, 2008).
Variables. Brotes infestados y ninfas por brote. En cada
punto cardinal del árbol se colectó un brote de 8 centímetros
de longitud, en total se colectaron 20 brotes por tratamiento
en cada muestreo, aquellos brotes donde se observaron ninfas
vivas se consideraron infestados. Se contó el total de ninfas
por brote, estos se colocaron bajo un estereoscopio marca
Carl Zeiss para diferenciar con mayor facilidad las ninfas
vivas de las muertas. Durante las observaciones, se registró
temperatura media diaria, humedad relativa y precipitación,
los datos se tomaron de la estación climática ubicada en
Tepic, Nayarit de la red estatal del Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).
Resultados y discusión
Primera evaluación
Ninfas por brote. En la prueba de igualdad de varianzas
y normalidad de las variables observadas en ambos
estudios, no ocurrieron diferencias significativas
431
variables, variance homogeneity between treatments
was verified with Levene test (Montgomery, 2008) and
data were normally distributed (α≥ 0.05). Statistical
analysis was made with SAS software (2008) version
9.2. In samples were differences between treatments were
detected, Tukey test (α≤ 0.05) to compare average values
was performed. Prior to applications, studied variables
sampling was made to assure they were statistically
different (α≤ 0.05); if differences were found, they can
affect as co-variables in final results; co-variables analysis
and treatments distribution in random blocks are useful
to improve precision of these experiments (Montgomery,
2008).
Variables. Infested shoots and nymphs per shoot. In each
side of the tree (n, s, w, e) 8 cm length shoot was collected,
for a total of 20 shoots per treatment in each sampling, those
shoots where live nymphs were detected are considered
infested. Total nymphs per shoot were counted, and put
under stereoscope Carl Zeiss to easily differentiate live
nymphs from dead ones. During observations, daily average
temperature, relative humidity and rain were recorded; data
were taken from weather station located at Tepic, Nayarit
from state network of National Research Institute for
Agricultural, Forestry and Livestock (INIFAP).
Results and discussion
First evaluation
Nymphs per shoot. In the test of variance similarity and in
normality of observed variables in both studies, there were
no significant differences (α≤ 0.05). Quantity of nymphs per
shoot in previous sampling to application was statistically
equal (Table 2).
In first sampling, six days after applications, greatest
nymphs population occurred, treatments with spirotetramat
in their lower dose, dimethoate in two doses and imidacloprid
with higher dose were statistically different to control.
Dimethoate and imidacloprid treatment in highest dose were
outstanding since compared to control their effectiveness
was 98.8 and 90.7%, respectively (Table 2). A statistically
similar control at 7 days after application was observed
by Ahmed et al. (2004) when assessing dimethoate and
imidacloprid with commercial dose of 0.74 L ha-1 and 0.61
kg ha-1, respectively.
(α≤ 0.05). El número de ninfas por brote en el muestreo
previo a las aplicaciones fue igual estadísticamente
(Cuadro 2).
In second sampling, 13 days after second application,
significant differences were observed between treatments.
Dimethoate at assessed dose exerted more than 95.3% of
Cuadro 2. Ninfas de D. citri por brote antes y después de la aplicación de diferentes productos químicos en Limón Persa.
Nayarit, México. 2010.
Table 2. D. citri nymphs per shoot before and alter application of different chemicals products in Persian lemon. Nayarit,
Mexico. 2010.
Tratamiento (L.ha-1)
aceite mineral (2)
aceite mineral (3)
espirotetramato (0.2)
dimetoato (0.2)
dimetoato (0.4)
imidacloprid (0.15)
imidacloprid (0.3)
Control
Valor de F
Ninfas/brote ± error estándar
17-jun*
1.2±0.4
9.9± 5.0
7.2±5.9
0.9±0.2
2.2±1.4
1.3±0.8
3.3±1.5
1.1±0.3
2.8±1.9
1.34
6 dda**
14.4±5.6ab
19.5±6.1ab
8.3±5.9b
24.9±5.7ab
6.5±5.9b
0.5±7.4b
19.6±6.4ab
4.1±6.5b
44.4±6.6a
4.25
13 dda
10.8±2.5ab
8.0±2.6bc
5.9±2.0bcd
4.8±2.3bcd
0.8±2.3d
0.3±1.1d
2.2±1.5cd
1.8±1.3cd
17.3±1.3a
16.12
20 dda
6.1±1.9a
2.7±1.7abc
1.95±1.7bc
1.3±0.9bc
1.1±0.8bc
0.0±0.8c
1.6±0.7bc
0.3±0.7c
4.4±0.8ab
6.02
27 dda
1.15±0.4ab
1.8±0.4a
1.0±0.3ab
0.15±0.3b
0.55±0.5ab
0.0±0.5b
0.85±0.5ab
0.0±0.5b
1.95±0.5a
5.52
Media final
8.43±2.01ab
7.89±2.18b
4.28±0.92b
7.79±1.85b
2.23±1.02b
0.2±0.11b
6.06±1.97b
1.54±00.84b
16.99±5.06a
7.21
*Muestreo previo a las aplicaciones. **dda: días después de la aplicación. Medias con distinta letra, difieren significativamente, Tukey (α≤ 0.05).
En el primer muestreo, seis días después de las aplicaciones,
ocurrió la mayor población de ninfas, los tratamientos
con espirotetramato en su dosis menor, dimetoato en
las dos dosis e imidacloprid con la dosis mayor fueron
diferentes estadísticamente al control. Destacaron los
tratamientos con dimetoato e imidacloprid en la dosis
mayor, pues comparados con el control ejercieron 98.8%
y 90.7% de control, respectivamente (Cuadro 2). Ahmed
et al. (2004) al evaluar dimetoato e imidacloprid con
dosis de producto comercial de 0.74 L ha-1 y 0.61 kg ha-1,
respectivamente, observaron un control estadísticamente
igual a los 7 días después de la aplicación. Los tratamientos
con espirotetramato en la dosis mayor y dimetoato en
la dosis menor, ejercieron un control 81.3% y 85.3%,
respectivamente.
En el segundo muestreo, 13 días después de la segunda
aplicación, se observaron diferencias significativas entre
los tratamientos. El dimetoato con las dosis evaluadas,
ejerció control de más de 95.3%, seguido por imidacloprid
89.5% de control respecto al testigo. En la penúltima fecha
de muestreo, 20 días después de la aplicación ocurrieron
diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos.
El dimetoato con la dosis mayor ejerció 100% de control, los
control, followed by imidacloprid with 89.5% of efficiency
when compared to control. In second to last date of sampling,
20 days after application, significant statistically differences
between treatments occurred. Dimethoate with higher dose
exerted 100% effectiveness, treatments with spirotetramat,
dimethoate and imidacloprid at lower dose were statistically
equal between them and different to control, these exerted
nymphs control above 54%; in this sampling mineral oil in
lower dose showed statistically same number of nymphs
per shoot than control. With oil it was perceived a relatively
low effectiveness compared to control, in general showed
few effectiveness (50.3% in average) even in sampling
after second application (27 days) control was least 41%.
Mineral oil control over D. citri nymphs is better on 1st and
2nd instar nymphs and better results are obtained applying it
in preventive way, before adults arrive (Rae et al., 1997). At
five and 13 days after application of 46.7 L ha-1 of mineral
oil at 97% in orange Childers and Rogers (2005) obtained
satisfactory control results. Nevertheless, this control was
not significant at 13 days alter application.
Difference with regards dose used by Childers and Rogers
(2005) in this research is very wide. In last sampling date, 27
days after application, number of nymphs on control samples
433
tratamientos con espirotetramato, dimetoato e imidacloprid
en la dosis baja fueron iguales estadísticamente entre si
y diferentes al control, estos ejercieron control de ninfas
de más de 54%; en este muestreo el aceite mineral en la
dosis menor presentó estadísticamente igual número de
ninfas por brote que el control. Con el aceite se percibió
un control relativamente bajo comparado con el control,
en general mostró poca efectividad (50.3% en promedio)
incluso en el muestreo después de la segunda aplicación
(27 días) el control fue menor 41%. El aceite mineral sobre
las ninfas de D. citri tiene mayor control sobre ninfas de 1er
y 2do instar y se obtienen mejores resultados aplicándolo en
forma preventiva, antes de la llegada de los adultos (Rae et
al., 1997). Resultados satisfactorios de control obtuvieron
Childers y Rogers (2005) a los cinco y 13 días después de la
aplicación de 46.7 L.ha-1 de aceite mineral a 97% en naranja.
No obstante, este control fue insignificativo a los 13 días
después de la aplicación.
was lower than previous sampling, which would period
from egg to nymph conclusion, which is of 29.6 days at an
average temperature of 22 °C (Nava et al., 2007), conditions
similar to this study conditions (Figure 1); however, at this
population level, significant differences were detected
between treatments. Statistically best treatments were
the ones with higher doses of dimethoate, imidacloprid
and spirotetramat; first two obtained 100% effectiveness,
while the latter obtained 90% effectiveness. Bahagabati and
Nariani (1983), when applying dimethoate 0.06% and 0.03%
in four times every seven days, detected 100% effectiveness
against D. citri during 28 days.
La diferencia con respecto a la dosis utilizada por Childers
y Rogers (2005) esta investigación es muy amplia. En la
última fecha de muestreo, 27 días después de la aplicación,
el número de ninfas en el control llegó a estar por debajo del
muestreo previo, lo cual indicaría la conclusión del periodo
de huevo a ninfa el cual es de 29.6 días a una temperatura
media de 22 °C (Nava et al., 2007), condiciones similares
ocurridas durante este estudio (Figura 1); no obstante,
con este nivel poblacional, se observaron diferencias
significativas entre los tratamientos. Los tratamientos con las
dosis mayores de dimetoato, imidacloprid y espirotetramato
fueron, estadísticamente, los mejores tratamientos; los dos
primeros ejercieron 100% mientras que el último 90% de
control. Bahagabati y Nariani (1983) al aplicar dimetoato
0.06% y 0.03% de producto comercial en cuatro ocasiones
cada siete días, observaron controles 100% de D. citri
durante 28 días.
40
Porcentaje de brotes infestados con ninfas. Seis días
después de las aplicaciones, se observaron diferencias
significativas entre tratamientos (Cuadro3). El tratamiento
con dimetoato en la dosis mayor fue el mejor tratamiento y
ejerció control 70% de brotes respecto al testigo, le siguió
el imidacloprid en la dosis mayor con 50% de control;
los tratamientos con aceite mineral y espirotetramato con
la dosis menor fueron iguales al testigo. En el segundo
muestreo, 13 días después de las aplicaciones, ocurrieron
diferencias significativas, los tratamientos con dimetoato
en las dosis evaluadas e imidacloprid con la dosis mayor,
ejercieron un control 85%, 75% y 55%, respectivamente,
90
Temp (°C)
Hr (%)
Prec (mm)
80
70
60
50
30
20
10
0
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Figura 1. Temperatura, humedad relativa y precipitación
pluvial media mensual ocurrida durante las
observaciones en el sitio de estudio. 2010.
Figure 1. Monthly average temperature, relative humidity and
rain during observations in site in the study. 2010.
Percentage of shoots infested with nymphs. Six days
after treatment, significant differences between treatments
were detected (Table 3). Dimethoate at higher dose was
the best treatment with 70% effectiveness on shoots if
compared to control, followed by imidacloprid at higher
dose with 50%; mineral oil and spirotetramat at lower
dose treatments result similar to control. In the second
sampling, 13 days after applying treatment, there were
significant differences: treatments with dimethoate at
assessed doses and imidacloprid at higher dose, yield 85%,
75% and 55% of effectiveness, respectively, compared to
control. Treatments with mineral oil at higher dose and
spirotetramat at lowest dose showed same percentage
of infested shoots as control. In second to last sampling,
there were significant differences between treatments,
outstanding treatments with dimethoate and imidacloprid
at higher dose with 100% and 85% of effectiveness,
respectively. The remaining treatments, except for those
comparados con control. Los tratamientos con aceite
mineral en la dosis mayor y espirotetramato en la dosis
menor presentaron igual porcentaje de brotes infestados
que el control. En el penúltimo muestreo, se observaron
diferencias significativas entre los tratamientos, destacan
los tratamientos con dimetoato e imidacloprid en la dosis
mayor con 100% y 85% de control, respectivamente. Los
demás tratamientos, excepto aquellos con dimetoato e
imidacloprid en las dosis menores, fueron estadísticamente
iguales al control. En el último muestreo, 27 días después
de las aplicaciones, los tratamientos con dimetoato e
imidacloprid en las dosis mayores fueron diferentes al
control y ejercieron 100% de control. El espirotetramato
con la dosis mayor ejerció 85% de control de brotes. El
mayor número de brotes infestados se obtuvo con el aceite
mineral, lo cual coincide con un mayor número de ninfas
(Cuadro 2).
with dimethoate and imidacloprid in lower doses, were
statistically equal to control. In the last sampling, 27
days after treatment, dimethoate and imidacloprid at
higher dose were different to control and yield 100%
effectiveness. Spirotetramat at higher dose yield 85%
effectiveness in shoot. Greatest number of infested shoots
was with mineral oil, which coincides with higher number
of nymphs (Table 2).
Second assessment
Previous to application treatments, number of nymphs per
shoot was statistically different (Table 4), by this reason in
comparisons after the application this population level was
used as co-variable. In this study, during first 3 samples and
up to 21 days after treatment, a significant effect of assessed
pesticides was observed (Table 4).
Cuadro 3. Porcentaje de brotes infestados por ninfas de D. citri en lima persa tratado con diferentes productos químicos.
Nayarit, México, 2010.
Table 3. Percentage of shoots infested by D. citri nymphs in Persian lime with different chemical products. Nayarit,
Mexico, 2010.
Tratamiento (L ha-1)
aceite mineral (2)
aceite mineral (3)
dimetoato (0.2)
dimetoato (0.4)
imidacloprid (0.15)
imidacloprid (0.3)
Testigo
Valor de F
Porcentaje de brotes infestados ± error estándar
17-jun*
50± 11.2a
85±10.0a
45±22.9a
50±11.2a
35±10.0a
45±9.4a
70±9.4a
40±6.1a
55±14.6a
1.46
6 dda**
100±0a
100±0a
100±0a
90±6.1ab
85±10.0ab
30±14.6c
90±10.0ab
50±22.4bc
100±0.0a
5.4
13 dda
95±5ab
100±0a
100±0a
85±10abc
35±12.7d
15±6.1d
55±14.6bcd
45±12.2cd
100±0.0a
12.54
20 dda
93.75±6.3ab
100±0.0a
100±0.0a
85±10.0ab
30±14.6cd
0.0±0.0c
55±14.6bc
15±10.0cd
100±0.0a
19.9
27 dda
65±15.0ab
70±18.4a
55±12.2ab
15±10.0bc
30±18.4abc
0.0±0.0c
35±6.1abc
0.0±0.0c
80±9.4a
7.7
Media final
87.92±5.8a
92.5±4.6a
88.75±3.1a
68.75±6.3ab
45.0±5.4cd
11.25±5.0d
58.75±9.8b
27.5±8.3cd
95.0±2.39a
26.18
*Muestreo previo a las aplicaciones. **dda: días después de la segunda aplicación. Medias con distinta letra, difieren significativamente según Tukey (α= 0.05).
Segunda evaluación
Previo a las aplicaciones, el número de ninfas por brote fue
diferente estadísticamente (Cuadro 4), razón por la cual en
comparaciones posteriores a la aplicación se utilizó este
nivel poblacional como covariable. En este estudio, durante
los primeros 3 muestreos y hasta los 21 días después de la
aplicación, se observó efecto significativo de los plaguicidas
evaluados (Cuadro 4).
At 3 days alter application, treatments with spirotetramat,
dimethoate and mixture of imidacloprid plus β-cyfluthrin
in higher doses outstood, compared to control they showed
a rate of 92.9%, 96.4% and 94.8%, respectively. Seven
days after application, treatments with dimethoate in
higher dose, imidacloprid, and mixture of this last one
with beta β-cyfluthrin at lower and higher dose were
statistically different to control and similar between
them. All these products had effectiveness greater than
435
Cuadro 4. Ninfas de D. citri por brote antes y después de la aplicación de diferentes productos químicos en lima persa.
Nayarit, México, 2010.
Table 4. D. citri nymphs per shoot before and after applying different chemical products in Persian lime. Nayarit,
Mexico, 2010.
aceite mineral (2)
aceite mineral (3)
dimetoato (0.2)
dimetoato (0.4)
imidacloprid (0.15)
imidacloprid (0.3)
imidacloprid +
betaciflutrina (0.15)
imidacloprid +
Testigo
Valor de F
Promedio de ninfas/brote ±error estándar
previo*
3 dda
7 dda
84.4±44.6b
15.6±2.2bcd
26.9±2.4bc
85.8±35.0b
17.2±1.8bc
8.1±3.4cd
70.8±16.9bcd 21±1.78b
14.6±4.4cd
37.9±8.3de
2.8±0.96ef
35±9.6b
40.5±9.1de
13.2±1.0bcde 15.1±0.7bcd
91.8±27.3b
1.5±0.5f
1.1±0.4d
54.6±15.1bcde 11.8±0.8bcdef 5.6±1.6d
82.8±20.3b
4.8±0.6def
3.8±1.1d
21 dda
8.3±2.2b
34.6±8.8a
5.3±2.5b
5.2±3.3b
8.2±2.2b
2.1±0.9b
4.1±0.7b
1.6±0.7b
49 dda
1.4±0.9a
3.4±0.9a
2.2±1.6a
2.9±0.8a
2±0.7a
3.5±0.8a
1.8±0.8a
1.7±0.7a
Media final
13.05±1.1bc
15.83±2.3b
10.77±1.1bcd
11.47±2.7bc
9.62±0.9bcde
2.05±0.4e
5.52±0.4cde
2.97±0.5de
25.1±4.6e
6.2±0.9cdef
0.8±0.4d
0.2±0.1b
2.2±0.9a
2.35±0.3e
77.6±33.4bc
2.2±0.3ef
1.5±0.9d
0.6±0.4b
2±0.9a
1.57±0.3e
139±67.4
15.88
42.5±6.7a
17.60
59.7±6.4a
16.71
41.8±12.2a 2.4±1.0a
5.76
0.59
36.6±3.7a
24.01
*Muestreo previo a las aplicaciones. dda: días después de la segunda aplicación. Medias con distinta letra, difieren significativamente según Tukey (α= 0.05).
A los 3 días después de la aplicación, destacaron los
tratamientos con espirotetramato, dimetoato y la mezcla de
imidacloprid más betaciflutrina en las dosis mayores, estos
ejercieron un control respecto al testigo 92.9%, 96.4% y
94.8%, respectivamente. Siete días después de la aplicación,
los tratamientos con dimetoato en la dosis mayor, imidacloprid
y la mezcla de este con betaciflutrina en las dosis baja y alta
fueron diferentes estadísticamente al testigo e iguales entre
sí. Todos estos productos ejercieron controles mayores a
90%. En el tercer muestreo, 21 días después de la aplicación,
todos los tratamientos, excepto la dosis mayor de aceite
mineral, redujeron estadísticamente la población de ninfas.
Destacaron los tratamientos con dimetoato e imidacloprid
con las mayores dosis e imidacloprid más betaciflutrina en
las dos dosis evaluadas, estos ejercieron controles más de 94%
respecto al testigo. Dikshit y Lal (2002) al evaluar 2.5 mL.litro-1
de agua de imidacloprid, se contempló un control 95.2% de
Toxoptera aurantii en Citrus aurantiifolia siete días después de
la aplicación, 15 días después este control fue 55.2%. En éste
ensayo en el último muestreo, 49 días después de la aplicación,
no hubo diferencias significativas entre tratamientos, lo cual
indica que la persistencia de los productos en las dosis evaluadas
fue de hasta 21 días. En esta segunda evaluación se observó
mayor número de ninfas por brote respecto al primer estudio,
esta diferencia pudo ser influida por la ocurrencia de lluvias
90%. In third sampling, 21 days after application,
all treatments, except mineral oil at higher dose,
statistically reduced nymph’s population. Treatments
with dimethoate and imidacloprid with higher doses
and imidacloprid plus β-cyfluthrin in both assessed
doses outstood, which showed rate of 94% regarding
control. Dikshit and Lal (2002) when assessing imidacloprid
at 2.5 mL.liter-1 of water, showed 95.2% of effectiveness
against Toxoptera aurantii in Citrus aurantiifolia seven
days after treatment, then, 15 days after treatment, was
55.2%.
In this study, in last sampling 49 days after application,
there were no significant differences between treatments,
i.e. persistence of products at assessed doses was up
to 21 days. In this second assessment a higher number
of nymphs per shoot regards first assessment was
seen, this difference would be inf luenced by rain
occurrence during first assessment observations (Figure
1). In both assessments, mineral oil at two and three
liters per hectare had least effectiveness against D. citri
nymphs, this differs to the result obtained by Rae et al.
(1997) who detected a highly significant effect eight days
after application on eggs and nymphs at 0.5 L/100 liter
of water dose.
durante las observaciones del primer ensayo (Figura 1). En
ambas evaluaciones, el aceite mineral en dosis de dos y tres
litros por hectárea ejerció menor control contra ninfas de D.
citri, este resultado difiere a lo mencionado por Rae et al.
(1997) quienes observaron efecto altamente significativo
ocho días después de la aplicación sobre huevos y ninfas en
dosis de 0.5 L/100 litros de agua.
Porcentaje de brotes infestados por ninfas de D. citri
En el muestreo previo a las aplicaciones, no se observaron
diferencias significativas entre tratamientos (Cuadro 5). En
el primer muestreo, tres días después de la aplicación, no
se observaron diferencias significativas entre tratamientos
(Cuadro 5). Siete días después de la aplicación, ocurrieron
diferencias estadísticas entre tratamientos, la mezcla de
imidacloprid con betaciflutrina en la dosis mayor ejerció
77.7% de control respecto al testigo. En el tercer muestreo,
21 días después de la aplicación, no hubo diferencias
estadísticas entre tratamientos. En el último muestreo, se
contempló una disminución de brotes infestados y entre
tratamientos, incluido el testigo, respecto al muestreo
previo. Situación similar ocurrió en la primera evaluación.
Los tratamientos con aceite mineral y espirotetramato en
las dosis menores fueron menos infestados que el testigo.
Percentage of shoots infested by D. citri nymphs
In sampling previous to applications, there were not detected
significant differences between treatments (Table 5). In
the first sampling, three days after application, either were
detected significant differences between treatments (Table
5). Seven days after application, statistical differences
between treatments occurred, the mixture of imidacloprid
with β-cyfluthrin at higher dose exerted 77.7% of
effectiveness regarding control. In third sampling, 21 days
after application, there was no statistical difference between
treatments. In last sampling, a decrease in shoots infested
and between treatments was detected, including control,
regards previous sampling. Same situation occurred at first
assessment. Treatments with mineral oil and spirotetramat
at lower doses were less infested than control.
Ambient conditions turing assessments. In these
studies, highest temperature (23. 5 °C) was in August and
lowest during December (17.7 °C), while greatest rain
precipitation was in July (90.4 mm) (Figure 1), although
the aim of this study did not included to set relationship
between ambient factor and studied variables, it is obvious
that rain effect rather than temperature is noted, which is
verified by population levels in control for both periods.
Cuadro 5. Porcentaje de brotes infestados por ninfas de D. citri en lima persa tratado con diferentes productos químicos.
Nayarit, México. 2010.
Table 5. Percentage of shoots infested by D. citri nymphs in Persian lime treated with different chemicals products. Nayarit,
Mexico. 2010.
aceite mineral (2)
aceite mineral (3)
dimetoato (0.2)
dimetoato (0.4)
imidacloprid (0.15)
imidacloprid (0.3)
imidacloprid +
imidacloprid +
Testigo
Valor de P
previo*
100±0.0
100±0.0
100±0.0
100±0.0
100±0.0
90±10.0
100±0.0
100±0.0
100±0.0
3 dda
90±10.0a
90±10.0a
90±10.0a
80±20.0a
80±12.4a
50±15.8a
80±12.2a
80±12.2a
70±12.2a
7 dda
100±0a
60±24.5ab
60±18.7ab
50±15.8ab
80±12.2ab
40±10.0ab
60±18.7ab
50±15.8ab
30±12.2ab
21 dda
50±15.8a
60±18.7a
30±12.2a
30±20.0a
60±18.7a
40±18.7a
60±10.0a
50±22.4a
20±12.2a
49 dda
20±12.2b
50±0.0ab
20±12.2b
80±12.2ab
50±15.8ab
90±10.0a
30±12.2ab
30±12.2ab
50±15.8ab
Media final
65±8.3ab
65±8.3ab
50±5.6ab
60±7.3ab
67.5±10.9ab
55±7.5ab
57.5±6.4ab
52.5±12.1ab
42.5±6.4ab
100±0.0
80±12.24
1.77
50±0.0a
90±10.0a
1.48
20±12.2b
90±10.0ab
2.65
20±12.2a
60±18.7a
0.85
30±12.2ab
40±18.7ab
2.92
30±6.4b
70±9.3a
1.94
*Muestreo previo a las aplicaciones. dda: días después de la segunda aplicación. Medias con diferente letra ± error estándar, difieren significativamente según Tukey (α= 0.05).
Condiciones ambientales durante la realización de los
ensayos. La temperatura más alta (23. 5 °C) fue en agosto y
la más baja ocurrió en diciembre (17.7 °C), mientras que la
Rain effect would affect effectiveness of mineral oil;
however, in second assessment, there were no rain at all
and control was deficient. Temperature range in months of
mayor acumulación de lluvias fue en julio (90.4 mm) (Figura
1), en estos ensayos, aunque el objetivo no fue hacer alguna
correlación entre los factores ambientales y las variables
estudiadas, se deduce un efecto de la lluvia más que de la
temperatura, lo cual se verifica en los niveles poblaciones
observados en el testigo en ambos periodos. El efecto de
la lluvia pudo de igual manera influir en la efectividad
del aceite mineral; no obstante, en el segundo ensayo, no
ocurrieron lluvias y de igual manera el control fue menor.
El rango de temperatura en los meses de evaluación fue de
17.7-23.5 °C, al respecto Nava et al. (2007) mencionan un
rango óptimo para ninfas de D. citri de 18-30 °C. Urías et
al. (2011) al estudiar la fluctuación poblacional de D. citri
en Lima Persa en diferentes altitudes y zonas con diferente
temperatura, concluyen que la presencia de éste insecto está
más relacionada con la disponibilidad de brotes nuevos; lo
cual se vería favorecido en el periodo de lluvias.
Conclusiones
De los productos evaluados, el dimetoato, imidacloprid
a las dosis de 200 mL, 400 mL y 300 mL por hectárea,
respectivamente, y la mezcla de este con betaciflutrina en
dosis de 150 mL y 300 mL de producto comercial por hectárea,
fueron los que tuvieron mejor control y mayor efecto residual en
ambas evaluaciones. El aceite mineral, en las dosis evaluadas,
ejerció menor control contra ninfas de D. citri, respecto a
los demás productos evaluados. Con base en los resultados
obtenidos, una aplicación de dimetoato e imidacloprid a
las dosis de 200 mL, 400 mL ha-1, de producto comercial,
respectivamente, es adecuada para proteger los brotes de
lima persa durante cuatro semanas y evitar los daños directos
de D. citri; no obstante ante la presencia de HLB se tendría
que reconsiderar este intervalo. La información actual sobe
el control de D. citri en lima persa es escasa, nuevos estudios
con diferentes dosis de productos de menor impacto ambiental
y modos de aplicación deben realizarse para contar con
mayores alternativas de manejo del problema HLB-D. citri.
Agradecimientos
Este estudio fue financiado por el fondo sectorial SAGARPACONACYT con el proyecto 2009-108591. Se agradece a
los productores de Lima Persa en Nayarit por las facilidades
otorgadas para la realización de esta investigación.
437
assessment was from 17.7-23.5 °C, on this regards Nava
et al. (2007) define an optimum range for D. citri nymphs
from 18-30 °C. Urías et al. (2011) when studying D. citri
population variation in Persian lime at different heights
and zones with different temperature ranges, conclude
that presence of this bug is more related to availability of
new shoots; which would be favored during rain season.
Conclusions
From assessed products, dimethoate, imidacloprid at 200
mL, 400 mL and 300 mL per hectare doses, respectively,
and the mixture of this with β-cyfluthrin at 150 mL and 300
mL per hectare, had best control and higher residual effect
in both assessments. Mineral oil at high dose exerted less
effectiveness against D. citri nymphs with regards other
assessed products. Based on the obtained results, dimethoate
and imidacloprid application at 200 mL and 400 mL ha-1,
respectively, is suitable to protect Persian lime shoots
during four weeks and avoid direct damages of D. citri;
nevertheless, before HLB presence this timeframe needs to
be assessed again. Current information about D. citri control
in Persian lime is scarce, new studies at different doses of
products with lower ambient impact and application ways
must be made in order to get more options for controlling
HLB-D. citri problem.
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Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas Vol.3 Núm. 2 1 de marzo - 30 de abril, 2012 p. 441-449
Rendimiento y calidad de híbridos de sorgo con y sin nervadura café*
Yield and quality of sorghum hybrids with and without brown midrib
Eduardo Daniel Bolaños Aguilar1§, Jean Claude Emile2 y Guillaume Audebert2
Programa de Forrajes, Campo Experimental Huimanguillo, INIFAP. Carretera Huimanhuillo-Cárdenas km 1. C. P. 86400 Huimanguillo, Tabasco, México. Tel. 01 917
3750397. 2Unidad Experimental de Forrajes y Medio Ambiente del Instituto Nacional de Investigaciones Agronómicas de Francia (INRA), C. P. 86600 Lusignan, Francia.
§
Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
El objetivo fue comparar el rendimiento de materia seca
(RMS) y la calidad de variedades de sorgo de grano y
forrajero con o sin nervadura café (bmr), al emplear plantas
con concentraciones promedio de 300 g kg-1 de MS. Se
estudiaron tres variedades de grano (Solarius, Aralba y
Topsilo) y tres forrajeras (Sweet Virginia, Big Kauna y
Sucrosorgho). Sweet Virginia and Big Kahuna contienen
el gen bmr. El RMS varió de 11.10 t, de Topsilo, a 17.12 t
ha-1 de Sweet Virginia, relacionada con la altura de planta y
con la proporción tallo/planta. Topsilo tuvo mayor número
de rebrotes (1.5 m-1). La relación panícula/planta no fue
diferente entre variedades. El número de plantas m-1 varió
entre variedades pero no afectó el RMS. La concentración
de proteína varió de 75.45 g kg-1 MS en Big Kahuna, a 104.3
g kg-1 MS en Solarius, y tuvo relación inversa con el RMS,
con la altura de la planta y con la relación tallo/planta. Las
variedades con mayor concentración de proteína (Solarius,
Aralba y Topsilo), fueron las de menor RMS, menor altura
y menor relación tallo/planta. El área foliar por planta fue
la fuente de variación de la proteína entre las variedades de
grano. La digestibilidad varió de 596 g kg-1 MS en Aralba, a
720.4 g kg-1 MS en Sweet Virginia, y estuvo relacionada con
la concentración de lignina. Esta última variedad junto con
Big Kahuna y Solarius fueron las de mayor digestibilidad. La
alta digestibilidad de Solarius (no portador de bmr) se debió
a su baja proporción (0.35) tallo/planta. La variedad Sweet
The aim was to compare yield of dry matter (RMS) and
quality of grain and foliage sorghum varieties with and
without brown midrib (bmr), by using plants with average
concentrations of 300 g kg-1 of DM. Three grain (Solarius,
Aralba and Topsilo) and three forage (Sweet Virginia, Big
Kauna and Sucrosorgho) varieties were studied. Sweet
Virginia and Big Kahuna contain bmr gene. RMS varied
from 11.10 t, of Topsilo, to 17.12 t ha-1 of Sweet Virginia,
related with plant height and stem/plant proportion. Topsilo
had greater number of sprouts (1.5 m-1). Relationship
panicle/plant was similar between varieties. Number of
plants m-1 had variation between varieties but did not
affect RMS. Protein concentration was from 75.45 g kg-1
DM in Big Kahuna, up to 104.3 g kg-1 DM in Solarius,
and had inverse relationship with RMS, with plant height
and with stem/plant ratio. Varieties with greater protein
concentration (Solarius, Aralba and Topsilo), showed
least RMS, lower height and lower ratio stem/plant. Foliar
area per plant was source of protein variation between grain
varieties. Digestibility ranged from 596 g kg-1 DM in Aralba,
up to 720.4 g kg-1 DM in Sweet Virginia, and was related with
lignin concentration. This last variety with Big Kahuna and
Solaris were the best in digestibility. The high digestibility
from Solarius (not bmr carrier) was because its low stem/
plant ratio (0.35). Sweet Virginia variety is an important
option in animal food since its high RMS and digestibility.
* Recibido: marzo de 2011
Aceptado: febrero de 2012
Eduardo Daniel Bolaños Aguilar et al.
Virginia es una importante opción en la alimentación animal
dado a su elevado RMS y digestibilidad. Solarius tuvo bajo
RMS, pero es útil cuando se requieren altos consumos de
materia seca digestible por animal (vacas lecheras), además
de contar con la mayor concentración de proteína.
Palabras clave: Sorghum bicolor, digestibilidad, proteína,
rendimiento de materia seca.
Introducción
La estacionalidad en la producción animal producto de los
periodos secos del año, es un problema latente. Con el ensilado
se continúa con la alimentación de calidad de los animales
durante todo el año, pero los periodos secos son cada vez más
largos, y se requieren forrajes más adaptados a estas condiciones
(Emile et al., 2005; Oliver et al., 2005). El maíz forrajero es
el más utilizado en conservación de forrajes por su alto valor
nutritivo y en particular por su alta digestibilidad (Olivier et al.,
2005). Sin embargo, el maíz no es, entre los forrajes utilizados
para el ensilado, el más adaptado a los períodos de estrés hídrico,
ya que requiere ser irrigado en estas condiciones (Legarto,
2000; Emile et al., 2005; Dehaynin, 2007).
Ante la escasez de agua, el sorgo (Sorghum bicolor L.
Moench) muestra mayor adaptación que el maíz (Borrell et
Hammer, 2000). Una planta de sorgo utiliza de 80 a 100 ml
menos de agua que una planta de maíz durante el período
productivo (Didier, 1991). Además, las raíces densas y
ramificadas, y la menor velocidad de crecimiento del área
foliar, hacen que el sorgo sea más eficiente en el uso del
nitrógeno del suelo (Legarto, 2000). Sin embargo, el sorgo es
menos utilizado que el maíz por su menor digestibilidad dado
a su alta concentración de lignina (Traxler et al., 1998) lo que
afecta la producción animal (Lusk et al., 1984; Humphreys y
Cahpple, 2002; Oliver et al., 2005). En busca de mejorar la
digestibilidad de ésta gramínea, se ha observado que la planta
de sorgo a una concentración de 300 g kg-1 de MS alcanza
una digestibilidad de 650 g kg-1 MS (Barrière et al., 2003).
Por otra parte, el control genético de la lignificación a través
de la manipulación del gen bmr (brown midrib) o nervadura
café, reduce el contenido de lignina, incrementando la
digestibilidad del forraje (Cherney et al., 1991; Gerhardt
et al., 1994; Vogel y Jung, 2001). Por consiguiente, se han
obtenido altas producciones de leche con sorgo que contiene
bmr que con sorgo normal (Aydin et al., 1999; Emile et al.,
Solarius had low RMS, but is useful for high consumption
of digestible dry matter (dairy cows), also has better protein
concentration.
Key words: Sorghum bicolor, digestibility, protein, dry
matter yield.
Introduction
Season in animal production during year drought periods,
is an important concern. After ensilage the quality food for
animals continues throughout year, but drought periods
are every time longer and it is required forage with more
adaptation to such conditions (Emile et al., 2005; Oliver et
al., 2005). By its high nutrimental value and in particular its
high digestibility (Olivier et al., 2005), forage maize is the
most used for keeping forages. However, among forages
used for ensilage, maize it is not the most adapted to hydric
stress, since it requires irrigation under these conditions
(Legarto, 2000; Emile et al., 2005; Dehaynin, 2007).
Facing water scarcity, sorghum (Sorghum bicolor L.
Moench.) shows better adaptation that maize (Borrell et
Hammer, 2000). During productive period sorghum plant use
at least from 80 to 100 ml less water than maize plant (Didier,
1991).Also, dense and ramified roots, and lower speed of foliar
area growth, make sorghum most efficient in soil nitrogen use
(Legarto, 2000). However, sorghum is less used than maize due
its lower digestibility thanks to its high lignin concentration
(Traxler et al., 1998) which affects animal production (Lusk et
al., 1984; Humphreys and Cahpple, 2002; Oliver et al., 2005).
Searching for improve its digestibility, it has been observed
that sorghum plant at 300 g kg-1 of DM concentration reaches
650 g kg-1 DM of digestibility (Barrière et al., 2003).
On the other hand, lignification genetic control through
manipulating brown midrib gene (bmr), reduces lignin
content, increasing forage digestibility (Cherney et al., 1991;
Gerhardt et al., 1994; Vogel and Jung, 2001). Therefore,
high milk productions have been obtained with sorghum
containing bmr than with normal sorghum (Aydin et al.,
1999; Emile et al., 2005). Thanks to high variability on
sorghum without bmr quality (Lema et al., 2000), there
can be found plants with similar quality to those that have
bmr gene. Other effort to improve sorghum production and
quality has been agronomical practices. It has been detected
that sorghum sown at 20 cm between furrows, during hydric
Rendimiento y calidad de híbridos de sorgo con y sin nervadura café
2005). Gracias a la alta variabilidad de la calidad del sorgo
sin bmr (Lema et al., 2000), pudiera encontrarse plantas con
calidad comparable a aquellas que contienen el gen bmr. Otro
esfuerzo para mejorar la producción y calidad del sorgo ha
sido con prácticas agronómicas. Se ha observado que el sorgo
sembrado a 20 cm entre surcos, en periodos de estrés hídrico,
supera al maíz en producción de forraje y en proteína, siendo
el área foliar la principal fuente de variación de la calidad del
sorgo (Bolaños-Aguilar y Emile, 2011). El objetivo del presente
estudio fue comparar variedades de sorgo de grano y forrajeros
con y sin nervadura café (bmr) en rendimiento y calidad
(proteína, digestibilidad y lignina), cuando la planta de sorgo
contiene una concentración de 300 g kg-1 de MS, en promedio.
El estudio se realizó en condiciones de campo en la Estación
Experimental de Forrajes y Medio Ambiente del Instituto
Nacional de Investigación Agronómica (INRA), en Lusignan,
Francia (46° 25’ 07 latitud norte, 0° 07’ 06 longitud oeste,
altitud 149 m) en 2009. Se estudiaron seis variedades de sorgo,
tres de grano (Solarius, Aralba y Topsilo) y tres forrajeros
(Sweet Virginia, Big Kauna y Sucrosorgho). Sweet Virginia
y Big Kahuna contienen el gen bmr. Éstas seis variedades son
representativas del ensilado en Francia (Emile et al., 2005).
El trabajo se estableció en un suelo con pH= 6.8, color café,
textura arcillo-limoso, estructura poliédrica, y 3% de materia
orgánica (Bolaños-Aguilar et al., 2002). La siembra se realizó
el 02 de junio 2009, a 5 cm de profundidad, a 20 cm entre surcos
y a densidad convencional de 33 granos m2. Se estableció en
parcelas adyacentes de 720 m2 (12 x 60 m) cada una. Cada
parcela fue una repetición. No hubo irrigación ni empleo de
pesticidas. Para conocer el momento de cosecha (plantas con
300 g kg-1 de MS) se tomaron muestras, a partir de que 50%
de las plantas iniciaron floración, dos veces por semana a lo
largo de un metro lineal de tres surcos al azar por parcela. La
concentración de MS de la planta (MSPL) fue de 320 g kg-1 y
se obtuvo el 16 de septiembre en todas las parcelas. Durante
el período de crecimiento del sorgo (del 2 de junio al 16 de
septiembre) la precipitación pluvial acumulada fue de sólo
163 mm (la precipitación en la región, en el mismo período, es
superior a los 300 mm) con temperatura promedio de 18 °C.
Una vez alcanzada la MSPL de 320 g kg-1, las plantas y
rebrotes fueron cosechados a una altura de 10 cm del suelo,
y pesados en verde, a lo largo de un metro lineal de cinco
surcos tomados al azar por parcela. Se obtuvo el número
443
stress periods, overcomes to maize in forage production and
protein, being foliar area the main source of variation of
sorghum quality (Bolaños-Aguilar and Emile, 2011). The
aim of this study was to compare grain and forage sorghum
varieties with and without bmr in yield and quality (protein,
digestibility and lignin), when sorghum plant has in average
300 g kg-1 of DM concentration.
Study was made under f ield conditions at Estación
Experimental de Forrajes y Medio Ambiente from Instituto
Nacional de Investigación Agronómica (INRA), in Lusignan,
France (46° 25’ 07 north latitude, 0° 07’ 06 west longitude,
height 149 m) in 2009. Six sorghum varieties were studied,
three for grain (Solarius, Aralba and Topsilo) and three for
forage (Sweet Virginia, Big Kauna and Sucrosorgho). Sweet
Virginia and Big Kahuna have bmr gene. These six varieties
are representative from ensilage in France (Emile et al.,
2005). The work was set in soil with pH= 6.8, brown color,
clay-lime texture, polyhedral structure, and 3% of organic
matter (Bolaños-Aguilar et al., 2002). Sow was made on
June 2nd, 2009, at 5 cm deep, at 20 cm between furrows and
conventional density of 33 grains m2. It was set in adjacent
plots of 720 m2 (12 x 60 m) each.
Each plot was a repetition. No irrigation or pesticide was
used. To know harvest time (plants with 300 g kg-1 of DM)
samples were taken, after 50% of plants started to flowering,
twice per week along one lineal meter of three furrows at
random per plot. DM concentration for plant (MSPL) was
of 320 g kg-1 and was obtained on September 16th in all plots.
During sorghum growth period (from June 2nd to September
16th) accumulated rainfall precipitation was of only 163 mm
(rainfall in this region, for the same period, is greater than
300 mm) with average temperature of 18 °C.
After reaching MSPL of 320 g kg-1, plants and sprouts were
harvested at height of 10 cm from soil, weighed in fresh,
along one lineal meter of five furrows randomly selected per
plot. Number of plants (NPL) was obtained as well as number
of sprouts (NRB) per lineal meter. Foliar area of third leaf
was measured (Dejè et al., 2007) for each plant, multiplying
length times width and times factor 0.747 (Stickler et al.,
1961). Another process was to calculate foliar area per plant
(AFPL) multiplying foliar area of third leaf times number
of leaves per plant.
de plantas (NPL) y el número de rebrotes (NRB) por metro
lineal. Se midió el área foliar de la tercera hoja (Dejè et al.,
2007) de cada planta, multiplicando el largo por el ancho y
por el factor 0.747 (Stickler et al., 1961). Oro proceso fue
calcular el área foliar por planta (AFPL) multiplicando el
área foliar de la tercera hoja por el número de hojas por planta.
Posteriormente, todas las plantas de cada metro fueron
separadas en: tallos, hojas y panículas, y fueron secados
separadamente en estufa de aire forzado a 60 °C durante 48
h, y pesados para calcular la proporción de cada fracción.
Con la suma de los pesos secos de tallos, hojas y panículas,
se obtuvo el peso seco del material cosechado de un metro,
lo cual se dividió por el NPL m-1 para obtener el peso seco
de una planta, que junto con su peso verde se estimó el
(%) de MS de la planta entera (MSPE). El rendimiento de
materia seca por hectárea (RMS) se obtuvo con el peso
seco promedio de una planta, multiplicado por el número
de plantas por hectárea (Núm. de plantas ha-1= NPL m-1 x
100 m x 500 surcos). Se calculó la relación tallo/ planta y la
relación panícula/ planta. Ambas relaciones fueron en base
al peso seco de los diferentes componentes.
Después del muestreo, todas las parcelas fueron cosechadas en
su totalidad, y del forraje cosechado se tomaron tres muestras
por parcela para ser molidas a tamaño de partícula de 1 mm
y secadas a 60 °C por 48 h. A estas muestras se les determinó
el valor nutritivo. Las muestras fueron analizadas por la
técnica de absorción de infrarrojo cercano (NIRSystems, Inc.,
Silver Spring. MD 20904, USA) para predecir los niveles de
concentración (en g kg-1 MS) de proteína, digestibilidad y
lignina en planta entera. Las ecuaciones fueron desarrolladas
para sorgo, basadas en el análisis de 400 muestras de sorgo
cosechadas durante el período 2003 a 2007 en Lusignan. El
análisis de varianza fue en bloques completos al azar con
tres repeticiones con apoyo del programa GLM del SAS
(SAS, 2003). La comparación de medias se fue con la prueba
de Student Newman Keuls (α= 0.05) y la correlación entre
caracteres con proc. CORR (SAS, 2003).
Componentes del rendimiento de materia secas
La concentración de MSPL de sorgo al momento de cosecha
fue de 320 g kg-1, y no fue diferente (p> 0.05) entre variedades
(Cuadro 1). Las seis variedades requirieron 108 días de
Then, all plants of each meter were divided in: stems, leaves
and panicles, and were dried apart in forced air stove at 60
°C during 48 h, and weighed to calculate proportion of each
fraction. With the sum of dry weight of stems, leaves and
panicles, from harvested 1 meter material dry weight was
obtained, which was divided by NPL m-1 to obtain dry weight
of one plant, that together with its fresh weight whole plant
DM (MSPE) was estimated. Dry matter yield per hectare
(RMS) was obtained average dry weight of one plant, times
number of plants per hectare (number of plants ha-1 = NPL m-1
x 100 m x 500 furrows). Ratio stem/plant and ratio panicle/
plant were calculated. Both were made based on different
components.
After sampling, all plots were totally harvested, and from
harvested forage three samples per plot were taken to be
crushed at a particle size of 1 mm and dried at 60 °C during
48 h. Nutritious value for these samples was determined;
they were analyzed by near infrared absorption technique
(NIRSystems, Inc., Silver Spring. MD 20904, USA) to
predict concentration levels (in g kg-1 DM) of protein,
digestibility and lignin in whole plant. The equations
were developed for sorghum, based on analysis of 400
sorghum samples harvested during 2003 to 2007 period in
Lusignan. The analysis of variance was made at complete
random blocks with three repetitions with the help of
software GLM from SAS (SAS, 2003). Mean comparison
was made with Student Newman Keuls (α= 0.05) test and
correlation between characters with procedure CORR
(SAS, 2003).
Components of dry matter yield
Sorghum MSPL concentration at the moment of crop
was 320 g kg-1, and was not different (p> 0.05) between
varieties (Table 1). Six varieties required 108 days
to growth to reach such DM concentration, which
indicated homogeneity in plants maturity at the beginning
the study.
Variety was an important source of variation (p< 0.0001)
for RMS, which varied from 11.10 t, on grain variety
Topsilo, up to 17.12 t ha-1 on forage variety Sweet Virginia
(Table 1). RMS was related to plant height (r2= 0.94; p<
0.01), which in turn was closely related (r2= 0.89; p< 0.05)
crecimiento para alcanzar dicha concentración de MS, lo
que indicó una homogeneidad en la madurez de las plantas
al iniciar el estudio.
445
with stem/plant ratio (Table 2). The two varieties with
higher height were Big Kahuna and Sweet Virginia, both
with an average height of 198 cm and characterized by
Cuadro 1. Medias para los componentes del rendimiento y calidad de seis variedades de sorgo en 2009 en Lusignan, Francia.
Table 1. Means for yield and quality components of six sorghum varieties in 2009 at Lusignan, Francia.
Caracter
Media
Variedades
Solarius Aralba Topsilo Sweet Virginia Big Kahuna Sucro-sorgo
Componentes del rendimiento:
Materia seca por planta (MSPL), g kg-1
Rendimiento de MS (RMS), t ha-1
Número de plantas m-1
Altura, cm
Número de rebrotes, m-1
Área foliar planta-1
Relación tallo/planta
Relación Panícula/planta
312.5
13.1
5.53
142.0
0.43
296.1
0.52
0.22
330.7 a
12.3 c
7.0 a
100.9 c
0.75 b
250.3 c
0.38 b
0.32 a
293.0 a
11.25 c
5.0 bc
83.2 c
0.20 b
340 ab
0.47 b
0.26 a
311.8 a
11.1 c
4.5 c
101.0 c
1.5 a
328.6 ab
0.45 b
0.25 a
305.3 a
17.1 a
4.8 c
193.6 a
0.0 b
285.6 bc
0.57 a
0.23 a
266.0 a
16.1 ab
5.6 bc
202.5 a
0.16 b
385.3 a
0.65 a
0.0 b
368.3 a
13.8 bc
6.2 ab
171.0 b
0.0 b
186.6 d
0.61 a
0.26 a
Calidad:
Proteína, g kg-1 de MS
Digestibilidad, g kg-1 de MS
Lignina, g kg-1 de MS
87.05
651.0
29.43
104.3 a
667.6 b
31.0 b
99.0 b 90.9 c
596 c 618.1 c
31.5 ab 38.3 a
77.6 d
720.4 a
19.6 c
75.4 e
678.5 b
20.9 c
77.8 d
625.0 bc
36.1 a
Medias dentro de una línea seguidas por la misma letra no difieren significativamente de acuerdo a la prueba de Student Newman & Keuls (α= 0.05).
La variedad fue una importante fuente de variación (p<
0.0001) del RMS, el cual varió de 11.10 t, de la variedad de
grano Topsilo, a 17.12 t ha-1 de la variedad forrajera Sweet
Virginia (Cuadro 1). El RMS estuvo relacionado con la altura
de la planta (r2= 0.94; p< 0.01), la cual a su vez tuvo estrecha
relación (r2= 0.89; p< 0.05) con la proporción tallo/planta
(Cuadro 2). Las dos variedades con mayor altura fueron Big
Kahuna y Sweet Virginia, ambas con altura promedio de 198
cm y caracterizadas por tener nervadura café (bmr), siendo
las variedades Topsilo, Aralba y Solarius las de menor porte
con 95 cm, en promedio (Cuadro 1).
La variedad Topsilo, presentó también el mayor número
de rebrotes por metro lineal (1.5 rebrotes) y baja relación
tallo/planta. El efecto negativo del número de rebrotes sobre
el RMS del sorgo ya ha sido anteriormente reportado por
Caravetta et al. (1990). Lo anterior indica una repartición
de la MS entre las plantas principales y los rebrotes, dicha
distribución fue en detrimento del RMS por hectárea de
la variedad Topsilo. La relación panícula/planta no fue
un caracter que originara variación (p> 0.05) entre las
variedades, siendo esta relación semejante entre las cinco
variedades con panícula. Sin embargo, este caracter tuvo
una ligera influencia sobre la MSPL (r= 0.68) y en la altura
presence of brown midrib (bmr), and the lowest varieties
were Topsilo, Aralba and Solarius with 95 cm in height,
in average (Table 1).
Topsilo variety also had highest number of sprouts per
lineal meter (1.5 sprouts) and low stem/plant ratio.
Negative effect of number of sprouts on sorghum RMS
has been previously reported by Caravetta et al. (1990).
This means distribution of RM between main plants and
sprouts, such distribution decreased RMS per hectare for
variety Topsilo. Panicle/plant ratio was not character that
could cause variation (p> 0.05) between varieties, being
this ratio similar between five varieties with panicle.
However, this character had slight influence over MSPL
(r= 0.68) and in height (r= -60) of plant (Table 2). It is
important to note that even when number of plants m-1
varied between variables of 4.5 plants m -1 in variety
Topsilo to 7 plants m-1 in variety Solarius, this character
had no relationship (p> 0.05) with variations on RMS
(Table 2).
In a previous study (Bolaños-Aguilar and Emile, 2011),
the low number of plants per lineal meter in variations of
sorghum RMS per hectare had already been detected. The
(r= -60) de la planta (Cuadro 2). Es importante observar que
aún cuando el número de plantas m-1 varió entre variedades,
de 4.5 plantas m-1 en la variedad Topsilo a 7 plantas m-1 en la
variedad Solarius, este caracter no tuvo relación (p> 0.05)
con las variaciones del RMS (Cuadro 2).
En un estudio previo (Bolaños-Aguilar y Emile, 2011), ya había
sido observado la baja participación del número de plantas
por metro lineal en las variaciones del RMS por hectárea
del sorgo. El mayor RMS fue para los sorgos forrajeros, aún
cuando ambos tipos de sorgo (de grano y forrajeros) fueron
cosechados a la misma MSPL, siendo la variedad forrajera
Sweet Virginia la de mayor RMS por hectárea.
highest RMS was for forage sorghum, even when both
types (grain and forage) were harvested at same MSPL,
being forage variety Sweet Virginia the best in RMS per
hectare.
Quality
Variety is also an important source of variation (p< 0.001)
in protein concentration and digestibility of sorghum.
Protein varied from 75.45 g kg -1 DM of variety Big
Kahuna, to 104.3 g kg-1 DM of variety Solarius (Table
1), and was inversely linked to RMS (r2= -0.79; p< 0.05),
to plant height (r2= -0.92; p< 0.01) and to stem/plant
Cuadro 2. Coeficientes de correlación de diferentes fuentes de variación para seis variedades de sorgo en 2009 en Lusignan,
Francia.
Table 2. Correlation coefficients of sources of variations for six sorghum varieties in 2009 at Lusignan, Francia.
RMS
MSPL
NPL
Altura
NRB
PAPL
TAPL
Proteína
DIGEST
MSPL
NPL
Altura
NRB
PAPL
TAPL
Proteína
DIGEST
Lignina
-0.24
-0.008
0.46
0.94**
-0.12
0.01
-0.64
0.01
-0.19
-0.60
-0.55
0.68
0.17
-0.64
0.27
0.76
-0.17
0.13
0.89*
-0.67
-0.73
-0.79*
0.08
0.23
-0.92**
0.49
0.64
-0.94**
0.85*
-0.22
0.10
0.69
-0.31
-0.28
0.32
-0.43
-0.83*
0.63
0.09
-0.64
0.58
0.56
-0.49
0.42
-0.79*
*, ** niveles de significancia a 0.05 y 0.01, respectivamente; MSPL= concentración de materia seca en la planta; NPL= número de plantas m-1; RB= número de rebrotes
m-1; PAPL= relación panícula/planta; TAPL= relación tallo/planta; DIGEST= digestibilidad.
Calidad
La variedad también es una importante fuente de variación
(p< 0.001) en la concentración de proteína y en la
digestibilidad del sorgo. La proteína varió de 75.45 g kg-1 MS
de la variedad Big Kahuna, a 104.3 g kg-1 MS de la variedad
Solarius (Cuadro 1), y estuvo inversamente ligado al RMS
(r2= -0.79; p< 0.05) a la altura de la planta (r2= -0.92; p<
0.01) y a la relación tallo/planta (r2= -0.94; p< 0.01) (Cuadro
2). La menor concentración de proteína en variedades con
mayor RMS o altura, puede deberse a la mayor dilución
del nitrógeno dentro de la planta dado al incremento de la
acumulación de MS dentro de ella (Duru, 1994; Gastal y
Lemaire, 2002; Reyes et al., 2009). Así, las variedades con
más proteína (Solarius, Aralba y Topsilo), fueron las de
menor RMS, menor altura y menor relación tallo/planta.
La concentración de proteína no tuvo relación positiva con
relationship (r 2= -0.94; p< 0.01) (Table 2). The lower
protein concentration in varieties with higher RMS or
height can be due greater nitrogen dilution inside the plant
given by increase of DM accumulation inside it (Duru,
1994; Gastal and Lemaire, 2002; Reyes et al., 2009). Thus,
varieties with greater protein conent (Solarius, Aralba
and Topsilo), were the lowest in RMS, lowest height and
lowest stem/plant relationship. Protein concentration
had no positive relationship with any of assessed
characters; however, when not considering statistical
analysis of variety Big Kahuna, because it is forage
without grain production, i.e., of morphology different
to remaining varieties, protein concentration has close
relationship with foliar area per plant (r2= 0.71; p<0.05)
(Figure 1). There results are product of greater protein
concentration in sorghum leaves than in their stems (Singh
et al., 2007).
447
La digestibilidad del forraje varió (p< 0.05) de 596 g kg
MS de la variedad Aralba, a 720.4 g kg-1 MS de la variedad
Sweet Virginia (Cuadro 1), siendo esta última junto con
Big Kahuna (ambas portadoras del gen bmr) y Solarius
las de mayor digestibilidad. Solarius es una variedad no
portadora del bmr pero con valores también importantes en
digestibilidad. Las variaciones en digestibilidad estuvieron
ligadas (r2= -0.79; p< 0.05) con las variaciones en lignina de
las variedades (Cuadro 2), lo que era de esperarse por ser la
lignina esencialmente indigestible.
-1
Así, en la variedad de menor digestibilidad Topsilo se registró
una concentración en lignina de 18.05 g kg-1 de MS mayor
al promedio obtenido de las variedades más digestibles
Sweet Virginia y Big Kahuna (Cuadro 1). Para conocer la
razón por la que Solarius tuvo mayor digestibilidad que el
resto de los sorgos de grano, se repitió el análisis estadístico
considerando únicamente los sorgos de grano. Se observó
que la alta digestibilidad de Solarius se debió a su menor
proporción tallo/planta (0.35 vs 0.45 y 0.47 de Topsilo y
Aralba, respectivamente). Esta variedad tuvo bajo RMS
pero gracias a su alta digestibilidad se convierte en un forraje
importante cuando se requiere el consumo de altas cantidades
de MS digestible, demandado por el ganado productor de
leche. En este estudio se corrobora el efecto positivo del gen
bmr sobre la digestibilidad del forraje de sorgo. Resultados
semejantes en sorgo en sorgos con bmr han sido anteriormente
observados (Núñez y Cantú, 2000; Oliver et al., 2005).
Conclusión
Como era de esperarse, el mayor RMS se tuvo en los
sorgos forrajeros, lo cual estuvo ligado a su mayor altura y
proporción tallo/planta. Aún cuando las variedades Sweet
Virginia y Big Kahuna tuvieron alta proporción de tallo
mostraron las mayores digestibilidades por contar con el
gen bmr, pero esta alta proporción de tallo indujo a menores
120
y= 0.0299x + 45.05
R2= 0.7067
100
Proteína g kg-1 MS
ninguno de los caracteres evaluados; sin embargo, al no
considerar en el análisis estadístico a la variedad Big Kahuna,
por ser un forraje sin producción de grano, i.e., de morfología
diferente al resto de las variedades, la concentración de
proteína obtiene relación estrecha con el área foliar por planta
(r2= 0.71; p<0.05) (Figura 1). Estos resultados son producto
de la mayor concentración de proteína en las hojas del sorgo
que en sus tallos (Singh et al., 2007).
80
60
40
20
0
0
500
1000
1500
2000
2500
Figura 1. Relación entre área foliar y concentración de proteína
en variedades de grano de sorgo (Solarius, Aralba y
Topsilo) cosechadas a una concetración de 320 g kg-1
de MS durante 2009.
Figure 1. Relationship between foliar area and protein
concentration in grain varieties of sorghum
(Solarius, Aralba and Topsilo) harvested at
concentration of 320 g kg-1 of DM during 2009.
Forage digestibility varied (p< 0.05) from 596 g kg-1 DM
of variety Aralba, to 720.4 g kg-1 DM of variety Sweet
Virginia (Table 1), being this last one together with Big
Kahuna (both carriers of bmr gene) and with Solarius
the ones with highest digestibility. Solarius is not a bmr
gene carrier variety but with values also important in
digestibility. The variations in digestibility were related
(r2= -0.79; p< 0.05) with lignin variations on varieties
(Table 2), which was foreseen since lignin is basically
not digestible.
In this way, in the variety with lowest digestibility Topsilo
it was recorded lignin concentration of 18.05 g kg-1 of
DM greater than average obtained in the more digestible
varieties Sweet Virginia and Big Kahuna (Table 1). To
define why Solarius had better digestibility than the
other grain sorghum, statistical analysis was repeated
considering only grain types. It was detected that high
digestibility of Solarius was due to its lower stem/
plant ratio (0.35 vs 0.45 and 0.47 of Topsilo and Aralba,
respectively). This variety had low RMS, but thanks to its
high digestibility it becomes important forage when it is
required the consumption of high amounts of digestible
DM, required by dairy cattle. In this study is tested the
positive effect of bmr gene on digestibility of forage
sorghum. Similar results in sorghum with bmr have been
previously reported (Núñez and Cantú, 2000; Oliver et
al., 2005).
concentraciones de proteína. Fueron las variedades de
grano las de mayor concentración de proteína gracias
a su baja relación tallo/planta, pero entre estos sorgos
fue el área foliar por planta la fuente de variación de
la proteína. Solarius (no portador de bmr) tiene gran
potencial en la alimentación de animales de alta demanda
(ganado lechero) por su alta concentración de proteína y
materia seca digestible. Sweet Virginia no cuenta con altas
concentraciones de proteína pero si con los mayores RMS
y alta digestibilidad, por lo que se convierte también en un
forraje con alto potencial.
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taurillons. Compte rendu d’essai n° 91093. Institut
d l’Elevage et CEESO de Soual.
Conclusion
As it was expected, greater RMS was obtained in forage
sorghum, which was related to its higher height and stem/plant
ratio. Even when varieties Sweet Virginia and Big Kahuna had
high stem proportion they showed the greatest digestibility due
lack of bmr gene, but this high stem ratio caused lower protein
concentrations. Grain varieties were the ones with higher
protein concentration thanks to its low stem/plant relationship,
but between sorghum the foliar area per plant was source of
variation in protein. Solarius (non bmr carrier) has great potential
for animal food of high demand (dairy cattle) due its high
protein concentration and digestible dry matter. Sweet Virginia
has no high protein concentrations, but has higher RMS and high
digestibility, therefore becomes also in high potential forage.
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Determinación de algunas propiedades físicas de Agave
tequilana Weber para mecanizar la cosecha*
Determination of some physical properties of Agave tequilana
Weber for mechanizing crop
Alberto Saldaña Robles1, Ryszard Jerzy Serwatowski Hlawinska1, Noé Saldaña Robles1, César Gutiérrez Vaca1§, José Manuel
Cabrera Sixto1 y Salvador García Barrón1
Departamento de Ingeniería Agrícola. Universidad de Guanajuato. Campus Irapuato-Salamanca. Ex-Hacienda “El Copal”. Carretera Irapuato-Silao, km 9. Irapuato,
Guanajuato, México. C. P. 36820. Tel. 52 462 6245215. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]), (jmcabrera@ugto.
mx), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
En el estudio realizado se determinaron algunas propiedades
físicas (dimensiones y pesos) de la planta de Agave tequilana
Weber y de sus elementos por separado (piña, hojas y raíz)
empleando instrumentos básicos de medición, así como
también se cuantificó la energía unitaria requerida para
el corte de las hojas. Estos parámetros se emplearán en el
diseño de una cosechadora- troceadora de agave. El estudio
se realizó en noviembre de 2010 en la comunidad “El Copal”,
municipio de Irapuato, Guanajuato, México. Para cuantificar
la energía unitaria se evaluaron dos parámetros. El primer
parámetro fue la energía que requiere el corte de la hoja de
agave, dicha energía se evaluó en 10 posiciones a lo largo de
una hoja de aproximadamente 1 m, realizando 4 repeticiones.
Para esto se empleó un dispositivo que aplica caída libre.
El segundo parámetro fue el área de la sección transversal,
en las mismas posiciones de hoja donde se determinó la
energía de corte, para lo cual se empleó visión artificial. De
esta información se calculó la energía unitaria, resultando
un valor promedio de 2.50 J·cm-2. Las propiedades físicas
evaluadas presentan una gran variabilidad. La media de
los resultados obtenidos concuerda con lo obtenido por
otros autores(as). Se encontró que existe una relación bien
definida entre: energía de corte, área de la sección transversal
In this study some physical properties (dimensions
and weights) of Agave tequilana Weber plant were
determined and of their individual elements (pineapple,
leaves and root) using basic measuring devices, as well
it was measured unitary energy required for leaves cut.
These parameters would be used in the design of agave’s
harvester-shredder. The study was made at “El Copal”,
municipality of Irapuato, Guanajuato, Mexico. To
quantify unitary energy two parameters were assessed.
The firs parameter was energy used during agave leaf cut
this energy was assessed in 10 positions along 1m length
leaf, making four repetitions. A device which applies free
falling was used. The second parameter was transversal
section area, in the same positions were cut energy where
made in leaf, using artificial vision. From this information
unitary energy was calculated, giving as result an average
of 2.5 J·cm-2. The physical properties assessed have high
variability. Mean of these results coincides with the values
obtained by other authors. It was found that there is well
defined relation between: cut energy, leaf transversal
section area and position along leaf, in the extent that one
of the variables increases the other increases according to
second order polynomial.
Alberto Saldaña Robles et al.
de la hoja y la posición de la sección a lo largo de la hoja, a
medida que una de las variables aumenta la otra incrementa
de acuerdo a un polinomio de segundo orden.
Key words: Agave tequilana Weber, harvester, unitary
energy, agricultural machinery.
Palabras clave: Agave tequilana Weber, cosechadora,
energía unitaria, maquinaria agrícola,
Introduction
Introducción
El principal uso del Agave tequilana Weber hoy en día es la
producción de tequila que se obtiene a partir de la piña. Sin
embargo, existen estudios de investigación que demuestran
la factibilidad de obtener bioetanol a partir de las hojas
inclusive (González, 2008; Cáceres et al., 2009; Madrigal,
2009). González (2008) manifiesta que la producción de
bioetanol es viable en lo biológico, a partir de las hojas y
piña de la planta, alcanzando valores de hasta 7 000 l/ha/año
superior a lo obtenido para caña de azúcar y maíz, además
que estos últimos son considerados fuente alimenticia. La
producción de bioetanol cobra importancia pues se está en
la búsqueda de nuevas fuentes de energía y donde el Agave
parece ser una opción prometedora que supondría beneficios
económicos importantes (Sierra, 2011; Davis, et al., 2011).
Holtum et al. (2011) y Núñez et al., (2011) recomiendan que
para abatir los costos de producción es necesario mecanizar
el sistema de cosecha, entre otras ideas, pues es el segundo
costo más importante a lo largo de los siete años, en promedio,
que tarda en madurar la planta. El diseño de una cosechadora
requiere de conocimiento de las propiedades físicas de
la planta cosechada, como tamaño y peso, densidad de
población, fuerzas y velocidades necesarias para realizar
satisfactoriamente las operaciones como corte, extracción,
separación, desmenuzado; con lo anterior se procede a
dimensionar la máquina y sus órganos de trabajo propuestos,
así como estimar la potencia requerida para su accionamiento.
Existen estudios publicados sobre las propiedades físicas
para gran variedad de productos agrícolas (Irtwange e
Igbeka, 2002; Luther et al., 2004; Isik, 2007), como en el
caso del agave variedad Sisal donde se determinaron las
dimensiones de la hoja, la piña y la energía de corte que eran
requeridas para la mecanización de la cosecha del cultivo
(Majaja y Chancellor, 1997). Sin embargo, existen otras
variedades de agave en los que algunas de las propiedades
físicas no han sido determinadas. En el presente trabajo se
determinan las dimensiones de las hojas y piña de la planta
Main use of Agave tequilana Weber nowadays is tequila
production obtained from pineapple. However, there
are research studies showing the feasibility to obtain
bioethanol even from leaves (González, 2008; Cáceres et
al., 2009; Madrigal, 2009). González (2008) states that
bioethanol production from plant’s leaves and pineapple
is biologically viable, reaching values of up to 7 000 l/
ha per year above to yield obtained from sugar cane
and maize, also these last are considered food crops.
Bioethanol production is key since now there is a quest for
new energy sources and Agave is a promising option that
would represent important economical benefits (Davis,
et al., 2011; Sierra, 2011).
Holtum et al. (2011) and Núñez et al. (2011) recommend
that for reducing production costs is required to mechanize
harvest system, among other ideas, since is the second
contributor cost during 7 years, in average, that plant
reaches its maturity. Harvester design involves knowledge
about physical properties of harvested plant, like size
and weight, plants density, forces and speeds needed
for efficiently performing operations such as cutting,
extraction, separation, shredding; with this information
then is possible to size machine and their proposed
working components, as well to calculate power required
for driving it.
There are published studies about physical properties of
many agricultural products (Irtwange and Igbeka, 2002;
Luther et al., 2004; Isik, 2007), as in case of agave cultivar
Sisal where dimensions for, leaf, pineapple and energy
cut required for this crop’s harvest mechanization were
determined (Majaja and Chancellor, 1997). However, there
are other agave cultivars in which some physical properties
have not been determined. In this work the dimensions of
leaves and pineapple of Agave tequilana Weber plant are
determined; and also leaves, pineapple and root weights.
Also the unitary energy for leaf cut is determined and its
relationships between cut and position along leaf and with
transversal section area. Such parameters will be used with
the aim to design an agave harvester-shredder prototype
machine.
Determinación de algunas propiedades físicas de Agave tequilana Weber para mecanizar la cosecha
de Agave tequilana Weber; y los pesos de hojas, piña y raíz.
Se determina además la energía unitaria para el corte de hoja
y sus posibles relaciones con la posición de la sección a lo
largo de la hoja y con el área de la sección transversal. Dichos
parámetros serán utilizados en el diseño de un prototipo de
cosechadora -troceadora de agave.
Para la realización del presente estudio se emplearon nueve
plantas de Agave tequilana Weber de entre 7 y 8 años de edad.
Tres fueron extraídas del campo experimental de agave de la
División de Ciencias de la Vida (DICIVA) de la Universidad de
Guanajuato, las otras seis plantas fueron proporcionadas de las
plantaciones de la empresa tequilera Real de Pénjamo S. A. de
C. V. Los nueve agaves fueron transportados a las instalaciones
de la DICIVA en el municipio de Irapuato, los primeros tres
fueron trasladados con piña, hojas y raíz (Figura 1 a) y de los
otros seis se trasladó únicamente la piña (Figura 1 b).
(a) 453
During its development this study used nine Agave
tequilana Weber plants between 7 and 8 years old.
Three were supplied by agave experimental field from
División de Ciencias de la Vida (DICIVA) of Universidad
de Guanajuato, the other six plants were supplied from
plantations of tequila company Real de Pénjamo S. A.
de C. V. Nine agaves were moved to DICIVA facilities
at municipality of Irapuato, the first three were complete
with pineapple, leaves and root (Figure 1 a) and the other
six only the pineapple (Figure 1 b).
Determination of dimensions and weights in complete
plant. Before jimar (remove leaves to keep pineapple)
the three plants the following physical characteristics
were determined: plant height without root, root length,
maximum diameter taking into account the longest leaves,
plant weight without root and root weight. 5m ± 0.5 mm
measuring tape was used to measure height, plant diameter,
(b)
(c)
Figura 1. Materia prima y equipo agrícola para ensayos; (a) planta completa de la DICIVA; (b) piñas de tequilera “Real de
Pénjamo”; y (c) báscula de dinamómetros montada sobre pluma agrícola.
Figure 1. Raw material and agricultural equipment for tests; (a) complete plant from DICIVA; (b) pineapples from tequila
company “Real de Pénjamo”; and (c) dynamometers mounted on agricultural mower.
Determinación de dimensiones y pesos de la planta
completa. Antes de jimar las tres plantas se determinaron
las siguientes propiedades físicas: altura de la planta sin raíz,
longitud de la raíz, diámetro máximo tomando en cuenta
las hojas más extendidas, peso de planta sin raíz y peso de
la raíz. El instrumento de medición empleado para obtener
la altura, el diámetro de la planta, así como la profundidad
de la raíz fue un flexómetro de 5 m ± 0.5 mm. La lectura
se realizó colocando la planta en una superficie horizontal
and root depth. The measuring was made placing plant
horizontally and with an element in its upper portion,
and its horizontality was verified making measurement
of each extreme of element that was the same. Each plant
was measured using the same process. To obtain weight
of all plant and root a specially made weighing scale
was used, which consisted of an array in parallel four
50 kgf ± 0.5 kg dynamometers (Figure 1 c), the bascule
was put in agricultural mower coupled and driven by
y con un elemento en la parte superior de la planta, cuya
horizontalidad se verificó realizando la medición de cada
extremo del elemento para que fuese la misma. Se siguió el
mismo proceso para cada una de las plantas. Para obtener el
peso de la planta completa y la raíz se empleó una báscula
fabricada especialmente para esta aplicación que fue un
arreglo en paralelo de cuatro dinamómetros de 50 kgf ±
0.5 kg cada uno (Figura 1 c), la báscula se colocó en una
pluma agrícola acoplada y accionada por un tractor New
Holland 5610S de potencia mediana (78 hp). El dispositivo
con los dinamómetros se colocó en el gancho de la pluma
agrícola, y la planta de agave se sujetó de su base mediante
una cuerda que posteriormente se colocó en el dispositivo
con los dinamómetros
Determinación de dimensiones y peso de la piña.
Se jimaron las plantas separando las hojas y piñas. Las
propiedades físicas que se determinaron para cada piña
en las nueve plantas, fueron el peso, la altura y el diámetro
máximo, para lo cual se emplearon los mismos instrumentos
de medición y procedimiento que en la planta completa.
Determinación de dimensiones y peso de la hoja. Las
propiedades a determinar en las hojas fueron: número
de hojas por planta, longitud, el ancho máximo, espesor
máximo y peso. Para determinar longitud, ancho y espesor se
empleó el flexómetro antes mencionado. Para determinar los
pesos de cada hoja se empleó una balanza analítica ScoutTM
Pro con precisión de ± 1 g. Los parámetros anteriormente
mencionados se determinaron en 30 hojas seleccionadas al
azar de tres plantas, un total de 90 hojas. Una vez obtenidas
las mediciones para las distintas propiedades de la planta así
como de cada uno de sus elementos (hojas y piña) se obtuvo
el valor medio y la desviación estándar.
Estimación de la energía de corte por sección (relación
posición-energía). Se diseñó y construyó un dispositivo
(Figura 2 a) para evaluar la energía de corte. Dicho elemento
está formado de un par de marcos en “U” invertida que
están soldados en una placa de metal, ambos marcos tienen
en su parte media superior un tubo soldado de 6 cm de
largo y 0.5 plg de diámetro nominal, el cual sirve como
guía. En el primer marco la guía permite el movimiento
de una varilla lisa que en un extremo cuenta con una base
rectangular y en el otro tiene una cuchilla tipo “Y” (Figura
2 b), la cual realiza el corte de la hoja de agave. Similar a
la del prototipo que se pretende diseñar, el tipo de cuchilla,
es la más empleada en máquinas agrícolas (trituradoras,
desmenuzadoras, molinos, etc.).
New Holland 5610S tractor of intermediate power
(78 hp). The device with dynamometers was put in the
agricultural mower hook and agave plant was held from its
base by rope and this was used to put it in the dynamometers
device.
Determination of pineapple dimensions and weight.
Plant was divided in leaves and pineapples. The physical
properties that were determined for each pineapple in the
nine plants were weight, height and maximum diameter,
for which the same measuring instruments and procedure
for complete plant were used.
Determination of leaves dimensions and weight. The
properties to assess in leaves were: number of leaves
per plant, length, maximum width, maximum thickness
and weight. To determine length, width and thickness
the previously mentioned measuring tape was used. To
determine the weights of each leaf a ScoutTM Pro analytical
balance with ± 1 g precision was used. These parameters
were taken from 30 leaves randomly selected from three
plants, giving a total of 90 leaves. Once measurements for
different plant properties as well as each of its components
(leaves and pineapple) were taken as well as mean value
and standard deviation.
Estimation of energy per section cut (relationship
position-energy). A device was designed and built (Figure
2 a) to assess cut energy. Such element is comprised by two
inverted “U” frames welded to metallic plate, both frames
have in the middle of upper section one welded 6 cm length
and 0.5 inches diameter tube as guide. In the first frame the
guide allows motion of a blade with rectangular shape in
one end and Y type blade in the other end (Figure 2 b), which
makes leave cut. Similar to prototype for design, knife
type is the most used in agricultural machines (crushers,
shredder, mills, etc.).
The blade was supplied with smooth edge and 30° angle
of attack and was made from 1.5 in x 0.25 in ASTM-A36
commercial beam, recommended values that require
less force to make cut in agave plant (Sierra et al., 2010)
assuring resistance and sharp rigidity of knife. In the second
frame (which is approximately 4 times taller than first one)
the tube serves like guide for weight holder. In the metallic
plate were blade rests wood base was put to mitigate loss
of sharp effect, by impact of blade on metal. The aim of
device is to transform potential energy into kinetic by free
fall, to make leaf cut by blade.
(a) (b)
455
(c)
Figura 2. Dispositivo de prueba (a) vista general; (b) detalle cuchilla tipo “Y”; y (c) ensayo a 0.1 m.
Figure 2. Test device: (a) general overview; (b) “Y” type blade detail; and (c) test at 0.1 m.
La cuchilla se proveyó de un borde liso con un ángulo de ataque
de 30° y se fabricó de solera comercial ASTM-A36 de 1.5
plg. X 0.25 plg., valores recomendados que precisan la menor
fuerza para realizar el corte de la planta de agave (Sierra et al.,
2010) asegurando resistencia y rigidez del filo de la navaja.
En el segundo marco (que es aproximadamente 4 veces más
alto que el primero) el tubo sirve de guía a un porta-pesas. En
la placa de metal donde se apoya la cuchilla se colocó una base
de madera para mitigar el efecto de la pérdida de filo, por el
impacto de la cuchilla sobre la base de metal. El objetivo del
dispositivo es transferir energía potencial a cinética empleando
caída libre, para realizar el corte de la hoja con la cuchilla.
Se preparó el material para las pruebas seleccionando al
azar cinco hojas de una planta de agave, las cuales fueron
marcadas cada 10 cm comenzando de la espina en la punta
de la hoja, con un total de 10 marcas por hoja, la longitud
de las hojas en promedio fue de alrededor de un 1 m. Las
marcas fueron identificadas como la posición de corte en la
hoja, iniciando con la posición cero en la punta de la hoja y
terminando en la posición diez cerca del extremo que estaba
unido a la piña de agave. Al porta-pesas se le agregaron
pesas de 4, 6, 10 y 20 kg en diferentes combinaciones.
Para cortar las posiciones de la hoja con menos espesor se
emplearon pesos pequeños, a medida que el grosor y ancho
de la hoja aumentó se manejaron pesos más grandes. Sobre
la base de madera del dispositivo de prueba se colocó una
hoja tres centímetros atrás de la primera marca (0.1 m de la
punta) apoyando la cuchilla tipo “Y” ligeramente. Una vez
logrado el corte completo se repitió en la sección indicada
The material was prepared for tests selecting at random five
leaves of agave plant, which were identified each 10 cm
starting in the thorn and finishing in leaf tip, with a total of
10 marks per leaf, the average length of leaves was around
1 m. The mark were identified like cut position in leaf,
starting in position zero in leaf tip and finishing in position
ten near the end that was joint to agave pineapple. The
weight holder was prepared with weights of 4, 6, 10 and
12 kg in different combinations. To cut positions in leaf
with less thickness small weights were used, as thickness
and leaf width increased bigger weights were used. Over
wood base of testing device a 3 cm plate was put first
mark (0.1m) slightly supporting “Y” type blade. Once
achieving full cut it was repeated in the indicated section
to determine cut energy, recording mass values of used
weights and height of falling of weight holder. Cut energy
(ECS) in such section was calculated using the following
simplified equation.
ECS= mP gh (1)
Where: m P = is mass of weight holder plus mass of
weights (kg); g = gravity force at Irapuati city (m/s2);
and h= height of weight holder (m). To determine gravity
value at Irapuato it was used an equation recommended
by Organización Internacional de Metrología Legal
(OIML) with a precision of 0.01% (Thulin, 1992). This
is the equation.
gl= ge * (1 + ƒ * sen2 ø - (5.8X10-6 * sen22 ø) - 3.086X10-6 * H (2)
a determinar la energía de corte, registrando los valores de
masa de las pesas empleadas y altura de caída del portapesas. La energía de corte en dicha sección (ECS) se calculó
empleando la siguiente ecuación simplificada.
Where: gl= at local gravity (m/s2); ge= acceleration of gravity
at sea level (9.7803 m/s2); f= constant of gravitation crushing
with a value of 0.0053024; ø= latitude in degrees; and H=
orthometric altitude over average sea level.
ECS= mP gh The previous equation use coeff icients adopted by
Asociación Internacional de Geodesia (IAG) in the system
GRS80 (Geodetic Reference System of 1980), such
coefficients represent earth’s size, shape and gravitational
fields (Moritz, 1988). Altitude of municipality of Irapuato
is 1 730 m and north latitude is 20.6° (INEGI, 2010), giving
a value of gravitational acceleration of 9.7814 m/s2.
(1)
Donde: mP= es la masa del porta-pesas más masa de pesas
(kg); g= a la gravedad en la ciudad de Irapuato (m/s2); y h= a
la altura de elevación del porta-pesas (m). Para determinar el
valor de la gravedad en el municipio de Irapuato se empleó
la ecuación recomendada por la Organización Internacional
de Metrología Legal (OIML) que presume una precisión de
0.01% (Thulin, 1992). La ecuación se presenta a continuación.
gl= ge * (1 + ƒ * sen2 ø - (5.8X10-6 * sen22 ø) - 3.086X10-6 * H (2)
Dónde: gl= a la aceleración de la gravedad local (m/s2); ge=
a la aceleración de la gravedad a nivel del mar (9.7803 m/
s2); f= a la constante de aplastamiento gravitacional con un
valor de 0.0053024; ø= a la latitud en grados; y H= a la altitud
ortométrica sobre el nivel medio del mar.
La ecuación anterior utiliza los coeficientes adoptados por la
Asociación Internacional de Geodesia (IAG) en el sistema GRS80
(Geodetic Reference System of 1980), dichos coeficientes
representan el tamaño, forma y campos gravitacionales de la
tierra (Moritz, 1988). La altitud para el municipio de Irapuato
es de 1730 m y la latitud Norte de 20.6° (INEGI, 2010),
resultando un valor de aceleración gravitacional de 9.7814 m/s2.
Una vez realizada la prueba de corte a 0.1 m desde la espina,
(Figura 2 c) y habiendo calculado la energía con la ecuación (1),
se repitió el mismo procedimiento anterior para las siguientes 9
posiciones sobre la hoja; la misma metodología se efectuó para
las otras 4 hojas, calculando un total de 50 energías de corte.
Una vez realizadas las pruebas en las cinco hojas se obtuvo el
valor medio y la desviación estándar de la energía para cada
posición en la hoja. Con los datos medios obtenidos de la
energía en cada sección de la hoja se buscó la regresión que
ajustase mejor a los datos empleando para ello Microsoft Excel
2010. Se verificaron cuatro modelos estadísticos de regresión:
lineal, polinomial de orden dos, exponencial y logarítmica, de
ellas se escogió la que mejor predijo el fenómeno en función
del máximo coeficiente de Pearson.
Determinación del área transversal de la hoja por posición
(relación área-energía, energía unitaria). Se define a la
energía unitaria, como la cantidad de energía necesaria para
Once the cut test was made at 0.1 m from thorn, (Figure 2 c)
and after calculating energy with equation (1), the same
procedure was repeated for the following 9 positions on
the leaf; the same methodology was used for the other
four leaves, calculating a total of 50 cut energies. Once
the tests were made in the five leaves mean value and
standard deviation was obtained from energy at each
leaf position. With the data obtained from energy in
each section of leaf, the best regression adjusted to data
was found using Microsoft Excell 2010. Four statistical
models for regression were verified: lineal, second order
polynomial, exponential and logarithmic, from them it
was selected the one that best predicted the function of
Pearson’s maximum coefficient.
Determination of leaf transversal area per position
(relationship area-energy, unitary energy). Unitary
energy is defined as amount of energy required for leaf
cut per unit of transversal area. Cut energy was previously
estimated each 0.1 m of leaf along 1m, obtaining 10
estimations, therefore it was suitable to determine
transversal area in those same sections. To determine area
image digital analysis (IDA) was used. The IDA method
consisted in estimate transversal area from digital images
taken by Intel CS120 Web Cam configured at 320 x 240
pixels resolution. A computer routine was developed with
software MATLAB 8a using IDA library. This routine
allows to define area of white / black re-masterized image.
The Intel CS120 web cam was mounted in a structure
(Figure 3 b) specially built for IDA. This structure counts
with several devices that play an important role for proper
image analysis. Uniform illumination on sample of
transversal area of agave leaf is very important to avoid
shadows in transversal area; with this purpose the structure
has two StockerYale lamps (Figure 3 a) at a height of 45 cm
away from the objective (area sample), with inclinations
el corte de la hoja por unidad de área transversal. La energía
de corte fue estimada anteriormente cada 0.1 m de la hoja a
lo largo de 1m, obteniendo 10 estimaciones, por lo que fue
conveniente determinar el área transversal en estas mismas
secciones. Para determinar el área se empleó análisis digital
de imagen (ADI). El método de ADI consistió en estimar el
área de la sección transversal de la hoja de agave cada 0.1 m,
a partir de imágenes digitales tomadas por una Cámara Web
Intel CS120 (Figura 3 a) configurada para una resolución de
320 x 240 pixeles. En el programa MATLAB 8a se elaboró
una rutina empleando la librería de ADI. La rutina elaborada
permite determinar el área de una imagen remasterizada en
blanco y negro. La Cámara Web Intel CS120 fue montada
en una estructura (Figura 3 b) construida especialmente para
el ADI. La estructura cuenta con varios aditamentos que
juegan un papel importante para el adecuado análisis de las
imágenes. La iluminación uniforme sobre una muestra de
área transversal de la hoja de agave es de gran importancia
para eliminar las sombras del área transversal; para ello
la estructura cuenta con un par de Lámparas StockerYale
(Figura 3 a) acomodadas a una altura de 45 cm del objetivo
(muestra de área), con ángulos de inclinación de 25 grados
respecto de la horizontal. A la base donde la cámara toma las
imágenes se colocó una hoja de papel color rosa (PANTONE
Rhodamine Red) para contrastar el color del área transversal
de la hoja de agave (Figura 3 c).
(a) 457
angles of 25 degrees regards horizontal axis. The base
where camera takes images a pink colored paper sheet
(PANTONE Rhodamine Red) was put to make contrast
with agave leaf transversal area color (Figure 3 c).
Intel CS120 web cam takes an image and MATLAB routine
process it at gray level with 8 bits resolution (Figure 4 a).
Conversion is made averaging digital levels of each RGB
color channel also at 8 bits. Then it was used bias factor of
0.7 for obtain processed black and white images (Figure
4 b). Bias factor was found at test and error for supplied
illumination, background used and objective color and
texture characteristics. With black and white image of
transversal area of agave leaf shown by white pixels and
the rest of image in black color, the MATLAB routine
counted the amount of white pixels and converts them into
area using a conversion factor fed to software routine. To
obtain conversion factor a calibration is required. For this
study the calibration was performed to set conversion factor
using software routine, putting 2 white square papers with
different area; 1 cm2, 9 cm2 and 36cm2. After calibration,
images were taken from agave leaves cuts.
Procedure to determine transversal area at every 10 cm
of agave leaf is described in the following lines. Five
agave plant leaves were randomly cut, and were marked
(b)
(c
Figura 3. Equipo de visión artificial; (a) cámara Web Intel CS120 y lámparas StockerYale; (b) estructura de soporte; y (c) ensayo
de lectura de área a 0.1 m de la hoja 1.
Figure 3. Equipment for artificial vision; (a) Intel CS120 web cam and StockerYale lamps; (b) support structure; and (c) test for
measuring area at 0.1m away from leaf 1.
La Cámara Web Intel CS120 toma una imagen y la rutina en
MATLAB posteriza a un nivel de grises con una resolución
de 8 bits (Figura 4 a). La conversión se realiza promediando
los niveles digitales de cada canal de color RGB también
de 8 bits. En seguida se empleó un factor de umbralización
every 10 cm and using a knife they were shredded at
the corresponding positions, obtaining a total of 10 parts
per leaf (Figure 5 a). From each section a sample of
transversal section with a maximum thickness of 2 mm
(Figure 5 b).
de 0.7 para obtener imágenes posterizadas en blanco y
negro (Figura 4 b). El factor de umbralización se encontró
a prueba y error para la iluminación proporcionada, el fondo
empleado y las características de color y textura del objetivo.
Con la imagen en blanco y negro el área transversal de la
hoja de agave representada por pixeles blancos y el resto de
la imagen en color negro, la rutina hecha en MATLAB se
encargó de contar el número de pixeles blancos y convertirlos
en área mediante un factor de conversión que se alimentó a
la rutina del programa. Para obtener el factor de conversión
se requiere realizar una calibración. Para el presente estudio
se realizó una calibración para establecer el factor de
conversión empleado en la rutina del programa, colocando
3 cuadros de papel blanco con diferente área; 1 cm2, 9 cm2 y
36cm2. Una vez calibrado se procedió a realizar la toma de
imágenes de los recortes de las hojas de agave.
El procedimiento para determinar el área transversal a cada
10 cm de la hoja de agave se describe a continuación. Se
cortaron al azar cinco hojas de una planta de agave, las cuales
fueron marcadas cada 10 cm y empleando una navaja fueron
troceadas a estas respectivas posiciones, obteniendo un total
de 10 trozos por hoja (Figura 5 a). De cada trozo se obtuvo
una muestra de la sección transversal con un espesor máximo
de 2 mm (Figura 5 b).
Se colocó la primera muestra de la hoja 1 sobre el fondo
empleado en la toma de imágenes, centrándola. Posteriormente
se tomó la imagen con la Cámara Web Intel CS120 y se ejecutó
la rutina, calculando y registrando el área de la muestra. Esto
se repitió para todas las muestras de la hoja 1 (Figura 6). De
la misma manera se determinó el área de las muestras de
las otras cuatro hojas, registrando todos los valores de área.
(a) Figura 6. Imágenes de muestras a (a) 0.1 m; (b) 0.4 m; y (c) 1.0 m.
Figure 6. Images of samples at (a) 0.1 m; (b) 0.4 m; and (c) 1.0 m.
(a) (b)
Figura 4. Posterización de imágenes; (a) nivel de grises con
resolución de 8 bits; (b) blanco y negro.
Figure 4. Images processing; (a) gray levels at 8 bits resolution;
and (b) white and black.
(a) (b)
Figura 5. Hoja de agave; (a) seccionada en 10 partes de 0.1m;
y (b) sección transversal a 0.7 m.
Figure 5. Agave leaf; (a) cut in 10 parts of 0.1m; and (b)
transversal section at 0.7 m.
The first sample of leaf 1 was put over background used
during image taking and centering it. Then image was taken
with Intel CS120 web cam and routine was run, calculating
and recording sample area. This was repeated for all samples
of leaf 1 (Figure 6). This same procedure was used to
determine areas from samples of other four leaves, recording
(b) (c)
Una vez obtenidas las 10 áreas de cada una de las 5 hojas, se
calculó el área media y la desviación estándar a las diferentes
posiciones de la hoja de agave. Con el valor medio del área
de la sección transversal de la hoja de agave y el valor de la
energía de corte, ambos parámetros a las mismas posiciones
de la hoja, se evaluó el valor promedio de la energía unitaria
así como la relación de la energía con el área transversal
(área- energía) en función de su posición en la hoja mediante
una regresión polinomial elaborada en Microsoft Excel 2010.
Determinación de dimensiones y pesos de la planta. En la
Figura 7 se resumen las dimensiones encontradas a partir de
las mediciones realizadas a las plantas de agave, sus valores
medios se presentan en el Cuadro 1, junto con los valores
mínimos, máximos y las desviaciones estándar.
459
all area values. Once 10 areas from each one of five leaves were
obtained, mean area and standard deviation were calculated at
different positions of agave leaf. With mean value of area from
transversal section of agave leaf and energy cut value, both
parameters at same leaf position, it was calculated average
value of unitary energy as well as relationship of energy with
transversal area (area - energy) in function of its position in
leaf by polynomial regression done in Microsoft Excel 2010.
Determination of dimension and weights of plant. The
Figure 7 summarizes dimensions found from measurements
made to agave plants, their mean values are shown in
Table 1, together with minimum, maximum and standard
deviation values.
Cuadro 1. Propiedades físicas determinadas de la planta
de agave.
Table 1. Physical properties determined from agave plant.
Figura 7. Dimensiones de la planta de agave y la piña.
Figure 7. Dimensions of agave plant and pineapple.
De los nueve valores registrados de peso de plantas sin raíz se
obtuvo un valor medio de 132 kg, el valor máximo registrado
fue de 143 kg y el mínimo de 125 kg con una desviación
estándar de 6.9 kg. El valor medio obtenido del peso de la raíz
fue de 29 kg con un máximo de 38 kg y un mínimo de 20 kg
con una desviación estándar de 7.3 kg. Al extraer las plantas
éstas presentaron suelo y piedras adheridas en diferentes
proporciones. El valor medio, mínimo, máximo y desviación
estándar del diámetro y altura de la piña se muestra de igual
manera en el Cuadro 1. El valor medio del peso de la piña de
agave fue 50 kg registrando un valor mínimo de 41 kg y un
valor máximo de 60 kg con una desviación media de 6.6 kg.
Determinación de dimensiones y peso de la hoja. El
número de hojas (considerando las hojas secas cerca de la
base de la piña) máximo encontrado para una planta fue de
Propiedad
física (m)
A: diámetro
máximo planta
B: altura de la
planta
C: profundidad
de raíz
D: altura de la
piña
E: diámetro
máximo piña
Valor
Desviación
Mínimo Máximo
medio
estándar
2.43
2.20
2.75
0.22
1.54
1.40
1.69
0.11
0.51
0.31
0.60
0.12
0.56
0.46
0.51
0.43
0.60
0.50
0.04
0.03
From nine recorded values of plants weight without root it
was obtained mean value of 132 kg, the maximum recorded
value was 143 kg and the minimum of 125 kg with a standard
deviation of 6.9 kg. The mean value obtained for root weight
was 29 kg with maximum of 38 kg and minimum of 20 kg
with standard deviation of 7.3 kg. When extracting plants
they had soil and stones adhered at different rates. The
mean, minimum, maximum and standard deviation value
of pineapple diameter and height are also shown in Table 1.
Mean value of agave pineapple weight was 50 kg recording
a minimum value of 41 kg and maximum value of 60 kg
with standard deviation of 6.6 kg.
136 y el mínimo de 86 con un valor medio de 115 hojas y una
desviación estándar de 19. La hoja tuvo un peso medio de 0.768
kg con un máximo de 0.862 kg y un mínimo de 0.666 kg con
una desviación estándar de 0.091 kg. El Cuadro 2 muestra los
valores obtenidos para las dimensiones determinadas a la hoja.
Existen pocos trabajos que reportan las dimensiones y pesos
del Agave tequilana Weber; sin embargo, estos permiten
comparar, corroborar o contrastar las diferencias o similitudes.
Moreno et al. (2011) evaluó agaves de 16 parcelas y reportó
un rango de pesos de 30 a 60 kg para Agave tequilana Weber
y una desviación estándar en los datos reportados de 8.3 kg,
con edades entre 6 y 8 años contra el rango reportado en este
trabajo de 41 a 60 kg y desviación estándar de 6.6 kg para
el mismo agave con edades entre 7 y 8 años. Los agaves de
6 años pudieran presentarse con menor peso, de lo anterior
puede derivarse la diferencia en los rangos de peso y la menor
desviación estándar en este trabajo. Asimismo, Háuad et al.
(2010) presenta una descripción del Agave tequilana Weber
en el cual reporta la altura de la planta, el largo de la hoja y el
máximo ancho, los valores reportados son de entre 1.5 a 1.8
m, 1 a 1.45 m y 7 a 11 cm respectivamente, comparado con
los valores reportados en este artículo de entre 1.40 a 1.69 m,
1 a 1.25 m y 7 a 11 cm respetivamente. Los valores entre los
rangos de las variables descritas por Háuad et al. (2010) y los
valores del presente estudio se traslapan coincidiendo con
el mismo rango para el ancho de la hoja. Granados (1993)
citado por Bautista et al. (2001) y Sierra et al. (2010) reporta
un valor aproximado de la longitud de la hoja de 1.25 m, y un
ancho entre 8 y 10 cm, valores similares a los encontrados en
el presente trabajo.
Cuadro 2. Propiedades físicas determinadas de las hojas
de agave.
Table 2. Physical properties of agave leaves.
Propiedad física
A: largo (m)
B: ancho
máximo (cm)
C: espesor
máximo (cm)
Valor
Desviación
Mínimo Máximo
medio
estándar
1.08
1.00
1.25
0.05
9.3
7.0
11.0
0.9
2.7
2.0
4.0
0.5
Estimación de la energía de corte por sección (relación
posición-energía). Una vez determinado el valor de la energía
de corte cada 0.1 m a lo largo de cada una de cinco hojas se
determinó el valor medio de energía en cada sección y la
desviación estándar, lo anterior se muestra en el Cuadro 3.
Determination of leaf dimensions and weight. Maximum
number of leaves (considering dry leaves near pinneapple
base) for one plant was 136 and minimum was 86 with mean
value of 115 leaves and standard deviation of 19. Leaf had
mean weight of 0.768 kg with maximum of 0.862 kg and
minimum of 0.666 kg with a standard deviation of 0.091 kg.
Table 2 shows values obtained for determined leaf dimensions.
There are few works reporting dimensions and weights of
Agave tequilana Weber; however, these allow to compare,
to prove or to show differences or similarities. Moreno
et al. (2011) assessed agaves from 16 plots and reported
weight range from 30 to 60 kg for Agave tequilana Weber
and standard deviation of reported data of 8.3 kg, with ages
between 6 and 8 against range reported in this work mfr 41
to 60 kg and standard deviation of 6.6 kg for same agave
with ages between 7 and 8 years. Agaves of 6 years could
have less weight, and this could be the reason of difference
in weight ranges and less standard deviation in this work.
Also, Háuad et al. (2010) showed a description for Agave
tequilana Weber in which reports plant height, leaf length
and maximum width, at values between 1.40 to 1.69 m, 1 to
1.25 m and 7 to 11 cm, respectively. Values between ranges
of variables described by Háuad et al. (2010) and values from
this study are overlapped coinciding with the same range for
leaf width. Granados (1993) quoted by Bautista et al. (2001)
and Sierra et al. (2010) reports an approximate value of leaf
length of 1.25 m, and a width between 8 and 10 cm, values
similar to the ones found in this work.
Estimation of cut energy per section (relationship
position-energy). Once is defined cut energy value every
0.1 m along each one of five leaves mean energy value in
each section was determined and also the standard deviation,
this is seen in Table 3.
Table 3 shows mean height and mean weight used to make
proper cut at different positions, it is also seen that position
and mean energy relationship is polynomial level 2 (Figure
8). At greater position of section in leaf the greater energy
quantity required to make cut, this is because thickness
increases when moving from tip to other end near pineapple.
Statistical regression model that had correlation coefficient
near to 1 (R2= 0.9836), was second order polynomial, which
is shown bellow.
E= 20.341P2 + 11.395P + 1.5017
(3)
461
Cuadro 3. Energía media en función de la posición de la sección a lo largo de la hoja de agave.
Table 3. Energy measured in function of position along agave leaf.
Altura
pesa (m)
Pesa
(kg)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.07
0.08
0.12
0.08
0.08
0.10
0.11
0.13
0.15
0.16
6
6
4
10
20
20
20
20
20
20
Hoja 1
4.1
4.7
4.7
8.8
15.7
19.6
23.5
25.5
27.5
29.4
Hoja 2
4.7
5.3
5.9
7.1
8.2
10.8
18.6
21.6
32.4
34.3
El Cuadro 3 muestra la altura media y el peso medio
utilizados para realizar un corte satisfactorio en las
diferentes posiciones de la hoja, también se observa que
la relación de la posición y la energía media es polinomial
de grado dos (Figura 8). A mayor posición de la sección
a lo largo de la hoja se requiere de una mayor cantidad de
energía para realizar el corte, esto se debe a que el grosor
aumenta al moverse de la punta de la hoja hacia el extremo
unido a la piña.
El modelo estadístico de regresión que presentó el
coeficiente de correlación más cercano a 1 (R2= 0.9836),
fue el polinomial de segundo orden, que se muestra a
continuación.
E= 20.341P2 + 11.395P + 1.5017
(3)
Donde: E= a la energía necesaria para el corte medida
en Joules y P es la posición de la hoja medida a partir
de la punta en centímetros. La ecuación anterior puede
emplearse para determinar la energía que requiere el corte
de la hoja en cualquier posición propuesta. Es importante
destacar que a partir de los 0.3 m los valores de energía en
función de la posición de la hoja muestran una tendencia
lineal (R2= 0.994), muy probablemente las posiciones de
0.1 y 0.2 m presentaban un grosor y área pequeños y muy
parecidos.
Determinación del área transversal de la hoja por
sección (relación área- energía y posición-área). En
el Cuadro 4 se muestran las áreas obtenidas de cada una
de las 10 secciones a lo largo de cada una de las cinco
Energía (J)
Hoja 3
Hoja 4
4.7
4.1
5.3
4.4
5.3
4.3
6.5
7.8
7.7
15.7
13.7
19.6
19.6
21.6
21.6
25.5
29.4
29.4
30.4
31.4
Hoja 5
3.5
4.1
4.7
7.8
13.7
17.7
21.6
25.5
29.4
31.4
Media
4.2
4.8
5.0
7.6
12.2
16.3
21.0
23.9
29.6
31.4
Desviación
estándar
0.5
0.5
0.6
0.9
4.0
3.9
1.9
2.1
1.8
1.8
35
Energía media de corte (J)
Distancia en
hoja (m)
30
25
20
15
10
5
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Posición de la sección a lo largo de la hoja (m)
1.2
Figura 8. Relación posición de la sección a lo largo de la hojaenergía media de corte.
Figure 8. Relationship position of section along leaf-mean
cut energy.
Where: E= energy required for cut measured in Joules and
P is position of leaf measured from tip in centimeters. This
equation can be used to define energy required to cut leaf at
any given position. It is important to mention that from 0.3
energy values in function of leaf position had a lineal trend
(R2= 0.994), it is likely positions 0.1 and 0.2 m had small
and similar thickness and area.
Determination of transversal area of leaf per section
(relationship area-energy and position-area). Table
4 shows areas obtained from each one of ten sections
along five agave leaves, as well mean area and standard
deviation. In this table it can also be seen that from 0.9
m of distance standard deviation increases considerably
if compared with the rest of the values; this could be due
hojas de agave, así mismo el área media y la desviación
estándar. En dicho cuadro también se puede observar que a
partir de los 0.9 m de distancia la desviación estándar
aumenta considerablemente comparada con los demás
valores; lo anterior se puede deber a que no todas las
hojas tienen exactamente la misma longitud y por ende
en las hojas más cortas se empieza a exhibir la unión de
la hoja con la piña.
not all leaves have exactly the same length and therefore
in shorter leaves becomes more evident the bond with
pineapple.
The equation that rules transversal area behavior in function
of position in the leaf is the following.
A= 26.875P2 - 10.948P + 2.51420582
(4)
Cuadro 4. Área de la sección transversal a lo largo de la longitud de las hojas.
Table 4. Transversal section area along leaves length.
Posición de sección a lo
largo de la hoja (m)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Área (cm2)
Hoja 1
0.7971
1.5558
2.2441
3.3829
4.0838
5.5002
6.8521
9.6948
13.4025
21.1527
Hoja 2
0.6978
1.4245
2.3115
3.4983
4.1123
5.2801
7.4236
9.9158
13.2066
16.9723
Hoja 3
0.7716
1.5388
2.3621
3.5820
4.4692
5.6239
7.3065
9.9413
12.3403
20.6078
La ecuación que rige el comportamiento del área transversal
en función de la posición de la sección a lo largo de la hoja
se presenta a continuación.
A= 26.875P2 - 10.948P + 2.51420582
(4)
Donde: A= a el área transversal de la hoja en centímetros
cuadrados y P es la posición de la sección a lo largo de la hoja
en metros. La función tiene un comportamiento polinomial de
segundo orden con una R2 de 0.975, al aumentar la posición
de la hoja el valor de área transversal incrementa. Empleando
los valores medios del área de la sección transversal de la hoja
de agave (Cuadro 4) y los valores medios de la energía de
corte (Cuadro 3), ambos parámetros a las mismas posiciones
en la hoja, se evaluó el valor promedio de la energía unitaria,
resultando un valor de 2.50 J cm-2.
La relación área- energía se puede observar en la Figura 9,
donde se aprecia un comportamiento polinomial de orden 2
con una R2 de 0.9789; al aumentar el área en la posición de
la hoja el valor de energía incrementa. La ecuación que rige
el comportamiento de la energía media de corte en función
del área de la sección transversal se presenta a continuación.
Hoja 4
0.7211
1.5259
2.3421
3.5332
4.3374
5.0766
6.9691
10.1597
13.7107
18.0891
Hoja 5
0.7284
1.3767
2.3623
3.6699
4.5421
5.6391
7.8093
9.6612
14.2707
23.4263
Media
0.7432
1.4843
2.3244
3.5333
4.3090
5.4240
7.2721
9.8746
13.3862
20.0496
Desviación
estándar
0.0403
0.0790
0.0495
0.1059
0.2063
0.2416
0.3811
0.2033
0.7096
2.5614
Where: A= transversal area of leave in square centimeters
and P is position throughout leave in meters. Function has
second order polynomial behavior with R2 of 0.975, when
position increases transversal area increases too. Using
mean values of transversal section of agave leaf (Table 4)
and mean values of cut energy (Table 3), both parameters
at same leaves position, it was assessed average value of
unitary energy, resulting a value of 2.50 J cm-2.
Relationship area-energy can be seen in Figure 9, where
second order polynomial behavior is detected with an R2
of 0.9789; when increasing area in leaf position, energy
increases. The equation that rules mean energy behavior in
function of transversal section area is the following.
E= -0.0903A2 + 3.4185A - 0.5566
(5)
Where: E= required energy for cut measured in Joules; and
A= transversal section area in square centimeters.
The growth bellow linear behavior in relationship energy/
area can be due decrease in relationship perimeter/area
of leaf section. In the extent the section increases, the
(5)
Donde: E= a la energía necesaria para el corte medida en
Joules; y A= a el área de la sección transversal respectiva en
centímetros cuadrados.
El crecimiento menor al lineal en la relación energía/área
puede deberse al decremento de la relación perímetro/área
de la sección de la hoja. Conforme aumenta la sección se
va reduciendo el contenido relativo de la piel, más dura
para el corte que el interior de la hoja. Calculando con los
datos del cuadro 3 y 4 la energía unitaria del corte para
la distancia de 1m, es decir para una sección a 8 cm de la
base de la hoja, resulta el valor de 1.56 J cm-2. Este valor
puede compararse con los resultados obtenidos por Majaja
y Chancellor (1997) para el corte de hojas de sisal a 7 cm de
la base, de los cuales puede deducirse el valor de la energía
unitaria de corte de 0.59 J cm-2 empleando cuchilla de hoja
delgada y hasta 1.32 J cm-2 con herramientas cortantes
tipo cizalla, comúnmente utilizadas en la poda de árboles.
Es notable la similitud de los resultados, tomando en
cuenta que las propiedades de cada especie, la geometría
de las herramientas cortantes, así como las velocidades
de corte proporcionadas por los dispositivos de prueba
empleados influyen en los valores de energía de corte
determinados.
Conclusiones
Las dimensiones y pesos determinados de la planta de
agave así como de cada uno de sus elementos presentan una
cierta variabilidad que se debe a los factores de desarrollo
propio de cada planta. Sin embargo, pueden considerarse
característicos para una planta de agave de 7 a 8 años de
edad. Se propuso y validó una metodología para determinar
la energía requerida para el troceado de las hojas de agave.
Existe una relación bien definida entre la posición de
la sección a lo largo de la hoja y la energía de corte que
puede ser explicada en términos de cambio del área de la
sección transversal de la hoja, es decir, a medida que la
distancia aumenta partiendo de la punta de la hoja hacia la
unión de ésta con la piña el área incrementa de acuerdo a
un polinomio de orden 2 y lo mismo se puede observar en
la mediciones hechas para la energía de corte. El valor de
la energía unitaria determinada muestra que requiere de
2.50 J para cortar transversalmente un centímetro cuadrado
de hoja de agave usando la geometría de las cuchillas
relative skin content reduces, being harder for cut than
leaf internal part. Calculating with data from Table 3 and
4 cut unitary energy for 1m distance, in other words for
a section at 8 cm from leaf base, gives the value of 1.56
J cm-2. This value can be compared with results obtained
by Majaja and Chancellor (1997) for leaves cut of sisal
at 7 cm from base, from which can be defined unitary cut
energy value of 0.59 J cm-2 using thin sheet knife and up to
1.32 J cm-2 with cutting tools like shear, commonly used in
trees prune. It is remarkable the similar results, taking into
account that each species properties, geometry of cutting
tools, as well as cut speeds used by test devices affect in
a given cut energy value.
35
Energía media de corte (J)
E= -0.0903A2 + 3.4185A - 0.5566
463
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
Área de la sección transversal (cm2)
20
25
Figura 9. Relación área de sección transversal - energía media
de corte.
Figure 9. Relationship transversal section area-mean cut
energy.
Conclusions
Dimensions and weights determined for agave plant as
well as each one of its elements have some variability
due plant development factors. However, they can be
considered characteristic for a 7 to 8 years age agave plant.
A methodology to determine required energy for agave
leaves shredding was proposed and validated. There is
a well defined relationship between section positions
in leaf and cut energy that can be explained in terms of
change of leaf transversal area, this means, in the extent
distance increases from tip to bond with pineapple the
area increases according to a second order polynomial
and this same effect can be seen in measurements done
for cut energy. Unitary energy value determined shows
that it requires 2.50 J to cut one square inch of agave leaf
using geometry of commonly used knives in this type of
comúnmente empleadas en esta clase de maquinaria. Los
valores obtenidos en el presente trabajo pueden aplicarse en
el diseño de maquinaria para la mecanización de la cosecha
y procesamiento del Agave tequilana Weber.
machinery. Obtained values herein can apply in the design
of mechanization machine for harvest and processing of
Agave tequilana Weber.
Agradecimientos
A los organismos de financiamiento: Consejo de Ciencia
y Tecnología (CONACYT) y al Consejo de Ciencia y
Tecnología del estado de Guanajuato (CONCYTEG) por
la aportación de recursos para el desarrollo del proyecto
“Diseño y construcción de una cosechadora- trituradora
de agave”, (GTO-2009-02-118718) del cual emerge el
presente estudio y la formación de recursos humanos en
licenciatura y posgrado. A la División de Ciencias de la
Vida (DICIVA) y a la tequilera “Real de Pénjamo” por su
valiosa aportación de recursos humanos, materia prima
(agave) y maquinaria agrícola para la realización del
presente trabajo.
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Diversidad de frijoles nativos de diferentes regiones del estado de Puebla*
Native beans diversity of different regions from state of Puebla
Ana Rosa Ramírez-Pérez1, Ramón Díaz-Ruiz1§, Carmen Jacinto-Hernández2, Juan Alberto Paredes-Sánchez1 y Ramón Garza
García3
Colegio de Postgraduados, Campus Puebla, Carretera Federal México-Puebla, km 125.5. 72760, Puebla, Puebla. México. Tel: 01 (22) 2 85 00 13. (anarosa_rmz@yahoo.
com.mx), ([email protected]). 2Campo Experimental Valle de México, INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. A. P. 10, Chapingo, México. (jacinto.carmen@
inifap.gob.mx). 3Ex-investigador del Campo Experimental Valle de México, INIFAP. ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
El frijol común representa un cultivo básico en México con
una gran variabilidad en sus características morfológicas.
En estudios sobre la diversidad genética se han usado
marcadores moleculares, entre los que se encuentran los
RAPD. El presente trabajo tuvo como objetivo caracterizar
mediante caracteres morfológicos, agronómicos, de
calidad y marcadores RAPD, variedades de frijoles nativos
cultivadas en diferentes comunidades del estado de Puebla.
La extracción de ADN se realizó en una muestra de hojas
jóvenes de las variedades sembradas bajo invernadero.
Se utilizaron 7 iniciadores RAPDs de la serie OPERON
Technologies. Las bandas polimórficas se codificaron por
presencia y ausencia. Con el programa NTSYS pc 2.2 se
generó un dendograma empleando el índice de similitud
de Dice, con nivel de corte a un valor de 0.48, donde se
definieron 13 grupos. Seis grupos estuvieron integrados
por una variedad, 4 grupos por 2 variedades, 2 grupos por
3 variedades y un grupo formado por 7 variedades. Los
grupos definidos se integraron por colores de grano distintos
y coincidieron en otras características morfológicas como
días a floración, tiempo de cocción y contenido de proteína.
Common bean is basic crop in Mexico with great
variability in its morphological characteristics.
RAPD is among molecular markers, which have been
used in studies about genetic diversity. The aim of
this work was to characterize by morphological,
agronomical, quality characters and RAPD markers
the varieties harvested in different localities from state
of Puebla. DNA extraction was made from sample of
young leaves of varieties planted under greenhouse.
7 RAPDs starters from OPERON Technologies
were used. Polymorphical bands were coded by
presence and absence. With NTSYS pc 2.2 software
dendrogram was created using Dice's similarity
index, with cut level at value of 0.48 where 13
groups were defined. Six groups were comprised by
single variety, 4 groups by 2 varieties, 2 groups by 3
varieties and one group by 7 varieties. The defined
groups were comprised by different grain colors
and coincided in other morphological characteristics
like days to f lowering, cooking time and protein
content.
Palabras clave: Phaseolus vulgaris L., calidad culinaria,
marcadores moleculares, variedades nativas.
Key words: Phaseolus vulgaris L., food quality, molecular
markers, native varieties.
* Recibido: julio de 2011
Ana Rosa Ramírez-Pérez et al.
Introducción
Introduction
La conservación y utilización de los recursos genéticos es
de importancia estratégica para la humanidad. Las regiones
centro y sudamérica son consideradas como los centros de
mayor diversidad biológica del mundo; de hecho varias
especies de importancia agrícola, agroindustrial, medicinal
y farmacológica se han originado en estas regiones En las
últimas décadas esta diversidad se ha visto severamente
reducida por las exigencias del mercado y la disminución
de los suelos cultivados. Ante esta situación, uno de los
desafíos actuales es buscar la manera de incentivar la
conservación y uso racional de los recursos genéticos
(Becerra y Paredes, 2000).
Conservation and exploitation of genetic resources are
strategically important for mankind. Central and South
America regions are considered the most biologically
diverse centers at worldwide level; in fact several species
of agricultural, industrial, medicine and pharmacological
importance come from these regions. In the last decades such
diversity has been drastically reduced due market demands
and decrease of harvested lands. Facing this scenario, one of
the current challenges is the quest for conservation and rational
exploitation of genetic resources (Becerra and Paredes, 2000).
En nuestro país la diversidad de frijoles es amplia y este
cultivo es básico en la alimentación de los mexicanos. Puebla
es uno de los estados con mayor diversidad (Cárdenas, 1989),
la cual requiere ser caracterizada con el fin de aprovecharla
para satisfacer las necesidades de los productores
y consumidores. Recientemente, la caracterización
morfológica se ha reforzado con la utilización de marcadores
moleculares. La descripción de las variedades a nivel de
ADN proporciona información al fitomejorador para que
seleccione progenitores que contengan genes de interés.
Los marcadores moleculares tienen ventajas sobre los
marcadores morfológicos tales como la abundancia en una
población segregante, son neutros y no son afectados por el
ambiente (Nuez et al., 2000).
Entre los marcadores genéticos moleculares utilizados en
los estudios de caracterización se encuentran los RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA) los cuales son
marcadores dominantes y el polimorfismo entre los
individuos resulta de los cambios en las secuencias en uno o
ambos lados del genoma reconocidos por un iniciador lo cual
se traduce en la presencia o ausencia de bandas (Rafalski et
al., 1994). Uno de los usos de los RAPDs es estimar el grado
de similitud entre genotipos, con lo cual se pueden estimar
relaciones genéticas (Beebe et al., 1995; Skroch et al., 1998;
Beebe et al., 2000; Emygdio et al., 2003; Guachambala
y Rosas, 2010); lo anterior resulta de gran utilidad para
conocer la diversidad que existe aún entre genotipos con
caracteres morfológicos semejantes, así como también se
ha buscado asociarlo con otros atributos de interés para una
posible selección asistida (Kelly y Miklas, 1998; Jacinto et
al., 2003) y que podría ser aprovechada en los programas
de mejoramiento.
In Mexico beans diversity is wide and this crop is basic in
Mexican’s diet. Puebla is one of the states with more diversity
(Cárdenas, 1989), which needs to be characterized with the
aim to satisfy producer and consumer’s needs. Recently,
morphological characterization has been reinforced with
molecular markers use. Varieties description at DNA level
provides helpful information for plant breeding in order to
select progenitors that contain genes of interest. Molecular
markers had advantages over morphological markers such
as abundance in a segregating population, they are neutral
and are not affected by environment (Nuez et al., 2000).
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) belong
to molecular genetic markers used in characterization
studies; they are dominant markers and polymorphism
among individuals results from changes in sequences in
one or both sides of genome acknowledged by one starter
which means presence or absence of bands (Rafalski et al.,
1994). One of RAPDs uses is to estimate degree of similarity
between genotypes, therefore genetic relationships can be
defined (Beebe et al., 1995; Skroch et al., 1998; Beebe et
al., 2000; Emygdio et al., 2003; Guachambala and Rosas,
2010); this is very useful to know diversity that still exist
among genotypes with similar morphological characters, as
well as making associations with other attributes of interest
for possible assisted selection (Kelly and Miklas, 1998;
Jacinto-Hernández et al., 2003) and that would be seized in
breeding programs.
Another important parameter in bean germplasm
characterization is grain quality for consumption. Fast cook,
with thick broth are the preferred varieties. Also, it is necessary
to consider genotypes’protein content, since although legume
are good protein sources, to count with varieties that have
high protein content allows to improve daily requirement
Diversidad de frijoles nativos de diferentes regiones del estado de Puebla
Otro parámetro importante en la caracterización del
germoplasma de frijol es la calidad del grano para consumo.
Se prefieren variedades de rápida cocción, con caldo
espeso. Asimismo, es necesario considerar el contenido
de proteína de los genotipos, pues aunque en general las
leguminosas son buenas fuentes de proteína, el contar con
variedades de alto contenido permite mejorar el aporte
diario a los consumidores(as) de este grano básico. La
importancia del frijol común (Phaseolus vulgaris L.)
en tiempos precortesianos era tal que, de acuerdo con el
Códice Mendocino, los aztecas lo incluían en los tributos
exigidos a otros pueblos y nunca desapareció de la dieta
nacional durante los 500 años que siguieron. De ese modo
ha sido, junto con el maíz, el alimento básico de México
y, además de su importante contenido de carbohidratos y
minerales, se considera la principal fuente de proteínas
vegetales en la dieta. Su papel es aún más significativo
para las clases de menores recursos que, al no tener acceso
a proteínas de origen animal, hallan en el frijol esos
nutrimentos esenciales (Muñoz, 2010)
En el pasado, los programas de mejoramiento genético
del frijol enfocaban sus esfuerzos a la obtención de
materiales con buenas características agronómicas, como
alto rendimiento por hectárea, resistencia a condiciones
ambientales adversas y patógenos, de ciclo vegetativo
corto y uniformidad de planta y grano (Navarro, 1983). Sin
embargo, la demanda de los consumidores ha motivado el
desarrollo de variedades con mejor calidad nutrimental y
de cocción (Jacinto et al., 2002).Las características físicoquímicas del grano, como tamaño, color y uniformidad,
sabor, tiempo de cocción, y contenido de proteína, se
relacionan con mejor calidad culinaria y nutricional del
frijol y son importantes para los consumidores en México
(Castellanos et al., 1997).
El objetivo del presente estudio fue caracterizar el
germoplasma de frijol existente en diferentes regiones de
Puebla, mediante la utilización de caracteres morfológicos,
agronómicos, calidad de cocción y contenido de proteína,
así como por marcadores moleculares RAPD.
De cien variedades previamente evaluadas en campo, se
seleccionaron 36 que expresaron mejor rendimiento de
grano (mayor a 1 t ha-1). Estas variedades se sembraron
469
for consumer(s) of this basic grain. Importance of bean
(Phaseolus vulgaris L.), according to Codex Mendoza in years
of Spanish conquest in Mexico, was such that Aztecs included
it in tribute demanded to other towns and never vanished from
national diet during the following 500 years. In this way,
together with maize, it has been basic food in Mexico and,
besides its important carbohydrate and mineral content, it is
considered the main source of vegetable proteins in diet. Its
role is even more important for people with scarce resources
that, facing lack of access to animal proteins sources, they find
in bean these essential nutriments (Muñoz, 2010)
In past, bean genetic breeding programs focused their efforts
to obtain material with good agronomical characteristics,
such as yield per hectare, resistance to adverse environment
conditions and to pathogens, short vegetative cycle and plant
and grain uniformity (Navarro, 1983). However, consumers
demand has promoted development of varieties with better
nutrimental quality and of cooking (Jacinto et al, 2002). The
physicochemical characteristics of grains, such as size, color
and uniformity, favor, cooking time and protein content, are
related to better quality and nutrimental food for bean and are
important for consumers in Mexico (Castellanos et al., 1997).
The aim of this study was to characterize bean germplasm
from different regions of Puebla, by using morphological,
agronomical characters, cooking quality and protein content,
as well as RAPD markers.
From 100 varieties previously assessed in field, 36 that
showed best grain yield (greater than 1 t ha-1) were selected.
These varieties were planted under greenhouse conditions;
from 27 of them vegetal tissue was obtained for RAPD
markers study and 25 resulted in satisfactory development
and grain for study was obtained.
Greenhouse set in field
Experimental array was made under 10 x 10 lattice design
with three repetitions. Experimental unit was comprised
of four 5 m length furrows separated at 0.7 m. Each test
embraced 3 000 m2 of surface. Fertilization was made with
40-40-00 formula in two parts, the first one was in sow
throwing all phosphorus and half of nitrogen and the second
one was made in the first part adding the remaining nitrogen.
bajo condiciones de invernadero; de 27 de ellas se obtuvo
tejido vegetal para el estudio de marcadores RAPD y 25
se desarrollaron satisfactoriamente y se obtuvo grano para
el estudio.
Vivero establecido en campo
El arreglo experimental se realizó bajo un diseño de látice
10 x10 con tres repeticiones. La unidad experimental se
integró por cuatro surcos de cinco metros de largo separados
a 0.70 m. Cada ensayo abarcó 3 000 m2 de superficie. La
fertilización se hizo con la fórmula 40-40-00 en dos partes,
la primera fue en la siembra tirando todo el fósforo y la
mitad del nitrógeno y la segunda se realizó en la primera
labor agregando el resto de nitrógeno. Se sembraron las
100 variedades colectadas, en las cuales se eligieron las
semillas más comunes en tamaño, forma y color de cada
una de las colectas para evitar un efecto de tales caracteres
en el desarrollo de las plantas.
Variables de estudio
Las variables que se cuantificaron fueron: número de vainas,
longitud de las vainas: ancho y grosor de vainas, peso de
vainas totales y peso de grano.
Vivero establecido en invernadero
De las 100 variedades evaluadas en campo se seleccionaron
las que expresaron mejor los caracteres agronómicos de
interés para los agricultores como son la precocidad y el
rendimiento de grano y sus componentes. Así también, se
consideraron los caracteres culinarios de los frijoles mayor
y menor contenido de proteína, menor y mayor tiempo de
cocción del grano, alta y baja cantidad de proteínas. Estos
análisis fueron realizados a las colectas previamente. La
descripción morfológica de las variedades se realizó en
invernadero cubierto por una malla antiáfidos con el objeto
de tener mayor control del experimento y un registro
continuo de las variables de estudio.
Las variedades seleccionadas se sembraron en macetas
con capacidad para 6 kg de suelo a una profundidad de 3
cm. En cada maceta se depositaron dos semillas con el fin
de asegurar la siembra y después de la emergencia se dejó
solo una plántula. Antes de la siembra, se aplicó el fungicida
Carbendazim (Prozycar®) al suelo, para prevenir el daño por
enfermedades en las plántulas. Para prevenir el daño por
100 collected varieties were planted, from which seeds
most common in size, shape and color of each one of the
collections were selected to avoid effect of such characters
in plants development.
Study variables
Quantified variables were: number of pods, length of pod,
width and thick of pods, weight of total pods and grain
weight.
Greenhouse set in garden
From 100 varieties assessed in field the ones that showed best
agronomical characters of interest for farmers, like earliness
and grain yield and its components, were selected. Also,
cooking characters of beans with lowest and highest protein
content, shortest and longer cooking time of grain, higher and
lowest protein content were considered. These analyses were
previously made to collections. Morphological description
of varieties was made in greenhouse covered by anti-aphid
net with the aim to obtain better control of experiment and
continuous record of study variables.
The selected varieties were planted in container with 6 kg
capacity of soil at a deep of 3 cm. In each pot two seeds were
put with the aim to assure sow and after emergence only
one seedling was left. Before sow, fungicide Carbendazim
(Prozycar®) was applied to soil, to prevent damage by
diseases in seedlings. To prevent damage by aphid pyrethroid
insecticide Zeta-cypermethrin (Arrivo®) was applied. The
experimental design was completely random (DCA). Each
variety had 10 repetitions giving a total of 330 containers
representing an experimental design.
The study variables considered were the following:
Days to emergence, length of hypocotyl and epicotyl,
diameter of hypocotyl, total height of plant, growing habit.
It was recorded by observation according to the four growing
habits listed in descriptors guide for bean (IPGRI, 1982),
age to first appearing of flower button, first flower opening,
age at formation of first fruit, flowers size, length, thickness
and width of pods -width and thickness was taken at the
central portion of fruit- number of pods, number of grains
per pod and per plant, number of branches, number of buds
and internodes, dry weight of buds and of grains, flowers
colors, color intensity in flowers and buds, bud shape, grain
color and grain shape.
pulgón se aplicó el insecticida piretroide Zeta-cipermetrina
(Arrivo®). El diseño experimental fue completamente al azar
(DCA). Cada variedad tuvo 10 repeticiones generando un
total de 330 macetas donde cada una representa la unidad
experimental.
Las variables de estudio consideradas fueron las
siguientes:
Días a emergencia, longitud del hipocótilo y epicótilo,
diámetro del hipocótilo, altura total de la planta, hábito de
crecimiento. Se registró por observación de acuerdo a los
cuatro hábitos de crecimiento presentados en la guía de
descriptores para frijol, IPGRI, 2001, edad a la aparición
del primer botón floral, apertura de la primera flor, edad a la
formación del primer fruto, tamaño de las flores, longitud,
grosor y ancho de vainas -el ancho y grosor fue tomado en la
parte central del fruto- número de vainas, número de granos
por vaina y por planta, número de ramas, número de nudos
y entrenudos, peso seco de las vainas y de granos, color de
flores, intensidad del color en flores y vainas, forma de la
vaina, color del grano y forma del grano.
Caracteres culinarios
Tiempo de cocción. Se determinó colocando muestras de
25 granos, las cuales fueron previamente remojadas durante
18 h en 70 ml de agua destilada. La cocción se realizó en
vasos tipo Berzelius con agua destilada hirviendo. El tiempo
se registró a partir del reinicio de la ebullición, después de
haber colocado los frijoles y hasta que el grano alcanzó una
textura granular suave percibida a través de una prueba
sensorial entre los dedos índice y pulgar. La determinación
se realizó por duplicado.
Porcentaje de sólidos en el caldo de cocción. Se
determinó por duplicado, colocando una alícuota de 10 ml
de caldo en vasos de precipitado con capacidad para 50 ml,
los cuales fueron llevados previamente a peso constante.
Una vez pesado el vaso con la alícuota, se colocó en
un horno a 60 °C, en donde se evaporó el líquido y se
pesó el vaso con los sólidos, ya secos. El porcentaje de
sólidos se estimó por diferencia de peso mediante la
siguiente fórmula propuesta por Guzmán-Maldonado et
al. (1995).
(%) sólidos=
(peso de vaso c/sólidos- eso de vaso vacío) *100
(peso de vaso c/líquido- eso de vaso vacío)
471
Cooking characters
Cooking time. It was defined placing samples of 25 grains,
which were previously soaked during 18 h in 70 ml of
distilled water. Cooking was made in Berzelius glass with
boiling distilled water. Time was recorded starting from
boiling re-start, after placing beans and up to when grain
reached soft grain texture perceived through sensory test
between forefinger and thumb. This was made twice.
Percentage of solids in cooking broth. It was defined twice,
placing an aliquot of 10 ml of broth in beakers with 50 ml
capacity, which then were taken to constant weight. Once the
glass was weighed with aliquot, it was put in oven at 60 °C,
in which liquid was evaporated and glass was weighed with
solids, already dried. Percentage of solids was calculated by
the difference in weights by the following formula proposed
by Guzmán-Maldonado et al. (1995).
(weight of glass with solids – weight of empty glass) *100
(%) solids=
(weight of glass with liquid–weight of empty glass)
Protein content. It was determined by Kjeldahl (AOAC 1984)
method, using semi-automatic equipment Kjeltec-1030. To
samples of 400 mg of milled bean sulfuric acid was added and
like catalyst, reactive mixture of selenium. They were put in 250
ml tubes, which were placed in the digestion module of Kjeltec
device, with an aluminum block and fumes extraction system.
Digestion time was one hour at 360 °C. The digested samples
were diluted in water and then titration was applied in the
equipment’s distillation module with 0.1 N hydrochloric acid.
Percentage of protein was calculated with the following formula.
(1.401 x normality value x 6.25) x (ml
of titrating - ml of target)
(%) of protein=
mg of sample
DNA Amplification
DNA extraction was performed on young leaves according
to technique used by Torres et al. (1993). In each accession
DNA was extracted from three bean plants with the aim
to confirm polymorphisms. By estimating absorbance
by spectrophotometry at 260 nm the DNA concentration
was measured. Purity was defined verifying that optical
density index 260/280 ranged between 1.8 and 2. Also, DNA
integrity was assessed when testing in agar-agar gels at 1%.
Contenido de proteína. Se determinó de acuerdo al
método Kjeldahl (AOAC 1984), utilizando el equipo
semiautomatizado Kjeltec-1030. A las muestras de 400 mg de
frijol molido se les agregó ácido sulfúrico y como catalizador,
mezcla reactiva de selenio. Se colocaron en tubos de 250 ml,
los cuales se acomodaron en el módulo de digestión del equipo
Kjeltec, el cual consta de un block de aluminio y un sistema
de extracción de vapores. El tiempo de digestión fue de una
hora a 360 °C. Las muestras digeridas se diluyeron con agua
y posteriormente, en el módulo de destilación del equipo,
fueron tituladas con ácido clorhídrico 0.1 N. El porcentaje
de proteína se calculó con la siguiente fórmula.
13 RAPD starts from the OPERON Technologies (Alameda
Calif.) series with length of 10 pairs of bases were used.
Amplification conditions were based on method proposed
by Williams et al. (1990).
(1.401 x valor de normalidad x 6.25) x (ml
de titulante-ml del blanco)
(%)
de proteína =
mg de muestra
Cuadro 1. Programa de de amplificación para los
marcadores RAPDs.
Table 1. Schedule of amplification for RAPDs markers.
Amplificación de ADN
Fase
La extracción de ADN se realizó en hojas jóvenes de
acuerdo a la técnica utilizada por Torres et al. (1993). En
cada accesión se extrajo ADN proveniente de tres plantas
de frijol con la finalidad de confirmar los polimorfismos.
Se midió la concentración del ADN extraído al estimar la
absorbancia por espectrofotometría a 260 nm. La pureza
se determinó comprobando que el índice de la densidad
óptica 260/280 nm estuviese entre 1.8 a 2. Asimismo,
se evaluó la integridad del ADN al correrlo en geles de
agarosa al 1%.
Se utilizaron 13 iniciadores RAPDs de la serie OPERON
Technologies (Alameda Calif.) con longitud de 10 pares de
bases. Las condiciones de amplificación se basaron en la
metodología propuesta por Williams et al. (1990).
Las reacciones de PCR se hicieron en un volumen final de
20μL. La mezcla de reacción para RAPD consistió de 32 ng
de ADN genómico, 0.9 U de enzima Taq DNA polimerasa
(Amplificasa®) y buffer IX, 0.8μM de iniciador, 200μM de
dNTPs (Invitrogen) y 1.8mM de MgCl2. La amplificación se
realizó en un termociclador Techne TC-520 con el programa
presentado en el Cuadro 1.
La separación de los fragmentos amplificados se hizo por
electroforesis en geles de agarosa al 1.4%. El revelado de
las bandas se hizo con bromuro de etidio y se observaron
bajo luz ultravioleta en un transiluminador Upland modelo
TS-20. La imagen se capturó con un fotodocumentador Gel
Logic de Kodak®.
PCR reactions were made in a final volume of 20μL.
The reaction mixture for RAPD consisted of 32 ng of
genomic DNA, 0.9 U of enzyme Taq DNA polymerase
(Amplificasa®) and buffer IX, 0.8μM of starter, 200μM of
dNTPs (Invitrogen) and 1.8mM de MgCl2. Amplification
was made in Techne TC-520 thermal cycler with schedule
showed in Table 1.
Desnaturalización
Hibridación
Extensión
Extensión final
Temperatura (°C)Tiempo (min) Ciclos
94
36
72
72
1
1
1
8
40
The separation of amplified fragments was done by
electrophoresis in agar-agar gels at 1.4%. Bands print
was done with ethidium bromide and submitted under
ultraviolet light in Upland model TS-20 transilluminator.
The image was taken in Kodak® Gel Logic documentation
system.
Agronomical and cooking characteristics
When grouping accessions by grain color the interval of
days to flowering was from 44 to 49 days, yellow and
cream colored beans were with most earliness and the latest
mixtures were brown and pink color (Table 2). Black beans
were intermediate with a value of 45 days. The flowering
interval for all accessions ranged between 41 and 57 days,
where variety V93, brown color, was the latest and varieties
V8 and V62, yellow color, were the earliest ones.
Brown beans showed higher 100 grains weight (45.5 g), in
comparison to other colors; cream color (26.8 g) and pink (26.3
g) showed lowest value (Table 2). The weight interval in bean
Características agronómicas y culinarias
Al agrupar las accesiones por color de grano el intervalo de
días a floración fue de 44 a 49 días, los frijoles amarillos y
crema fueron más precoces y las mezclas las más tardías,
seguidas del color castaño y rosa (Cuadro 2). Los frijoles
negros fueron intermedios por presentar un valor de 45 días.
El intervalo de floración de todas las accesiones fluctuó
entre 41 y 57 días, donde la variedad V93, de color de grano
castaño, fue la más tardía y las variedades V8 y V62, de color
amarillo, fueron las más precoces.
473
population was from 18.2 to 58.8 g corresponding to varieties
V13 and V91 of yellow color and brown, respectively. Also,
grain yield by plant was higher in brown color (21.0 g) and
lower in mixed beans (3 g). Black and yellow beans stand
out after brown types with yield of 14 and 13 g per plant,
respectively. In bean population, the variety with less grain
yield per plant was V3 (3.0 g) belonging to mixture and V76
of brown color showed highest yield (33.2 g).
The accessions of black, yellow, cream and pink grain
showed indeterminate bush type 2growth habit; while brown
color and mixture of color accessions showed type 3 habit, of
prostrated indeterminate growth. Type 3 habit beans showed
best 100 grains weight.
Cuadro 2. Características agronómicas, culinarias y contenido de proteína de los frijoles colectados, en el estado de Puebla,
por color de grano.
Table 2. Agronomical, cooking characteristics and protein content of collected beans, in the state of Puebla, by grain color.
Color de
grano
Número de
variedades
Días a
floración
100 granos
(g)
Rendimiento
planta-1 (g)
Hábito de
crecimiento
Amarillo
Castaño
Crema
Mezcla
Negro
Rosa
11
4
1
3
5
1
44
48
44
49
45
48
33.0
45.5
26.8
39.2
30.0
26.3
13.0
21.0
8.7
3.0
14.0
6.8
2
3
2
3
2
2
Los frijoles castaños presentaron un peso mayor en 100
granos (45.5 g), en comparación a los demás colores;
los colores crema (26.8 g) y rosa (26.3 g) mostraron los
pesos menores (Cuadro 2). El intervalo de peso en la
población de frijoles fue de 18.2 a 58.8 g correspondientes
a las variedades V13 y V91 de color amarillo y castaño
respectivamente. De igual forma, el rendimiento de grano
por planta fue mayor en el color castaño (21.0 g) y menor
en frijoles mezclados (3 g). Los frijoles negros y amarillos
destacan después los castaños con rendimiento de 14 y 13
g por planta respectivamente. En la población de frijoles,
la variedad con menor rendimiento de grano por planta fue
la V3 (3.0 g) perteneciente a las mezclas y la V76 de color
castaño presentó mayor rendimiento (33.2 g).
Las accesiones de grano negro, amarillo, crema y rosa
mostraron hábito de crecimiento tipo 2, indeterminado
arbustivo; mientras que las accesiones de color castaño y
las mezclas de color mostraron hábito tipo 3, de crecimiento
indeterminado postrado. Los frijoles de hábito tipo 3 fueron
los que presentaron un mayor peso de 100 granos.
Cooking time interval ranged between 21 and 107 min, brown
beans were had the longest cooking time and the shortest were
cream colored beans (Table 3). 83% of accessions showed
softness to cooking according to scale shown by Jacinto et al.
(2002); in other words, cooking time less than 70 min, only
brown color showed hardness to cooking (107 min). Varieties
more soft to cooking were V52 yellow color and V100, which
is a mixture, with a time of 50 min. Also, the harder varieties
were V93 (141 min) and V91 (132 min) both brown color.
Quantity of solids in broth was different for each grain
color. Brown outstand with 0.61% and the ones with least
quantity were pink (0.30%) and cream (0.33%) (Table 3).
In beans population, varieties with greater quantity of solids
correspond to brown color identified like V91 (0.91%) and
V93 (0.78%). These varieties also showed higher hardness
to cooking, apparently in brown accessions the longest
cooking time allows bean to release more solids to broth,
resulting in thicker broth. Varieties with least solids content
were V77 (0.22%) and V13 (0.24%) of yellow color, with
cooking time of 61 and 59 min, respectively.
El intervalo en tiempo de cocción fluctuó entre 51 y 107 min,
los de mayor tiempo de cocción fueron los frijoles castaños
y los más rápidos los color crema (Cuadro 3). El 83% de
las accesiones presentó suavidad a la cocción de acuerdo
a la escala mostrada por Jacinto et al. (2002); es decir,
tiempo de cocción menor a 70 min, sólo los de color castaño
presentaron dureza a la cocción (107 min). Las variedades
de la población más suaves al cocimiento fueron la V52 de
color amarillo y V100, que es una mezcla, con un tiempo de
50 min. Asimismo, las de mayor dureza fueron la V93 (141
min) y V91 (132 min) ambas de color castaño.
La cantidad de sólidos en el caldo fue diferente en cada
color de grano. Sobresalieron los castaños con 0.61% y
los de menor cantidad fueron los frijoles rosa (0.30%) y
crema (0.33%) (Cuadro 3). En la población de frijoles, las
variedades con mayor cantidad de sólidos pertenecen al color
castaño identificadas como V91 (0.91%) y V93 (0.78%).
Estas variedades presentaron también mayor dureza a la
cocción, aparentemente en las accesiones de color castaño
el mayor tiempo de cocción permite al frijol liberar más
sólidos al caldo, dando por resultado un caldo más espeso.
Las variedades con menor contenido de sólidos fueron la V77
(0.22%) y la V13 (0.24%) de color amarillo, con tiempos de
cocción de 61 y 59 min respectivamente.
En contenido de proteína, el intervalo fue de 17.9 a 25%
por color de grano. Los frijoles negros presentaron mayor
cantidad (25%), seguidos del color amarillo (Cuadro 3).
El menor contenido se registró en el color rosa (17.9%).
En general, los demás colores contienen más de 20%, lo
que significa que están en el promedio reportado para
frijol (Nadal et al., 2004). En la población de frijoles, las
variedades con mayor contenido de proteína fueron la V90
(29.3%) de color negro y la V8 (27.2%) de color amarillo,
mientras que las de menor contenido fueron la V3 (16.3%)
que es una mezcla y V118 (17.7%) de color amarillo.
In protein content, interval was from 17.9 to 25% per grain
color. Black beans had highest quantity (25%), followed by
yellow color (Table 3). Least content was recorded in pink
color (17.9%). In general, rest of colors had more than 20%,
which means are within average reported for bean (Nadal et
al., 2004). Varieties with greater protein content were V90
(29.3%) of black color and V8 (27.2%) of yellow color, while
smaller content were V3 (16.3%) which is a mixture and V118
(17.7%) of yellow color.
Correlations between agronomical and cooking
characteristics
In the correlations obtained with statistical software SAS,
grain color did not had significant correlation with any
agronomical or cooking characteristics (Table 4). Days
to beginning of flowering had highly negative significant
correlation with yield of grain per plant (r= -0.59**), with
growing habit correlation was positive (r= 0.56**), the same
than with time for cooking (r= 0.54**). This means that early
varieties trend to show better yield than the late varieties and
tend to use less time for grain cooking.
In 100 grains weight showed positive significant
correlation with growing habit (r= 0.43*) and time for
cooking (r= 0.45*) and with solids content was highly
significant and positive (r= 0.83**). Grain cooking time
showed positive correlation with solids content and highly
significant (r= 0.70**) (Table 4), this means that larger
grains require more time for water get to the interior and
cook grain. Also, when kept more time in boiling water
allows to release greater solids concentration in broth
(Jacinto et al., 2002).
Grain yield was correlated with growing habit with highly
significant negative correlation (r= -0.67**) (Table 4).
There was no relation between grain yield and protein
Cuadro 3. Características culinarias y contenido de proteína de los frijoles colectados por color de grano.
Table 3. Cooking characteristics and protein content for beans collected by grain color.
Color de grano
Amarillo
Castaño
Crema
Mezcla
Negro
Rosa
Núm. de accesiones
11
4
1
3
5
1
Cocción (min)
Promedio
59.8
106.7
51.0
55.6
66.0
63.0
intervalo
50-70
67-141
51
50-62
61-79
63
Sólidos (%)
Promedio
0.37
0.61
0.33
0.40
0.42
0.30
Intervalo
0.22-0.51
0.26-0.91
0.33
0.28-0.51
0.35-0.52
0.30
Proteína (%)
Promedio
23.1
21.9
22.7
21.1
25.0
17.9
Intervalo
17.7-27.2
18.9-24.6
22.8
16.3-25.7
21.2-29.2
17.9
Correlaciones entre características agronómicas y
culinarias
En las correlaciones obtenidas con el paquete estadístico
SAS, el color de grano no presentó correlación significativa
con ninguna característica agronómica o culinaria (Cuadro
4). Los días a inicio de floración tuvieron correlación
negativa altamente significativa con el rendimiento de
grano por planta (r= -0.59**), con el hábito de crecimiento la
correlación fue positiva altamente significativa (r= 0.56**),
al igual que con el tiempo de cocción (r= 0.54**). Esto
indica que las variedades precoces tendieron a presentar
rendimiento mayor que las tardías y la tendencia a consumir
menos tiempo en el cocimiento del grano.
475
content, even there are studies that point out that at greater
yield the less protein content (Osborne, 1988 and Bollini
et al., 1999).
Accessions of type 3 habit tend to show greater solids
content (r= 0.45*). There was no relation between growth
type and protein content (Table 4). Protein content in grain
did not show relation with studied agronomical and cooking
characteristics, in contrast with Allende et al. (2006) who
found negative correlation between raw protein content and
days to flowering in improved bean varieties. Protein is a
character to which genetic selection can be developed in,
due its importance in nutrition; for look or create varieties
with high protein content.
Cuadro 4. Correlaciones estimadas entre los caracteres agronómicos, culinarios y contenido de proteína.
Table 4. Correlations between agronomic, cooking characters and protein content.
Co
Flo
100gra
Ren
Ha
Coc
So
Pro
Co
Flo
100 g
Ren
Ha
Coc
So
Pro
1.00
0.28
1.00
0.14
0.01
1.00
-0.11
-0.59**
0.40
1.00
0.13
0.56**
0.43*
-0.67**
1.00
0.04
0.54**
0.45*
0.06
0.35
1.00
-0.01
0.26
0.83**
0.37
0.45*
0.70**
1.00
-0.03
-0.15
0.18
0.28
-0.01
0.08
0.28
1.00
Co= color de grano; Flo= días a floración; Ren= rendimiento por planta; Ha= hábito de crecimiento; Coc= tiempo de cocción; So= contenido de sólidos; Pro= contenido
de proteína.
El peso de 100 granos expresó correlación significativa y
positiva con el hábito de crecimiento (r= 0.43*) y el tiempo
de cocción (r= 0.45*) y con el contenido de sólidos fue
altamente significativa y positiva (r= 0.83**). El tiempo de
cocción del grano expresó correlación positiva con la cantidad
de sólidos en el grano la cual fue altamente significativa (r=
0.70**) (Cuadro 4), esto significa que los granos más grandes
requieren más tiempo para que el agua penetre al interior y
cueza el grano.Asimismo el permanecer más tiempo en el agua
en ebullición les permite liberar una mayor concentración de
sólidos en el caldo de cocción (Jacinto et al., 2002).
El rendimiento de grano se correlacionó con el hábito de
crecimiento con una tendencia negativa altamente significativa
(r= -0.67**) (Cuadro 4). Entre el rendimiento de grano y
el contenido de proteína no existió asociación, aun cuando
existen estudios que señalan que a mayor rendimiento menor
contenido de proteína (Osborne, 1988 y Bollini et al., 1999).
Analysis with RAPDs markers
From 13 starters that were assessed, only seven revealed
polymorphism, which represents 53.8%. Such starters were
OPC-19, OPN-13, OPL-11, OPF-06, OPG-17, OPF-10 and
OPAE-19. There were identified 21 polymorphic bands
distributed in the following way: six bands for OPL-11 and
OPF-10, three bands for OPN-13, two bands for OPC-19
and OPF-06, while for OPG-17 and OPAE-19 there were
monomorphic. With the obtained electrophoretic patterns
a presence-absence matrix with polymorphic bands was
created.
Varieties grouping
With software NTSYS pc 2.2, using Dice coefficient, with
cut level equal to 0.48, dendrogram was plotted in which
13 groups were defined (Figure 1).
Las accesiones de hábito 3 tendieron a mostrar mayor
contenido de sólidos (r= 0.45*). No se detectó asociación
entre el hábito de crecimiento con el contenido de proteína
(Cuadro 4). La cantidad de proteína en el grano no presentó
correlación alguna con las características agronómicas y
culinarias estudiadas, a diferencia de Allende et al. (2006)
quienes detectaron correlación negativa entre el contenido de
proteína cruda y los días a floración en variedades mejoradas
de frijol. La proteína es un carácter que amerita trabajo de
selección genética, por su importancia en la nutrición para
buscar o formar variedades con alto contenido de proteína.
Análisis con marcadores RAPDs
De los 13 iniciadores que se ensayaron, solamente siete
revelaron polimorfismo, lo cual representa 53.8%. Los
iniciadores que detectaron polimorfismo fueron OPC-19,
OPN-13, OPL-11, OPF-06, OPG-17, OPF-10 y OPAE-19.
Se identificaron 21 bandas polimórficas distribuidas de la
siguiente manera: seis bandas para OPL-11y OPF-10, tres
bandas para OPN-13, dos bandas para OPC-19 y OPF-06,
mientras que OPG-17 y OPAE-19 fueron monomórficos.
Con los patrones electroforéticos obtenidos se construyó una
matriz de presencia-ausencia con las bandas polimórficas.
Agrupamiento de variedades
Con el programa NTSYS pc 2. 2, empleando el coeficiente de
Dice, con nivel de corte igual a 0.48, generó un dendograma
donde se definieron 13 grupos (Figura 1).
El grupo I se integró por la V3 perteneciente a una mezcla
de frijoles y la V118. Estas variedades son similares en bajo
contenido de proteína (16.3 y 17.7% respectivamente), en
tiempo de cocción rápido (55 y 67 min respectivamente)
y en peso de 100 granos igual a 24.6 g en promedio. El
grupo II se formó también con dos variedades similares en
tiempo de cocción igual a 83 min en promedio, por lo que
son considerados frijoles de cocción intermedia. El grupo
III presentó el mayor número de variedades (7), las cuales
fueron similares en los caracteres días a floración y tiempo
de cocción. La diferencia en floración entre estas variedades
fue de 2 días. Las variedades de este grupo mostraron corto
tiempo de cocción; en promedio 61 min.
En el grupo IV se ubicó únicamente la V93 que sobresalió
por mostrar el tiempo de cocción más prolongado (141 min);
por lo que se considera un frijol duro al cocimiento (Jacinto
et al, 2002). Asimismo, fue de los más tardíos en días a
V3
V118
V28
V90
V73
V79
BAYO-CP
V80
V77
V103
V105
V93
V52
V74
V100
V13
V69
V76
V30
V91
V116
V8
V114
V19
V62
V54
PERUANO
0.00
0.18
0.36
Coeficiente de similitud
0.54
0.72
Figura 1. Agrupamiento de 27 genotipos de Phaseolus vulgaris
L., basado en una matriz de similitud genética
construida a partir del coeficiente de Dice.
Figure 1. Grouping of 27 genotypes of Phaseolus vulgaris L.,
based on genetic similarity matrix built from Dice
coefficient.
Group I was comprised by V3, a mixture of beans and V118.
These varieties are similar in low protein content (16.3 and
17.7%, respectively), in fast cooking time (55 and 67 min,
respectively) and in 100 grains weight in average are 24.6
g. Group II was also created with two similar varieties in
cooking time with 83 min in average, which corresponds to
intermediate values. Group III showed the greatest number
of varieties (7), which were very similar in characters days
to flowering and cooking time. The difference in flowering
was 2 days. The varieties in this group showed short cooking
time; in average 61 min.
In group IV only variety V93 was included, which outstands
to show the longest cooking time (141 min); then is
considered a hard to cook bean (Jacinto et al, 2002). Also,
it was one of the most late in days to flowering (57 days),
although outstood in greater 100 grains weight (50.1 g).
In group V there were three varieties: V52, V74 and V100
related by characters such as days to flowering (from 43 to
50 days), 100 grains weight (35.3 to 38.5 g), intermediate
cooking time (50 to 70 min) and average protein content
(21.4 to 23.4 %). Group VI is comprised by varieties V13
and V69 which had similarity in days to flowering (44 and 48
days, respectively) and are soft to cooking with an average
time of 61min.
floración (57 días) pero sobresalió en un mayor peso de 100
granos (50.1 g). En el grupo V se registraron tres variedades
la V52, V74 y V100 unidas por los caracteres como días a
floración (de 43 a 50 días), peso de 100 granos (35.3 a 38.5
g), tiempo de cocción intermedia (50 a 70 min) y contenido
de proteína promedio de (21.4 a 23.4 %). El grupo VI está
conformado por las variedades V13 y V69 las cuales tienen
similitud en días a floración (44 y 48 días respectivamente) y
son suaves a la cocción con un tiempo de 61min en promedio.
En el grupo VII se ubica únicamente a la V76, la cual presentó
42 días a floración, peso en cien semillas de 47.4 g, es suave
a la cocción (en 67 min) y contiene 21.9% de proteína. En el
grupo VIII se ubicaron las variedades V30, V91 y V116, con
características similares en días a floración (de 44 a 45 días)
y en contenido de proteína de (de 22.7 a 24.7%). El grupo IX
únicamente lo integra la variedad V8, la cual llega a floración
a los 41 días, el peso de cien semillas es 37.2 g, se incluye
entre los frijoles blandos con tiempo de cocción igual a 61
min y contiene 27.1% de proteína. Es probable que su alto
contenido de proteína la aisle como un grupo. La V114 integra
el grupo X, se caracteriza por llegar a floración a los 43 días,
cien semillas pesan 36.7 g, es suave a la cocción (61 min) y
tiene 24.3% de proteína.
Integran el grupo XI las variedades V19 y V62, con similitud
en las características edad a floración a los 46 y 41 días en
promedio, 39.2 g en promedio de peso en cien semillas,
ambas son suaves a la cocción (58 min en promedio),
contenido de proteína de 25y 23.8% respectivamente y
ambas son de color de semilla amarillo. Este grupo fue el
que abarcó más características similares. El grupo XII está
formado por la variedad V54, la cual a los 44 días está en
floración, tiene un peso 26.8 g en cien semillas, es suave a
la cocción (58 min) y su contenido de proteína es 25.2%.
En el grupo XIII lo integra solamente la variedad Peruano,
de color se semilla amarilla, floración a los 42 días y con
contenido de proteína de 21.83%. La integración como un
grupo se puede deber a que es una variedad comercial con
características propias. En la conformación de los grupos
de variedades de frijol mediante el coeficiente de Dice, no
fue determinante el lugar geográfico donde se realizaron las
colectas ni el color del grano. Las características que más
influyeron en la integración de los grupos fueron la edad a
floración, tiempo de cocción y contenido de proteína. Sin
embargo en los grupos con mayor número de variedades
hay un color de grano predominante. Esta tendencia ha sido
reportada por Miranda et al. (2006) en frijoles criollos de
Cuba. Sin embargo, también encontraron agrupamientos de
frijoles de diferentes colores. En otras regiones de México,
477
In group VII is formed only by V76, which showed 42 days
to flowering, 100 grains weight of 47.4 g, is soft to cooking
(in 67 min) and contains 21.9% of protein. In group VIII there
were located the varieties V30, V91 and V116, with similar
characteristics in days to flowering (from 44 to 45 days) and
in protein content (from 22.7 to 24.7%). Group IX was only
formed by variety V8, which takes 41 to flowering, 100 grains
weight is 37.2 g, is in soft beans with cooking time of 61 min
and contains 27.1% of protein. Is probably that its high protein
content isolates it as one group. Variety V114 conforms group
X, characterized for flowering at 43 days, 100 grains weight is
36.7 g, it is soft to cooking (61 min) and it has 24.3% of protein.
Varieties V19 and V62 are part of group XI, with similarity in
days to flowering at 46 and 41 in average, 39.2 g in average for
100 grains weight, both are soft to cooking (58 min in average),
protein content of 25% and 23.8% respectively and both are of
yellow color seed. This group was the one with most similar
characteristics. Group XII is comprised by variety V54, which
at 44 days is in flowering, has a weight of 26.8 g in 100 grains,
is soft to cooking (58 min) and its protein content is 25.2%.
Group XIII is comprised only by variety Peruvian, of
yellow seed color, flowering at 42 days and protein content
of 21.83%. The integration as one group can be due is a
commercial variety with own characteristics. Geographic
location where collection was made either grain color was
not relevant for group creation of bean varieties by Dice
coefficient. However, in groups with higher number of
varieties there is a predominant color.
This trend has been reported by Miranda et al. (2006) in
creole beans from Cuba. Nevertheless, also there were
found beans grouping of different color. In other regions of
Mexico, like Hidalgo, there have been differences in native
beans, mainly on cooking time and protein content (Muñoz
et al., 2009). In the states of Mexico, Veracruz and Puebla
it is reported the greater genetic diversity attributed to wide
ecological background and diversity of existing climatic
and edaphic conditions (Avendaño et al., 2004). On the
other hand, Vidal et al. (2006) showed the existence of little
genetic variability within black beans genotypes in Tabasco,
according to the authors is because it is a region considered
of little diversity of bean in the country.
Studies made with isoenzymes in black beans coming from
different regions of Mexico defined 68.7% of polymorphism
(Avendaño et al., 2004), which means that grain color is
not important for a specie similarity, but that there are other
como Hidalgo se han registrado diferencias en los frijoles
nativos en tiempo de cocción y contenido de proteínas
principalmente (Muñoz et al., 2009). En los estados de
México, Veracruz y Puebla se reporta mayor diversidad
genética atribuida a la amplitud de nichos ecológicos y a la
diversidad de condiciones climáticas y edáficas existentes
(Avendaño et al., 2004). Por el contrario, Vidal et al. (2006)
mostraron la existencia de poca variabilidad genética dentro
de genotipos de frijol negro en Tabasco, de acuerdo con los
autores se debe a que es una zona considerada con poca
diversidad de frijol en el país.
Estudios realizados con isoenzimas en frijoles negros
provenientes de regiones distintas de México determinaron
68.7% de polimorfismo (Avendaño et al., 2004), lo cual
indica que el color de grano no es determinante en la
similitud de una especie, sino que también hay otros
caracteres implicados en la variabilidad genética de los
genotipos. De igual forma, Vidal et al. (2006) encontraron
agrupamientos de variedades de frijol realizados
mediante RAPD-ISSR que no mostraron asociación con
características morfológicas.
En una evaluación morfoagronómica y molecular realizada
por Balarezo et al. (2009) se generó un dendograma generado
a partir de RAPDs y tampoco se formaron grupos según
la procedencia de los frijoles. Resultados con la misma
tendencia reportados por Gómez et al. (2004) analizando
la diversidad genética en frijoles de Nicaragua con
marcadores microsatélite y morfológicos, las variaciones
a nivel molecular fueron explicadas por diferencias dentro
y entre razas no entre las zonas agroecológicas. Este caso
puede ser aplicado a los resultados obtenidos en la presente
investigación principalmente en los grupos formados por
una variedad (grupos VII, IX, X y XII).
Guachambala y Rosas (2010), en el dendograma generado
del análisis molecular de frijol en Honduras encontraron
dos situaciones contrastantes en similitud genética y
lugares de recolección, en un caso forman un grupo con un
coeficiente de similitud de 0.95 donde las accesiones fueron
colectadas de comunidades muy cercanas y que son muy
similares y otro caso donde forman otro grupo accesiones
que presentan alta similitud genética con un coeficiente de
similitud de 0.96, pero son de origen distante.
En la presente investigación, el uso de marcadores RAPD
permitió identificar grupos de frijoles con características
culinarias que los productores de frijol desean encontrar
characters implied in genetic variability of genotypes.
Also, Vidal et al. (2006) found bean varieties groupings
made by RAPD-ISSR that did not show association with
morphological characteristics.
In a morphological-agronomical and molecular assessment
made by Balarezo et al. (2009) a dendrogram was made
starting from RAPDs and either group was formed
according to beans origin. Results in the same condition
are reported by Gómez et al. (2004) analyzing genetic
diversity of beans in Nicaragua with microsatellite markers
and morphological, the variations at molecular level were
explained by differences within and between races and not
on agroecological zones. This case can be applied to results
herein obtained mainly in groups formed by one variety
(groups VII, IX, X and XII).
Guachambala and Rosas (2010), in the dendrogram created
with molecular analysis of bean in Honduras found two
contrasting scenarios in genetic similarity and collection
locations, in one case they create a group with a coefficient
of 0.95 in similarity where accessions were collected in very
near places and that are very similar, and other case where
they create another accessions group that has high genetic
similarity with a coefficient of 0.96, but are from distant origin.
In this research, the use of RAPD markers allowed to
identify beans groups with cooking characteristics that bean
producers wish to find in the product they harvest. In this way,
is possible to select beans with significant earliness, soft to
cook and high protein content. Studies at different localities
will be made and quality characteristics will be assessed to
confirm results herein obtained and be in position to select
native varieties to start breeding program that in the future
can be focused to assisted selection with molecular markers.
Conclusions
Diversity of accessions was recorded in days to flowering,
100 grains weight and yield per plant. Brown beans were
the latest (48 days), had higher 100 grains weight (45.5 g)
and better yield per plant (21 g). Pink color bean showed
lowest 100 grains weight.
The studied accessions showed variation in protein content,
where black color beans showed highest content (25%) and
pink color lowest quantity (17.9%). In cooking time brown
en los frijoles que cultivan. De esta manera, se está en
condiciones de seleccionar los frijoles con precocidad
significativa, blandos al cocimiento y contenido de proteína
alto. Se realizarán ensayos en diferentes localidades y
se medirán los atributos de calidad para confirmar los
resultados obtenidos en esta investigación y poder así
seleccionar variedades nativas para iniciar un programa de
mejoramiento que futuro pueda orientarse hacia la selección
asistida con marcadores moleculares.
Conclusiones
La diversidad de las accesiones se registró en los días a
floración, peso de 100 granos, y rendimiento por planta. Los
frijoles castaños fueron los más tardíos (48 días), tuvieron el
mayor peso de 100 granos (45.5 g) y el mayor rendimiento
por planta (21 g). El frijol de color rosa mostró el menor
peso de 100 granos.
Las accesiones estudiadas mostraron variación en el
contenido de proteína, donde los frijoles de color negro
mostraron mayor contenido (25%) y el color rosa la menor
cantidad (17.9%). En tiempo de cocción los frijoles castaños
fueron los más duros (107 min) y con mayor contenido de
sólidos en el caldo de cocción, mientras que el de color rosa
fue el más suave (51 min) y caldo menos espeso..
La técnica RAPD, resultó eficiente en la formación de grupos
de variedades con caracteres morfológicos similares.
Se formaron en total 13 grupos con distinto número de
variedades que fue desde una hasta siete. Los grupos tuvieron
similitud en precocidad, tiempo de cocción, contenido de
proteína y peso de 100 granos.
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479
beans were the longest (107 min) and with most solids
content in broth, while pink color was the softest (51 min)
and broth less thick.
RAPD technique was efficient to create varieties groups
with similar morphological characters.
13 groups were comprised with different number of varieties,
from one to seven. Groups had similar characteristics in
earliness, cooking time, protein content and 100 grains weight.
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Comparación del contenido fenólico, capacidad antioxidante y actividad
antiinflamatoria de infusiones herbales comerciales*
Comparison of phenolic content, antioxidant capacity and anti-inflamatory
activity of commercial herbal infusions
Erika Elizabeth Muñoz-Velázquez, Karla Rivas-Díaz, Ma. Guadalupe Flavia Loarca-Piña, Sandra Mendoza-Díaz, Rosalía
Reynoso-Camacho y Minerva Ramos-Gómez§
Programa en Alimentos del Centro de la República (PROPAC). Facultad de Química. Universidad Autónoma de Querétaro, C. U. Cerro de las Campanas s/n, Querétaro,
Querétaro, 76010. Tel: (442) 192-1307. Ext. 5577. Fax: (442)192-1304. §Autora para correspondencia: [email protected].
Resumen
Abstract
En la actualidad, hay un incremento en el consumo de
infusiones debido a sus propiedades benéficas, las cuales
se atribuyen a la presencia de compuestos fenólicos.
Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue evaluar el
contenido fenólico, la capacidad antioxidante y la actividad
antiinflamatoria de infusiones comerciales de hierbabuena
(Mentha piperita L.), limón (Cymbopogon citratos),
manzanilla (Matricaria chamomilla L.), árnica (Heterotheca
inuloides) y boldo (Peumus boldus Molina) obtenidas
en un supermercado en 2009. El contenido de fenoles y
la capacidad antioxidante se determinaron por técnicas
espectrofotométricas. Adicionalmente, la identificación y
cuantificación de compuestos fenólicos también se llevó
a cabo por HPLC. La actividad antiinflamatoria se evaluó
mediante la inhibición de la enzima ciclooxigenasa-2 (COX2). La infusión de boldo presentó el mayor contenido de
compuestos fenólicos y la mayor capacidad antioxidante
medida por la técnicas ABT, seguida de las infusiones de
hierbabuena por el método de FRAP. En las infusiones
evaluadas se identificaron diez diferentes compuestos,
encontrándose en mayor concentración los compuestos
catequina, epigalocatequina galato, ácido rosmarínico
y eriocitrina. En cuanto a la capacidad inhibitoria sobre
Actually there is an increase on infusion consumption due
their beneficial properties, which are attributable to the
presence of phenolic compounds. By this reason, the aim
of this study was to assess phenolic content, antioxidant
capacity and anti-inflammatory capacity of commercial
infusions of peppermint (Mentha piperita L.), lemon
grass (Cymbopogon citratos), chamomile (Matricaria
chamomilla L.), arnica (Heterotheca inuloides) and boldo
(Peumus boldus Molina) obtained in supermarket in 2009.
Phenols content and antioxidant capacity were defined
by spectrophotometry techniques. Also, identification
and quantification of phenolic compound was made by
HPLC. The anti-inflammatory activity was assessed by
inhibition of ciclooxigenasa-2 (COX-2) enzyme. Boldo
infusion had greatest content of phenolic compounds
and greater antioxidant capacity measured by ABT
techniques, followed by chamomile infusions by FRAP
method. In assessed infusions ten different compounds
were identified, finding in higher concentration the
compounds catechin, epigallocatechin gallate, rosmarinic
acid and eriocitrin. As for inhibitory capacity on COX-2,
chamomile and lemon samples had higher percentages of
inhibition, followed by boldo infusion. In general, results
* Recibido: agosto de 2011
Erika Elizabeth Muñoz-Velázquez et al.
COX-2, las muestras de manzanilla y limón presentaron los
mayores porcentajes de inhibición, seguida de la infusión de
boldo. En general, los resultados sugieren que las infusiones
comerciales de boldo y hierbabuena muestran propiedades
biológicas con beneficios potenciales a la salud.
Palabras clave: Peumus boldus, Mentha piperita L.,
Matricaria chamomilla L., capacidad antioxidante,
inhibición de COX-2.
Introducción
La inflamación es un proceso dinámico que se inicia en
respuesta a daños mecánicos, quemaduras, infecciones
microbianas y otros estímulos que pueden afectar el bienestar
del individuo (Abbas y Lichtman, 2003; Sikora et al., 2008).
Este proceso involucra la síntesis de mediadores locales
inflamatorios como las prostaglandinas (PGs) inducidas
por la enzima ciclooxigenasa-2 (COX-2). La biosíntesis
de PGs está regulada por la fosfolipasa A2 (PLA2), la cual
cataliza la hidrólisis de fosfolípidos de la membrana,
permitiendo la formación de ácidos grasos libres, como
el ácido araquidónico (AA) y lisofosfolípidos. Ambos
metabolitos fosfolipídicos actúan como precursores de
mediadores inflamatorios como los eicosanoides (Meyer
et al., 2005). Éstos compuestos están asociados con
desórdenes inflamatorios de tipo agudo, así como crónico,
por lo que la identificación de inhibidores de COX-2 con
propiedades antiinflamatorias más seguras está en continuo
desarrollo (Wiart, 2007).
En varios modelos animales se ha demostrado que algunos
flavonoides inhiben la inflamación crónica a través de
diversos mecanismos (Rahman et al., 2006; Singh et
al., 2010). Dichos compuestos han mostrado actividad
antioxidante y de barrido de radicales, así como la capacidad
de regular diversas actividades celulares, como la actividad
enzimática de COX. Por lo anterior, el efecto inhibitorio
de los flavonoides sobre esta enzima se considera uno
de los mecanismos antiinf lamatorios celulares más
importantes (Surh et al., 2001). Por lo tanto, es importante la
identificación de fuentes con alto contenido de flavonoides
que sean aceptadas por la población en general. A este
respecto, el consumo de bebidas, como las infusiones, es una
opción accesible para proveer de este tipo de compuestos
(Høstmark, 2010).
suggest that boldo and peppermint commercial infusions
show biological properties with potential benefits for
health.
Key words: Peumus boldus, Mentha piperita L., Matricaria
chamomilla L., antioxidant capacity, COX-2 inhibition.
Introduction
Inflammation is a dynamic process that starts in response to
mechanical damages, burns, microbic infections and other
stimulations that can affect individual’s wellbeing (Abbas and
Lichtman, 2003; Sikora et al., 2008). This process involves
synthesis of inflammatory local mediators like prostaglandins
(PGs) induced by cyclooxygenase-2 enzyme (COX-2). PGs
biosynthesis is ruled by phospholipase A2 (PLA2), which
catalyzes the hydrolysis of phospholipids from the membrane,
allowing formation of free fatty acids, like arachidonic
acid (AA) and lysophospholipids. Both phospholipids
metabolites act like precursors of inflammatory mediators
like eicosanoids (Meyer et al., 2005). These compounds are
associated with acute type inflammatory disorders, as well
as chronic; therefore identification of COX-2 inhibitors
with safer anti-inflammatory properties is continuously
developing (Wiart, 2007).
In several animal models has been proven that some
flavonoids inhibit chronic inflammation through several
mechanisms (Rahman et al., 2006; Singh et al., 2010). Such
compounds have shown antioxidant activity and radicals’
removal, as well as capacity to rule several cell activities,
like COX enzymatic activity. By this reason, the flavonoids
inhibitory effect on this enzyme is considered one of the
most important anti-inflammatory cell mechanisms (Surh
et al., 2001). Therefore, identification of sources with
high flavonoids content that are accepted by population in
general is important. In this matter, beverage consumption,
like infusions, is a feasible option to supply this kind of
compounds (Høstmark, 2010).
An infusion is a beverage obtained from aerial parts (dried
leaves, flowers and fruits) from several herbs or aromatic
plants to which water near boiling point is added and let
rest during some time (Wiseman et al., 1997). In the last
years, consumption of this kind of beverages has increased
considerably among Mexican population (Rivera et al., 2008),
Comparación del contenido fenólico, capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria de infusiones herbales comerciales
Una infusión es una bebida que se obtiene de las partes áreas
(hojas secas, flores y frutos) de varias hierbas o plantas
aromáticas a las cuales se vierte agua a punto de hervir y se deja
reposar durante un tiempo (Wiseman et al., 1997). En los últimos
años, el consumo de este tipo de bebidas se ha incrementado
considerablemente entre la población mexicana (Rivera et al.,
2008), destacando las infusiones preparadas con manzanilla
(Matricaria chamomilla L.), limón (Cymbopogon citratus),
hierbabuena (Mentha piperita L.), árnica (Heterotheca
inuloides) y boldo (Peumus boldus Molina). La preferencia en
el consumo de estas hierbas se atribuye a su sabor agradable,
mientras que adicionalmente proveen efectos benéficos a la
salud, entre los que se encuentran la actividad antimicrobiana,
capacidad antioxidante y actividad antiinflamatoria aguda,
entre otros, los cuales se han relacionado a su contenido de
compuestos fenólicos (McKay y Blumberg, 2006; Wiart, 2007;
Pereira et al., 2009).
Debido a la importancia del consumo de estas infusiones
por la población mexicana, quienes están en la búsqueda
de beneficios para su salud, existe actualmente un gran
número de marcas comerciales disponibles en el mercado.
Sin embargo, estas hierbas se cultivan en diversas regiones
(ecofisiología), lo que afecta el contenido de polifenoles,
entre otros compuestos. Debido a que la cantidad de
polifenoles en el té se considera como un indicador de
calidad del mismo, el objetivo de este estudio fue comparar
el contenido de compuestos fenólicos (fenoles totales y
flavonoides totales), la capacidad antioxidante (evaluada
por lo métodos ABTS, FRAP y actividad quelante) y la
actividad antiinflamatoria (inhibición de la enzima COX-2)
de las infusiones comercialmente disponibles de manzanilla,
limón, hierbabuena, árnica y boldo, con el propósito de
identificar algunas de las marcas y tipos de infusiones con
mayor beneficio para los consumidores(as) en México.
Materiales
Material biológico: las bolsas de té se obtuvieron de las
cuatro principales compañías comercializadoras (marcas
A-D) en los supermercados locales en el año de 2009.
Las hierbas de estudio fueron: manzanilla (Matricaria
chamomilla L.) marcas A-D, limón (Cymbopogon citratus)
marcas A-D, hierbabuena (Mentha piperita l.) marcas A-D,
árnica (Heterotheca inuloides) marca A y boldo (Peumus
483
outstanding infusions prepared with chamomile (Matricaria
chamomilla L.), lemon grass (Cymbopogon citratus),
peppermint (Mentha piperita L.), arnica (Heterotheca
inuloides) and boldo (Peumus boldus Molina). The preference
of consumption in these herbs is attributable to their pleasant
taste, while additionally they supply beneficial effects on
health, among them are anti-microbial activity, antioxidant
capacity and acute anti-inflammatory activity, among others,
which are related to their phenolic compounds content (McKay
and Blumberg, 2006; Wiart, 2007; Pereira et al., 2009).
Due importance of consumption of these infusions by
Mexican population, who are searching health benefits, there
is actually huge number of commercial brands available in
the market. However, these herbs are harvested in several
regions (ecophysiology), which affects polyphenols content,
among other compounds. Due the amount of phenols in tea
is considered quality indicator, the aim of this study was
to compare phenolic compounds content (total phenols
and total flavonoids), the antioxidant capacity (assessed
by ABTS, FRAP methods and chelant activity) and the
anti-inflammatory activity (inhibition of COX-2 enzyme)
of commercially available infusions of chamomile, lemon
grass, peppermint, arnica and boldo, with the purpose to
identify some infusion brands and types with better benefit
for consumers in Mexico.
Materials
Biological material: tea bags were obtained from the
four main marketing companies (brands A-D) in local
supermarkets in year 2009. Herbs in study were: chamomile
(Matricaria chamomilla L.) brands A-D, lemon grass
(Cymbopogon citratus) brands A-D, peppermint (Mentha
piperita L.) brands A-D, arnica (Heterotheca inuloides)
brands A, and boldo (Peumus boldus Molina) brand A. With
comparative ends a sample of green tea (Camellia sinensis
L. Kuntze) was included from commercial brand B. For all
samples total weight of bag and lot numbers were recorded.
Infusions were prepared adding 200 mL of distilled water
near at boiling point to each tea bag (adjusting volume of
1 g of tea material), which let rest for 10 minutes protected
from light with aluminum paper and with slight stirring
every 2 minutes; tea bags were removed and infusions
were cooled at ambient temperature. Immediately after
boldus Molina) marca A. con fines comparativos, se incluyó
una muestra de té verde (Camellia sinensis L. Kuntze) de la
marca comercial B. Para todas las muestras se registró el peso
total de cada bolsita y los números de lote. Las infusiones
se prepararon añadiendo 200 mL de agua destilada a punto
de hervir a cada bolsa de té (ajustando el volumen a 1 g
de material de té), las cuales se dejaron reposar durante
10 minutos protegidas de la luz con papel aluminio y con
una agitación ligera cada 2 min; se retiraron las bolsas de
té y las infusiones se enfriaron a temperatura ambiente.
Inmediatamente después se determinó el contenido de
fenoles y flavonoides totales, así como las propiedades
antiinflamatorias y antioxidantes. Para el análisis de HPLC,
las infusiones se liofilizaron previamente.
Métodos
Determinación de fenoles y f lavonoides totales. El
contenido de fenoles totales de las infusiones se determinó
por el método de Folin-Ciocalteu (Dewanto et al., 2002),
empleando diluciones apropiadas de cada infusión. La
absorbancia de las muestras se midió a 760 nm en un lector
de microplacas modelo Spectra Max (marca Molecular
Devices Co., Sunnyvale, CA, EUA). Los resultados se
expresaron como µg equivalentes de ácido gálico (AG)
por mL (µg eq. AG/mL). El contenido total de flavonoides
se determinó por el método descrito por Liu et al. (2002),
empleando diluciones adecuadas de cada infusión. La
absorbancia de las muestras se midió a 510 nm en un lector de
microplacas; incluyéndose además un blanco. Los resultados
se expresaron como µg equivalentes de (+)-catequina por
mL de infusión (µg eq. (+)-catequina/mL). Los análisis se
realizaron por triplicado y los datos se reportaron como la
media ± el error estándar de la media (EE).
Identificación y cuantificación de compuestos fenólicos
por HPLC. Debido a la dificultad para identif icar
los compuestos fenólicos directamente, se procedió
primero a concentrar las infusiones por liofilización, para
posteriormente disolverlas en metanol y filtrarlas a través
de una membrana con poro de 0.2 mm. Para la separación
de los compuestos se inyectaron 20 µL de cada muestra,
por triplicado, a una columna de fase reversa (Prep-Nova
Pack HR-C19, 60A, 6 µm, 300 x 3.9 mm) empleando un
sistema de HPLC (Waters Corporation, Milford, MA,
EUA), el cual consistió de una bomba cuaternaria (modelo
600), un detector de arreglos de fotodiodos (modelo 996)
y un inyector manual modelo Rheodyne (7725i). Tanto el
control de las condiciones y manejo del equipo, como la
total phenols and flavonoids content was calculated, as
well as anti-inflammatory and antioxidant properties. For
HPLC analysis, lyophilization was previously applied to
infusions.
Methods
Determination of total phenols and flavonoids. Total
phenols content in infusions was determined by FolinCiocalteu method (Dewanto et al., 2002), using proper
dilutions of each infusion. Absorbance of samples was
measured at 760 nm in Spectra Max model microplate reader
(brand Molecular Devices Co., Sunnyvale, CA, EUA).
Results were expressed like µg equivalent of de gallic acid
(AG) per mL (µg eq. AG/mL). Total flavonoids content was
determined by method described by Liu et al. (2002), using
proper dilutions of each infusion. Absorbance of samples
was measured at 510 nm in microplate reader; including
besides a target. Results were expressed like µg equivalent
of (+)-catechin per mL of infusion (µg eq. (+)-catechin/
mL). The analyses were made by triplicate and the data
were reported like mean ± mean’s standard deviation (SD).
Identification and quantification of phenolic compounds
by HPLC. Due to complexity to directly identify phenolic
compounds, it proceeded first to make the infusions more
concentrated by means of lyophilization, to then dissolve
them in methanol and filter them through strain with 0.2 mm
mesh. For segregating the compounds 20 µL of each sample,
in triplicate, to reverse phase column (Prep-Nova Pack HRC19, 60A, 6 µm, 300 x 3.9 mm) were added using HPLC
system (Waters Corporation, Milford, MA, EUA), which
consisted in one quaternary pump (model 600) and manual
injector model Rheodyne (7725i). As well conditions control
and equipment handling, as data acquisition and processing
was made by software Empower (Waters). Mobile phase
consisted in solvent A (acetonitrile) and solvent B (acetic
acid 0.0125 N) using flow of 1 mL/min. The elution of
compounds was made under isocratic conditions up to min
27: from 0 to 2 min with 10% A and 90% B; from min 2 to
7 with 20% A and 80% B; from min 7 to 27 with 50% A and
50% B; subsequently, gradient was applied from min 27 to
30 starting with 50% A and finishing with 5% A.
Method ABTS. Determination of antioxidant capacity
equivalent in Trolox (TEAC) was assessed using method
of 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)
or ABTS described by Nenadis et al., (2004). The method
was modified to be adapted to 96 holes microplates (Nalge
adquisición y procesamiento de los datos se realizó a través
del software Empower (Waters). La fase móvil consistió
en el solvente A (acetonitrilo) y el solvente B (ácido acético
0.0125 N), empleándose un flujo de 1 mL/min. La elución
de los compuestos se realizó bajo condiciones isocráticas
hasta el min 27: de 0 a 2 min con 10% A y 90% B; del min 2
al 7 con 20% A y 80% B; del min 7 al 27 con 50% A y 50%
B; posteriormente, se aplicó un gradiente desde el min 27 al
30 comenzando con 50% A y terminando con 5% A.
MétodoABTS. La determinación de la capacidad antioxidante
equivalente en Trolox (TEAC) se evalúo utilizando el método
del ácido 2,2`-azino-bis (3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico)
(ABTS, por sus siglas en inglés) descrito por Nenadis et al.,
(2004). El método se modificó para ser adaptado a microplacas
de 96 pozos (Nalge Nunc International, NY, EUA). Los
controles incluyeron todos los reactivos excepto la infusión o
el reactivo de Trolox. La absorbancia se registró a los 0 y 6 min
de reacción en un lector de microplacas modelo SpectraMax a
una longitud de onda de 730 nm. El porcentaje de inhibición
de la absorbancia se calculó de acuerdo a la ecuación (1).
Inhibición (%)= 100 x (1- Amuestra/Acontrol)
(1)
Donde: Amuestra es la absorbancia de la muestra y Acontrol es la
absorbancia del control (sin antioxidante).
Método FRAP. La capacidad antioxidante por el ensayo del
poder reductor férrico (FRAP, por sus siglas en inglés) se
realizó de acuerdo a la metodología descrita por Firuzi et
al. (2005), usando sulfato ferroso (FeSO4) como estándar y
modificado para realizarse en microplacas de 96 pozos. Se
incluyó un control con metanol y la absorbancia se midió
a 595 nm en un lector de microplacas modelo SpectraMax.
Los datos se analizaron mediante el software SoftMax
Pro (Molecular Devices, LLC, CA, EUA) y los resultados
se expresaron como µg equivalente de sulfato ferroso
por mL de infusión (µg eq. FeSO4/mL). Los análisis se
realizaron por triplicado y los datos se reportaron como
la media ± EE.
Actividad quelante. La actividad quelante del ion Fe2+ se
realizó por el método descrito por Hinneburg et al. (2006),
adaptado a microplacas de 96 pozos. La absorbancia de
la muestras de reacción se midió a 562 nm y la actividad
quelante del ion Fe2+ se calculó de acuerdo a la ecuación (1),
expresándose como µg equivalentes de EDTA por mL (μg
eq EDTA/mL). Los análisis se realizaron por triplicado y
los datos se reportaron como la media ± EE.
485
Nunc International, NY, EUA). Controls included all
reagents except infusion or Trolox reagent. Absorbance was
recorded at 0 and 6 min of reaction with microplate reader
model Spectra Max at a wavelength of 730 nm. Percentage
of inhibition of absorbance was calculated according to
equation (1).
Inhibition (%)= 100 x (1- Asample/Acontrol)
(1)
Where: Asample is the absorbance of the sample and Acontrol is
the absorbance of the control (no antioxidant).
FRAP method. Antioxidant capacity determined by ferric
ion reducing antioxidant power (FRAP) was made according
to methodology described by Firuzi et al., (2005), using iron
(II) sulfate (FeSO4) like standard and modified for using it in
96 holes microplates. Control with methanol was included
and absorbance was measured at 595 nm in SpectraMax
microplate model. Data were analyzed by software SoftMax
Pro (Molecular Devices, LLC, CA, USA) and results were
expressed like µg equivalent of iron (II) sulfate per mL
of infusion (µg eq. FeSO4/mL). Analysis were made by
triplicate and data were reported like mean ± SE.
Chelant activity. Chelant activity of Fe2+ ion was made
by method described by Hinneburg et al., (2006), adapted
to 96 holes microplates. Absorbance of reaction samples
was measured at 562 nm and chelant activity of Fe2+ ion
was calculated according to equation (1), expressed like
µg equivalent of EDTA per mL (μg eq EDTA/mL). The
analyses were made by triplicate and data were reported
like mean ± SE.
Determination of inhibition percentage of COX-2
enzyme. The anti-inflammatory activity of infusions was
determined using a commercial kit of COX-2 inhibition
(Cayman Chemical Company, Ann Arbor, MI, USA). The
results were processed according to software EIA version
Triple 2008D235 supplied by company Cayman (www.
caymanchem.com/analysis/eia) and were expressed like
inhibition percentage (%).
Statistical analysis. Experimental values are shown like
mean of data ± mean’s standard error (SE) of analysis by
triplicate. For all determinations, data were analyzed by
ANOVA method in one way with significant level p< 0.05,
followed by means comparison using Tukey test. Analyses
were processed with statistical software JMP V 5.0.1 (SAS
Institute Inc., Cary, NC, USA).
Determinación del porcentaje de inhibición de la enzima
COX-2. La actividad antiinflamatoria de las infusiones
se determinó empleando un kit comercial de inhibición
de COX-2 (Cayman Chemical Company, Ann Arbor, MI,
EUA). Los resultados se procesaron de acuerdo al programa
EIA versión Triple 2008D235 proporcionado por la
compañía Cayman (www.caymanchem.com/analysis/eia) y
se expresaron como porcentaje de inhibición (%) inhibición.
Análisis estadístico. Los valores experimentales se
muestran como la media de los datos ± el error estándar
de la media (EE) de un análisis por triplicado. Para todas
las determinaciones, los datos se analizaron por el método
ANOVA de una sola vía con un nivel de significancia p<
0.05, seguido de comparación de medias usando la prueba de
Tukey. Los análisis se procesaron en el paquete estadístico
JMP V 5.0.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, EUA).
Resultados
Contenido de fenoles totales y f lavonoides en las
infusiones comerciales
Los compuestos fenólicos son los metabolitos secundarios
más abundantes en las plantas y poseen diversas actividades
biológicas, como la capacidad antioxidante y antiinflamatoria
(Halliwell et al., 2005; Wiart, 2007; Carlsen et al., 2010); por
lo anterior, se llevó a cabo la determinación del contenido de
fenoles totales y flavonoides en las infusiones bajo estudio
(Cuadro 1).
El contenido de fenoles totales osciló entre 61.84 a 1628.05
µg eq. AG/mL, con un orden de ascendencia: manzanilla =
limón < árnica < hierbabuena < boldo < té verde. El contenido
de flavonoides también varió dentro de un intervalo de 44.36 a
426.30 µg eq. (+)-catequina/mL, con un orden de ascendencia
similar al contenido de fenoles totales: manzanilla= limón
< árnica < hierbabuena < té verde < boldo. En cuanto a las
muestras de manzanilla y limón no se observaron diferencias
estadísticas en los contenidos de fenoles totales y flavonoides
entre las marcas comerciales A - D; mientras que, la marca
A de hierbabuena mostró un mayor contenido de fenoles y
flavonoides comparada con las otras marcas comerciales
B - D. Los resultados para las infusiones de manzanilla y
hierbabuena son similares a lo informado por Guzmán et al.
(2005), quienes reportan valores de 70 y 250 µg eq. AG/mL,
respectivamente. Sin embargo, la variación en el contenido de
Results
Total and flavonoids phenols content in commercial
infusions
The phenolic compounds are the most abundant secondary
metabolites in plants and have several biological
activities, like antioxidant and anti-inflammatory capacity
(Halliwell et al., 2005; Wiart, 2007; Carlsen et al., 2010);
by this reason, determination of total and flavonoids
phenols content in the studied infusions was performed
(Table 1).
Cuadro 1. Contenido de fenoles totales y flavonoides en las
infusiones comerciales.
Table 1. Total phenols and flavonoids content in commercial
infusions.
Infusión
Flavonoides
totales
Marca
μg eq.
comercial µg eq. AG/mL
(+)-catechin/mL
Manzanilla
Marca A 69.28 ± 0.75f
46.18 ± 2.69e
Marca B 61.84 ± 2.79f
61.35 ± 3.34e
Marca C 62.61 ± 0.74f
44.36 ± 1.82e
Marca D 66.72 ± 0.79f
51.48 ± 2.35e
Marca A 71.69 ± 1.07f
48.31 ± 5.85e
Marca B 69.91 ± 2.00f
68.39 ± 2.23e
Marca C 72.66 ± 1.32f
74.37 ± 3.80e
Marca D 75.66 ± 1.20f
59.42 ± 5.01e
Limón
Hierbabuena
Fenoles
totales
Marca A 231.85 ± 4.17c 321.39 ± 9.71b
Marca B
Marca C
Marca D
Árnica
Marca A
Boldo
Marca A
Té verde*
Marca B
150.80 ±
10.37e
203.85 ±
4.07d
201.93 ±
1.48d
173.31 ± 1.87e
312.71 ±
4.44b
1628.05 ±
18.17a
182.64 ± 15.62d
253.86 ± 5.67c
255.36 ± 1.51c
227.37 ± 8.48c
426.30 ± 20.00a
320.53 ± 5.19b
Los resultados son el promedio de 3 experimentos independientes con réplicas por
triplicado ± EE. a,b,c,d,e,f valores con letra diferente dentro de cada columna indican
diferencia estadística significativa (p< 0.05). AG= ácido gálico. *La infusión de
té verde se incluyó para fines comparativos.
fenoles entre las 4 marcas de hierbabuena se puede atribuir a
variabilidad genética de las plantas, la composición del suelo,
el clima, el método de cosecha, almacenamiento poscosecha,
así como al muestreo y las prácticas de elaboración (Friedman
et al., 2009). De forma similar, Moraes de Souza et al., (2008)
encontraron un orden de compuestos fenólicos para algunas
de las infusiones evaluadas en el presente estudio (manzanilla
< hierbabuena < té verde).
Capacidad antioxidante
En el presente estudio se emplearon los ensayos in vitro
ABTS y FRAP para evaluar la capacidad antioxidante
de las infusiones a través de la actividad quelante sobre
radicales libres y el poder reductor total, respectivamente.
Los resultados indicaron que todas las infusiones tuvieron
la capacidad de barrido del radical monocatión ABTS y los
valores de TEAC se muestran en el Cuadro 2. Aunque existe
un amplio intervalo de variación entre los datos (0.55 - 4.90
μmol eq. Tx/mL), las infusiones de té verde y boldo mostraron
la mejor actividad antirradical, seguida de las cuatro marcas
de hierbabuena; mientras que, las infusiones de limón y
manzanilla mostraron la actividad antirradical mas baja, sin
diferencia significativa entre las diferentes marcas evaluadas.
487
Total phenols content ranged between 61.84 and
1628.05 µg eq. AG/mL, in ascending order as follows:
chamomile= lemon grass < arnica < peppermint < boldo
< green tea. Flavonoids content also had an interval
from 44.36 to 426.30 µg eq. (+)-catechin/mL, with
an ascending order similar to the one of total phenols
content: chamomile= lemon grass < arnica < peppermint
< green tea < boldo. As for chamomile and lemon samples
there were no detected statistical differences in total
and flavonoids phenols content between commercial
brands A - D; while brand A of chamomile showed higher
content of phenols and flavonoids than compared with
other commercial brands B - D. Results for chamomile
and peppermint infusions are similar to informed by
Guzmán et al. (2005), who reported values between 70
and 250 µg eq. AG/mL, respectively. However, variation
in phenols content between 4 peppermint brands can be
attributable to the genetic variability of plants, soil
composition, climate, harvest method, post-harvest
storage, as well as sampling and fabrication practices
(Friedman et al., 2009). Similarly, Moraes de Souza et
al. (2008) found an order for phenolic compounds for
some of the infusions assessed herein (chamomile <
peppermint < green tea).
Cuadro 2. Capacidad antioxidante de infusiones comerciales.
Table 2. Antioxidant capacity of commercial infusions.
Infusión
Manzanilla
Limón
Hierbabuena
Árnica
Boldo
Té verde*
Marca comercial
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
Marca A
Marca A
Marca B
ABTS
μmol eq. Tx/mL
FRAP
μmol eq. FeSO4/mL
Actividad quelante
μg eq. EDTA/mL
0.55 ± 0.010f
0.52 ± 0.020f
0.60 ± 0.010f
0.57 ± 0.010f
0.63 ± 0.009f
0.69 ± 0.010f
0.63 ± 0.003f
0.70 ± 0.006f
2.04 ± 0.070c
1.28 ± 0.060e
1.55 ± 0.020de
1.72 ± 0.050d
1.47 ± 0.010de
3.61 ± 0.100b
4.90 ± 0.180a
1.33 ± 0.007fg
1.37 ± 0.003f
1.11 ± 0.008h
1.12 ± 0.003h
1.25 ± 0.006g
1.08 ± 0.008h
0.86 ± 0.006i
1.26 ± 0.006g
5.39 ± 0.017c
3.69 ± 0.019d
3.59 ± 0.013e
5.57 ± 0.016b
1.32 ± 0.006fg
1.28 ± 0.004fg
14.10 ± 0.058a
135.71 ± 1.87a
119.43 ± 1.35c
110.64 ± 1.02d
100.56 ± 1.29e
29.52 ± 0.59 j
27.20 ± 0.97j
20.15 ± 1.70k
28.36 ± 0.99j
127.59 ± 1.40b
74.03 ± 2.02g
83.44 ± 0.58f
112.76 ± 1.02cd
72.21 ± 1.19gh
85.15 ± 1.56f
66.66 ± 2.23h
Los resultados son el promedio de 3 experimentos independientes con réplicas por triplicado ± EE. a,b,c,d,e,f,g,h valores con letra diferente dentro de cada columna indican
diferencia estadística significativa (p< 0.05). Tx= Trolox. *La infusión de té verde se incluyó para fines comparativos.
En cuanto a los valores del poder reductor total, como una
alternativa de ensayo para evaluar la actividad antioxidante
total de las infusiones (Benzie y Szeto, 1999), los datos
indican una variación significativa entre la capacidad de
cada infusión para reducir el ion Fe3+ a Fe2+, con valores
de FRAP que oscilaron entre 0.86 a 14.1 µmol eq. FeSO4/
mL. En general, las infusiones de hierbabuena mostraron la
mayor actividad antioxidante, con diferencias significativas
entre las marcas comerciales A - D.
Se ha sugerido que la capacidad antioxidante de los
compuestos fenólicos, así como de los flavonoides, también se
puede llevar a cabo a través de la quelación de iones metálicos
de transición que participan en la producción de radicales
libres (Mira et al., 2002). Por lo tanto, las propiedades de
quelación de las infusiones se determinaron por el ensayo
de quelación del ion Fe2+ y los resultados se muestran en el
Cuadro 2. Las infusiones de manzanilla mostraron la mayor
actividad quelante, seguidas de las infusiones de hierbabuena;
en ambos casos con diferencia significativa entre las cuatro
marcas evaluadas. Por el contrario, las infusiones de limón
mostraron la menor actividad antioxidante, sin diferencia
significativa entre las marcas comerciales, excepto la marca C.
En base al análisis de correlación, la capacidad antioxidante
medida por el método de ABTS mostró una correlación
significativa con el contenido fenoles (p< 0.001, r= 0.866)
y flavonoides totales (p< 0.001, r= 0.852); mientras que los
valores de FRAP se relacionaron únicamente con el contenido
de fenoles totales (p< 0.001, r= 0.921); encontrándose, por
lo tanto, una correlación significativa entre ambos métodos
antioxidantes (p< 0.001, r= 0.788). Por el contrario, la
actividad quelante no mostró correlación significativa ni con
el contenido de fenoles ni con el contenido de flavonoides
totales (p> 0.05).
En general, los resultados indican que las infusiones
muestran varios grados de eficacia o capacidad antioxidante
para cada ensayo. Si bien estos ensayos valoran la capacidad
de transferencia electrónica, el pH bajo el cual se realizan
las mediciones es diferente, el ensayo FRAP requiere de
un pH ácido, mientras que el ensayo de ABTS se realiza
a un pH cercano al neutro. Al incrementarse el pH del
medio, los grupos ionizables donan radicales hidrógeno a
un determinado valor de pka, e implícitamente permiten
la transferencia de electrones más fácilmente (HerreroMartínez et al., 2005). De manera adicional, se evaluó la
capacidad de las infusiones para quelar los iones Fe2+, lo cual
depende de las interacciones intermoleculares entre el ión
Antioxidant capacity
In this study in vitro ABTS and FRAP tests were used to assess
antioxidant capacity of infusions through chelant activity
on free radicals and total reducing power, respectively. The
results indicate that all infusions had capacity of swapping
ABTS radical monocation and TEAC values are shown in
Table 2. Although there is a wide variation interval between
data (0.55 - 4.90 μmol eq. Tx/mL), green tea and boldo
infusions showed better antiradical activity, followed by four
brands of peppermint; while lemon and chamomile infusions
showed the lowest antiradical activity, without significant
differences between the assessed brands.
As for values of total reducing power, like alternative to test
for assessing total antioxidant activity of infusions (Benzie
and Szeto, 1999), data show significant variation between
capacity of each infusion to reduce Fe3+ ion to Fe2+, with
FRAP values that ranged between 0.86 to 14.1 µmol eq.
FeSO4/mL. In general, peppermint infusions showed higher
antioxidant activity, with significant differences between
commercial brands A - D.
It has been suggested that antioxidant capacity of phenolic
compounds, as well as flavonoids, can also be made
through chelation of metallic transition ions that participate
in generating free radicals (Mira et al., 2002). Therefore,
chelation properties of infusions were defined by test of
chelation of ion Fe2+ and the results are shown in Table
2. Chamomile infusions showed higher chelant activity,
followed by peppermint infusions; in both cases with
significant difference between four brands. On the other
hand, lemon infusions showed lowest antioxidant activity,
with no significant difference between commercial brands,
except C.
Based on correlation analysis, antioxidant capacity measured
by ABTS method showed a significant correlation with
phenols content (p< 0.001, r= 0.866) and total flavonoids
(p< 0.001, r= 0.852); while FRAP values were only related
with total phenols content (p< 0.001, r= 0.921); finding a
significant correlation between both antioxidant methods
(p< 0.001, r= 0.788). On the other hand, chelant activity did
not show significant correlation either phenols content nor
total flavonoids content (p> 0.05).
In general, results indicate that infusions show several levels
of efficacy or antioxidant capacity for each test. Although
these tests proved electronic transference capacity, pH
y los metabolitos secundarios contenidos en las infusiones
(Mira et al., 2002). Otros factores que contribuyen a la
diferencia observada entre los ensayos es el uso de diferentes
estándares y la reactividad del mono catión radical ABTS•+.
Asimismo, el método FRAP evalúa la capacidad de diversos
compuestos, como los flavonoides, de atrapar el radical u
oxidante, debido principalmente a la presencia de un grupo
catecol en el anillo B del flavonoide, un grupo hidroxilo en el
anillo C y una doble ligadura en los carbonos 2, 3 del anillo C.
En este sentido, las infusiones comerciales de hierbabuena
muestran las mejores propiedades antioxidantes a través
de las tres técnicas empleadas en el presente estudio,
con los valores más altos obtenidos para la marca A.
Las variaciones entre las marcas de hierbabuena podría
atribuirse a las diferentes especies de Mentha que se
emplean comercialmente, las más usadas son Mentha
viridis, Mentha piperita y Mentha spicata, esta última
denominada “menta nativa” y las dos primeras especies son
el resultado de proceso de hibridación, por lo que se puede
suponer que las variaciones en la capacidad antioxidante
se deben a manipulaciones genéticas, las cuales se enfocan
principalmente en intereses agronómicos (resistencia a
herbicidas y patógenos) (Jullien, 2007).
Caracterización de compuestos fenólicos por HPLC
En la Figura 1 se muestran cromatogramas representativos
de las infusiones comerciales de hierbabuena y té verde, con
sus respectivos estándares. En las infusiones de manzanilla
de las marcas D y C se identificaron el ácido cafeico,
umbeliferona, apigenina y herniarina; mientras que para
las marcas A y B, la quercetina también estuvo presente,
además de los compuestos encontrados en las marcas D y
C; sin embargo, hay que destacar que la mayoría de estos
compuestos se encontraron en cantidades traza (Cuadro 3).
La ausencia de quercetina en las infusiones de manzanilla
de las marcas D y C pudo deberse al proceso al que son
sometidas para su comercialización y durante la elaboración
de la infusión. Crozier et al. (1997) reportan una pérdida
de 75- 80% en el contenido de quercetina después ebullir
muestras de cebolla y jitomate por 15 min. Por otro lado, los
compuestos eriocitrina, hesperidina y ácido rosmarínico se
identificaron en todas las marcas de hierbabuena (Figura 1),
siendo el ácido rosmarínico el mayor constituyente (Cuadro
3). Estos resultados coinciden con los de Fecka y Turek (2007),
quienes reportaron a la eriocitrina, el ácido rosmarínico y
los derivados del ácido cafeico (dímero de cafeato), como
los principales compuestos en la infusión de hierbabuena;
489
under which measurements are made is different, FRAP
test requires acid pH, while ABTS test is made with pH
near to neutral. When pH of medium is increased, ionizable
groups donate hydrogen radicals at a given pka value, and
it is implicit that allow electron transference more easily
(Herrero-Martínez et al., 2005). Also, the capacity of
infusions to make chelation on Fe2+ ions was tested, which
depends on intermolecular interactions between ion and
secondary metabolites contained in infusions (Mira et al.,
2002). Other factor that contribute to detected difference in
tests is the use of different standards and the reactivity of
radical mono cation ABTS•+. Also, FRAP method assesses
the capacity of several compounds, like flavonoids, of
catching the radical or oxidant, due mainly to presence of
catechol group in ring B of flavonoid, an hydroxyl group in
C ring and double bond in carbons 2, 3 of C ring.
In this sense, commercial infusions of peppermint show the
best antioxidant properties through three used techniques
in this study, with highest values obtained for brand A.
Variations between peppermint brands could be due to
different species of Mentha that are commercially used,
the most used are Mentha viridis, Mentha piperita and
Mentha spicata, this last called “native mint” and the
two first species are result of hybridation process, then is
reasonable to say that variations in antioxidant capacity
is due genetic manipulation, which are focused mainly
in agronomical interests (resistance to herbicides and
pathogens) (Jullien, 2007).
Characterization of phenolic compounds by HPLC
In Figure 1 is shown the representative chromatograms of
commercial infusions of peppermint and green tea, with
their corresponding standards. In chamomile infusions of
brands D and C are identified the caffeic acid, umbelliferone,
apigenin and herniarin; while for brands A and B, the
quercetin was also detected, besides of compound found
in brands D and C; however, it is important to mention
that most of these compounds are found in trace quantities
(Table 3). The absence of quercetin in chamomile infusions
of brands D and C could be due the process they are subject
for their commercialization and during elaboration of
infusion. Crozier et al. (1997) report loss of 75- 80% in
content of quercetin after boiling samples of onion and
tomato during 15 min. On the other hand, the compounds
eriocitrin, hesperidin and rosmarinic acid are detected in
peppermint brands (Figure 1), being rosmarinic acid the
main constituent (Table 3).
sin embargo, la concentración de estos compuestos son
superiores a los encontrados en este estudio (18.9 mg/g de
eriocitrina, 5.3 mg/g de ácido rosmarínico y 1.7 mg/g de
hesperidina). De manera similar, en un extracto acuoso (Ex)
obtenido de las hojas de hierbabuena (Mentha x piperitae
folium) se identificaron compuestos fenólicos como la
eriocitrina, luteolina-7-O-rutinosida, diosmina, hesperidina,
narirutina, isoroifolina, ácido rosmarínico y ácido cafeico;
donde el contenido de polifenoles en el Ex fue: eriocitrina
38%, luteolina-7-O-rutinosida 3.5%, hesperidina 2.9%,
diosmina 0.8%, isoroifolina 0.6%, narirutina 0.3%, ácido
rosmarínico 3.7% y ácido cafeico 0.05% (Sroka et al., 2005).
1.20
These results coincide with the results from Fecka and
Turek (2007), who reported that eriocitrin, rosmarinic
acid and byproducts of caffeic acid (caffeate dimer) are
the main compounds in peppermint infusion; however, the
concentration of these compounds are superior to the ones
found in this study (18.9 mg/g of eriocitrin, 5.3 mg/g of
rosmarinic acid and 1.7 mg/g of hesperidin). In the same
way, in an aqueous extract (Ex) obtained from peppermint
leaves (Mentha x piperitae folium) phenolic compounds
like eriocitrin, luteolin-7-O-rutinoside, diosmin, hesperidin,
narirutin, isoroifolin, rosmarinic acid and caffeic acid were
identified; in which polyphenols content in Ex was: eriocitrin
3
1.00
(a)
1
2
AU
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00 16.00
Minutes
18.00
20.00
22.00
24.00
26.00
3
28.00
30.00
(b)
1
2
AU
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.00
2.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
(c)
1.20
2
2.00
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0.00
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
(d)
2
AU
1.00
0.80
18.00
AU
0.60
0.40
1
0.20
0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00 12.00
3
2.00
4.00
6.00
8.00 10.00 12.00
1.00
(e)
1
0.80
3
AU
0.60
0.40
2
0.20
0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00 16.00
Minutes
18.00
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
Figura 1. Cromatogramas representativos de infusiones herbales concentradas. a) mezcla de estándares para las muestras de
hierbabuena (1 eriocitrina, 2 hesperidina, 3 ácido rosmarínico); b) infusión de hierbabuena de la marca comercial A. c
y d) mezcla de estándares para la muestra de té verde (1 catequina, 2 ácido cafeico, 3 EGCG); y e) Infusión de té verde
de la marca comercial B.
Figure 1. Chromatograms representing herbal infusions in concentration. a) mixture of standards for samples of peppermint
(1 eriocitrin, 2 hesperidin, 3 rosmarinic acid); b) peppermint infusion of commercial brand A. c and d) mixture of
standards for sample of green tea (1 catechin, 2 caffeic acid, 3 EGCG); and e) infusion of green tea of commercial brand B.
491
Cuadro 3. Cuantificación de compuestos fenólicos presentes en infusiones por HPLC.
Table 3. Quantification of phenolic compounds that exist in infusions by HPLC.
Infusión
Marca
comercial
Manzanilla
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
Hierbabuena
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
Té verde
Marca B
mg/mL
Ácido cafeico
Umbeliferona
Quercetina
Apigenina
Herniarina
0.017
Traza
Traza
Traza
Eriocitrina
0.41 ± 0.04a
0.36 ± 0.10a
0.38 ± 0.02a
0.50 ± 0.07a
Ácido cafeico
0.41 ± 0.09a
0.049
Traza
Traza
Traza
Hesperidina
0.25 ± 0.05a
0.31 ± 0.05a
0.26 ± 0.01a
0.24 ± 0.03a
EGCG
2.84 ± 0.42a
Traza
Traza
ND
ND
Ácido rosmarínico
0.63 ± 0.12a
0.57 ± 0.06a
0.41 ± 0.02a
0.60 ± 0.12a
Catequina
6.85 ± 0.86a
Traza
Traza
Traza
Traza
0.029 ± 0.005a
0.019 ± 0.003a
0.015 ± 0.004a
0.016 ± 0.007a
ND= no detectado. Los resultados son el promedio de 3 experimentos independientes ± EE. a,b valores con la misma letra dentro de cada columna no son significativamente
diferentes una de la otra (p< 0.05).
En las infusiones de té verde se identificaron los compuestos
catequina, EGCG y ácido cafeico (Figura 1), siendo la
catequina el compuesto principal (6.85 mg/ml), seguido
de EGCG (2.84 mg/ml). Borse et al. (2007) reportaron
el perfil de HPLC de extractos acuoso y metanólico del
té verde (sin concentrar por liofilización), identificando
únicamente ácido gálico y cafeína en el extracto acuoso
y catequina, EGCG, galato de galocatequina (GCG),
galato de epicatequina (ECG) y cafeína en el extracto
metanólico, siendo el GCG el mayor compuesto (0.31 mg/
mg) seguido de la catequina y EGCG (0.0645 y 0.1774
mg/mg, respectivamente). Los diferentes resultados en
cuanto a la concentración de catequina en el té verde puede
deberse al método de preparación de la muestra (Wang y
Ho, 2009). En general, los resultados indican que entre las
diferentes marcas comerciales de las infusiones evaluadas,
las muestras de boldo y hierbabuena presentan el contenido
más alto de compuestos fenólicos y la mayor capacidad
antioxidante, sugiriendo el alto potencial de estas infusiones
en la prevención de enfermedades crónico degenerativas.
Inhibición de la enzima ciclooxigenasa-2 (COX-2)
A nivel celular, el estrés oxidativo puede dañar proteínas,
lípidos y otras biomoléculas causando eventualmente
inflamación sistemática crónica, implicada en diversas
enfermedades crónicas (Halliwell et al., 2005; Hwang et
al., 2008). Los proceso inflamatorios están regulados por
diversos mediadores a través de diferentes mecanismos de
acción; uno de estos mediadores es la enzima ciclooxigenasa-2
(COX-2), la cual se encuentra sobreexpresada durante
38%, luteolin-7-O-rutinoside 3.5%, hesperidin 2.9%,
diosmin 0.8%, isoroifolin 0.6%, narirutin 0.3%, rosmarinic
acid 3.7% and caffeic acid 0.05% (Sroka et al., 2005).
In the green tea infusions the compound catechin, EGCG and
caffeic acid were identified (Figure 1), being catechin the
main compound (6.85 mg/ml), followed by EGCG (2.84 mg/
ml). Borse et al. (2007) reported HPLC profile for aqueous
and methanolic extract from green tea (without concentrate
by lyophilization), identifying only gallic acid and caffeine
in the aqueous extract and catechin, EGCG, gallocatechin
gallate (GCG), epicatechin gallate (ECG) and caffeine in
the methanolic extract, being GCG the main compound
(0.31 mg/mg), followed by catechin and EGCG (0.0645 and
0.1774 mg/mg, respectively). The different results as for
catechin concentration in green tea can be due preparation
method of sample (Wang and Ho, 2009).
In general, the results indicate that between different
commercial brands of assessed infusions, the samples of
boldo and peppermint show the highest content of phenolic
compounds and the highest antioxidant capacity, suggesting
the high potential of these infusions for preventing chronic
degenerative diseases.
Inhibition of enzyme cyclooxygenase-2 (COX-2)
At cell level, oxidative stress can damage proteins, lipids
and other biomolecules eventually causing chronic systemic
inflammation, implied in several chronic diseases (Halliwell
et al., 2005; Hwang et al., 2008). The inf lammatory
la inflamación (Anant y Sureban, 2007). Además, se ha
observado un incremento en su expresión en etapas tempranas
de la tumorogénesis, incluyendo las etapas tempranas de la
formación de adenomas (Hao et al., 1999). La capacidad de
las infusiones comerciales para inhibir COX-2 se muestra
en la Figura 2, donde el compuesto EGCG se incluyó como
un control positivo. Las muestras de manzanilla y té verde,
ambas de la marca B, así como las muestras de limón marcas
B y D, tuvieron el mayor porcentaje de inhibición sobre
COX-2 (48, 43, 45 y 45%, respectivamente), resaltando
la actividad antiinflamatoria de estas infusiones; mientras
que las muestras de hierbabuena de la marca B mostraron
el porcentaje de inhibición mas bajo (24%). Las diferencias
significativas entre las diferentes infusiones pueden atribuirse
principalmente a la composición de compuestos fenólicos
(ácidos fenólicos, flavonoides y cumarinas).
processes are ruled by diverse drivers through several action
mechanisms; one of these drivers is enzyme ciclooxigenasa-2
(COX-2), which is saturated during inflammation (Anant
and Sureban, 2007). Also, it has been seen an increase in its
expression in early stages of tumorigenesis, including early
stages of adenomas formation (Hao et al., 1999). The capacity
of commercial infusions to inhibit COX-2 is shown in Figure
2, where EGCG compound was included like positive control.
Samples of chamomile and green tea, both from brand B, as
well as samples of lemon brand B and D, had higher percentage
of inhibition over COX-2 (48, 43, 45 and 45%, respectively),
outstanding the anti-inflammatory activity of these infusions;
while samples of peppermint from brand B showed the lowest
percentage of inhibition (24%). The significant differences
between infusions can be attributable mainly to composition
of phenols (phenoloic acids, flavonoids and coumarine).
Marca A
Marca B
Marca C
Marca D
80
60
40
20
C
D
C
D
Hierbabuena
BB CC
rd
e
EG
CG
*
B
B
Marca
Marca
Té verde EGCG* Muestra
Ve
Limón
D
D
AA
Té
C
a
C
en
BB
bu
Manzanilla
A
DD A
Hi
er
ba
C
ón
C
Lim
Ma
n
za
Árnica Boldo
Bo
AA BB
la
Ar
nic
A
A
nil
A
A
ldo
0
a
INHIBICIÓN
COX-2
INHIBICIÓN
COX-2(%)
(%)
Inhibición COX-2 (%)
100
Muestra
Figura 2. Efecto de las infusiones comerciales sobre la inhibición de la enzima ciclooxigenasa-2 (COX-2). *EGCG= epigalocatequina
galato a una concentración de 50 µg/mL se incluyó como un control para la inhibición de COX-2.
MUESTRA
Figure 2. Effect of commercial infusions on inhibition of enzyme cyclooxygenase-2 (COX-2). *EGCG= epilagocatequina gallate at
a concentration of 50 µg/mL was included as a control for inhibition the COX-2.
Se ha sugerido que la capacidad antioxidante de polifenoles
presentes en los tés herbales juega un papel importante
en la actividad antiinflamatoria de las mismas. Por otro
lado, estudios donde se han usado diversos ensayos
de capacidad antioxidante muestran incrementos
significativos en la capacidad antioxidante de plasma de
humano una hora después de haber consumido cantidades
moderadas de té (Rietveld y Wiseman, 2003). Diversos
compuestos fenólicos presentes en el té poseen propiedades
antiinflamatorias, tanto en estudios in vitro como en
modelos animales, particularmente durante el estrés
oxidativo (Rahman et al., 2006).
It has been suggested that antioxidant capacity of
polyphenols existing in herbal teas play an important role
in their anti-inflammatory activity. On the other hand,
studies where several tests have been used for antioxidant
capacity show significant increases in antioxidant
capacity of human blood plasma an hour after taking
moderate amounts of tea (Rietveld and Wiseman, 2003).
Diverse phenolic compounds that exist in tea have antiinflammatory properties, as well during in vitro studies like
in animals, in particular during oxidative stress (Rahman et
al., 2006). In this regard it has been detected that compound
EGCG, main component of green tea, is related with the
En particular, se ha observado que el compuesto EGCG, el mayor
constituyente del té verde, está relacionado con la disminución
en la expresión de las enzimas COX-2 y óxido nítrico sintasa
(NOS) a través del bloqueo de la activación del factor nuclear
NF-κB (Surh et al., 2001). Beltz et al., (2006) demostraron que
los polifenoles del té verde y negro inhiben la sobrevivencia
de células cancerosas y propusieron que la inhibición de la
actividad de COX-2 (62-73%) es el principal mecanismo
involucrado en esta propiedad. También, se ha demostrado in
vitro que la quercetina promueve la inhibición de las enzimas
COX y lisil oxidasa (LOX), esta última importante en el
proceso metastásico (Laughton et al., 1991; Kim et al., 1998).
En este sentido, la ausencia de compuestos como la quercetina
y EGCG en las muestras de hierbabuena podría explicar la
falta de inhibición de COX-2 (Cuadro 3); sin embargo, estos
compuestos tampoco se detectaron en las muestras de limón,
por lo que en un futuro sería importante realizar un estudio
más detallado del perfil de compuestos en estas muestras.
Conclusiones
El presente estudio aplicó diversos ensayos in vitro de
capacidad antioxidante para proveer un perfil más completo
de las propiedades antioxidantes de las infusiones herbales
comerciales, así como de la actividad antiinflamatoria. Los
resultados demostraron que, a pesar de que la capacidad
antioxidante (principalmente la actividad antirradical y
el poder reductor) está estrechamente relacionada con
los compuestos fenólicos, también cuantificados por
HPLC, se observaron claras diferencias entre las diversas
infusiones y sus marcas comerciales. En este sentido, la
infusión de boldo de la marca comercial A presentó el
mayor contenido de compuestos fenólicos, seguida de
las infusiones de hierbabuena marcas A - D. De manera
similar, la infusión de boldo de la marca A mostró la mayor
capacidad antioxidante por la técnica ABTS, seguida de
las infusiones de hierbabuena marcas A - D por el método
FRAP; mientras que, las cuatro marcas comerciales de las
infusiones de manzanilla y hierbabuena mostraron la mayor
actividad quelante. Por otro lado, la marca comercial B de
las infusiones de manzanilla y limón presentaron la mayor
actividad antiinflamatoria medida por la inhibición de COX2. En general, los resultados sugirieron que las infusiones
herbales aquí evaluadas, basadas en la preferencia de
consumo entre la población mexicana, tienen propiedades
biológicas con un potencial benéfico para la salud humana.
493
decrease of expression of COX-2 enzymes and nitric oxide
synthase (NOS) through blocking activation of nuclear
factor NF-κB (Surh et al., 2001). Beltz et al., (2006) proved
that green tea polyphenols inhibit survival of carcinogen
cells and proposed that inhibition of COX-2 (62-73%)
activity is the main process involved in this property.
Also, it has been proven in vitro that quercetin promotes
inhibition of COX and lysyl oxidase (LOX) enzymes,
being this last one key in metastasis process (Laughton
et al., 1991; Kim et al., 1998). In this sense, absence
of compounds like quercetin and EGCG in peppermint
samples could explain lack of inhibition of COX-2 (Table
3); however, these compounds either were detected in
lemon samples, then in the future would be important to
perform a more detailed study about compounds profile
in these samples.
Conclusions
This study applied several in vitro tests regarding
antioxidant capacity with the purpose to supply a
comprehensive profile of commercial herbal infusions,
as well as anti-inflammatory activity. The results showed
that, despite antioxidant capacity (mainly antiradical
activity and reducing power) is closely related with
phenolic compounds, also quantified by HPLC, there were
detected clear differences between the diverse infusions
and their commercial brands. In this sense, boldo infusion
from commercial brand A had highest phenolic compounds
content, followed by peppermint infusions brands A - D.
Similarly, boldo infusion brand A showed the highest
antioxidant capacity by ABTS technique, followed by
peppermint infusions brands A - D by FRAP method; while
four commercial brands of chamomile and peppermint
infusions showed the highest chelant activity. On the
other hand, commercial brand B of chamomile and lemon
infusions had the highest anti-inflammatory activity
measured by COX-2 inhibition. In general, the results
suggested that herbal infusions herein assessed, based
in consumption preference among Mexican population,
had biological properties with beneficial potential for
human health.
Agradecimientos
Los autores(as) agradecen al Fondo Mixto de Fomento a
la Investigación Científica y Tecnológica (CONACYT) Gobierno del estado de Querétaro, QRO-2008-CO2-10 090, por
el financiamiento otorgado para la realización de este trabajo.
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Space variability of water sheet and yield of black bean
(Phaseolus vulgaris L.) under sprinkler irrigation
José Nicolás Ortiz Romero1, Héctor Alexis Miranda1 y Samuel Gustavo Ceballos Pérez1§
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA). Decanato de Agronomía. Departamento de Ingeniería Agrícola. A. P. 400 Barquisimeto 3001, Venezuela.
([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
Resumen
Abstract
Para evaluar la variabilidad y dependencia espacial de la
lámina de riego aplicada y del rendimiento obtenido en el
cultivo de caraota (Phaseolous vulgaris L.), bajo riego por
aspersión, se llevó a cabo un experimento durante 2010. Para
ello se seleccionó, en la parte central de toda el área irrigada,
una superficie de 10 m x 1 m con un aspersor en sus respectivos
vértices. Dentro de ésta área, de manera sistemática, se
ubicaron puntos de muestreo en forma de cuadrícula de 2 m x
2 m y en cuyo centro se colocaba un pluviómetro para colectar
las láminas de agua aplicadas por los aspersores. El área de
influencia de cada pluviómetro era 4 m2 ésta fue cosechada
para evaluar el rendimiento del cultivo. Los datos fueron
analizados bajo procedimientos geostadísticos. Para la lámina
de riego recibida durante el ciclo, se obtuvo un semivariograma
esférico donde se refleja, por su efecto nugget mínimo, poca
variabilidad entre láminas vecinas y el límite de dependencia
se extiende hasta 5.70 m. Respecto al rendimiento, resultó un
semivariograma exponencial, demostrando variabilidad entre
muestras vecinas evidenciadas por la mayor proporción del
efecto nugget, el límite de dependencia se extiende hasta una
distancia de 7.84 m.
To assess variability and space dependence of applied
irrigation sheet and yield obtained in black bean
(Phaseolous vulgaris L.) crop, under sprinkler irrigation,
during 2010 an experiment was performed. For this
purpose it was selected, in the central portion of irrigated
area, a surface of 10 m x 1 m with sprinkler in their
corresponding vertexes. Within this surface, in systematic
way, sampling points were located in 2m x 2m square
matrix and in each center a pluviometer was put to collect
water sheets applied by sprinklers. Influence surface of
each pluviometer was 4 m2 and was harvested to asses
crop yield. Data were analyzed under geostatistical
procedures. For irrigation sheet received during cycle,
spherical semivariogram was obtained where is reflected,
by its minimum nugget effect, little variability between
neighbor sheets and dependence limit is extended up to
5.7 m. About yield, it resulted an exponential
semivariogram, demonstrating variability between
neighbor samples evidenced by greater proportion of
nugget effect, the dependence limit is extended up to a
distance of 7.84 m.
Palabras claves: Phaseolus vulgaris L., dependencia
espacial, lámina de riego, rendimiento, variabilidad especial.
Key word: Phaseolus vulgaris L., space dependence,
irrigation sheet, yield, space variability.
José Nicolás Ortiz Romero et al.
Introducción
Introduction
Según (Matheron, 1963) la geoestadística es una rama tanto
de las ciencias exactas como naturales, actualmente existen
múltiples aplicaciones en determinadas áreas como agrícola,
forestal, salud pública, entomología, entre otras. En riego la
aplicación de dicha técnica es de mucha utilidad al momento
de tomar cualquier decisión dado que el investigador desea
conocer cómo se distribuye espacialmente una lámina de
riego, si hay dependencia entre ellas y cómo puede afectar el
crecimiento, desarrollo y rendimiento del cultivo, las áreas
de terreno que reciben mayor o menor cantidad de agua.
According to Matheron (Matheron, 1963) geostatistic
is a branch as well from science as from natural areas,
actually there are multiple applications in given areas like
agricultural, forestry, public health, entomology, among
others. In irrigation the application of this technique is
very useful when taking decision since researcher needs to
know how an irrigation sheet is spatially distributed, if there
is dependence between them and how can affect growth,
development and yield of crop, the land areas that receive
more or less water quantity.
El agua es un factor que limita la producción, por lo
tanto un buen riego debe caracterizarse por presentar alta
eficiencia y uniformidad para garantizar un uso racional
del recurso hídrico. En el campo existen muchos factores
que afectan la uniformidad del riego, unos inherentes al
suelo principalmente sus propiedades físicas, químicas
y características topográficas, otros dependientes de
elementos del clima y por otro lado las características propias
de los diseños de riego. En riego por aspersión, el viento,
principalmente su velocidad y dirección es muy importante
investigarlos y conocer cómo afectan la distribución de las
láminas aplicadas. Esto permitirá generar acciones que
minimicen los riesgos de pérdidas en cultivos.
Water is a production limiting factor, therefore a good
irrigation must characterize by having high efficiency
and uniformity to guarantee its rational use. In field there
are many factors that affect irrigation uniformity, ones are
inherent to soil mainly its physical, chemical properties
and topographic characteristics, other depend on elements
like weather and, on the other hand, characteristics by
the irrigation design itself. In sprinkler irrigation, wind,
especially speed and direction, is very important to research
and to know how affects the applied sheets distribution. This
will allow create actions that minimize risk of loss in crops.
El uso de herramientas geoestadísticas permitirá determinar si
existe dependencia o correlación en el espacio dentro y entre
variables inherentes a la aplicación del riego (Guimaraes,
2000). Es importante además destacar que el estimador de
Krigin produce los mejores resultados usando la interpolación
lineal (Burguess y Webster 1980). Todas estas técnicas surgen
con aplicaciones de variabilidad espacial en suelo donde
existen variaciones continuas en el espacio físico, luego para
controlar o mejor dicho manipular esas variaciones, se crea el
concepto matemático de semivariograma originando así una
serie de puntos discretos que corresponde a la semivarianza
para los diferentes puntos muestreados. Para observar
gráficamente la variabilidad y tener una mejor apreciación
visual del problema planteado bajo un enfoque analítico;
es decir, teórico matemático. Es bajo estas premisas que se
utilizaran estas técnicas para estudiar la variabilidad espacial
del riego, en éste caso el método de aspersión.
La presente investigación tuvo como objetivo analizar la
variabilidad espacial de la lámina de riego bajo el método
de aspersión, así como construir un mapa geográfico que
The use of geostatistical tools will allow to determine if there
is dependence or correlation in space within and between
variables inherent to irrigation application (Guimaraes,
2000). Also, it is important to mention that Krigin estimator
gives the best results using lineal interpolation (Burguess and
Webster 1980). All these techniques arise with applications of
space variability in soil where there are continuous variations
in physical space, then for controlling or manipulate these
variations, it is created the mathematical concept known
as semivariogram giving a series of discrete points that
corresponds to semivariance for different sampled points.
To graphically observe variability and have better visual
approach of problem proposed under analytical approach;
that is to say, theoretical mathematical. It is under these
premises that these techniques were used to study irrigation
space variability, in this case the sprinkler method.
The aim of this research was to analyze space variability
for irrigation sheet under sprinkler method, as well to
build a geographical map that identifies areas where such
variability exists through isolines and graphic material.
Also it is assessed space variability of crop yields and their
correlation with applied sheets.
Variabilidad espacial de la lámina de agua y rendimiento de la caraota (Phaseolus vulgaris L.) bajo riego por aspersión
Los aspersores tenían un caudal nominal de 0.2 l/s a una
presión de operación de 30 PSI y eran accionados por una
bomba de 3 HP.
Por ocasión del experimento se estaba cultivando caraota,
este fue plantado a una separación entre hileras de 50 cm y 5
cm entre plantas. Los pluviómetros fueron colocados sobre
soportes a 40 cm sobre el suelo de tal manera que el follaje
del cultivo no interfiriera con su área de captación la cual
era 81.07 cm2. El área de influencia correspondiente a cada
pluviómetro fue cosechada y el rendimiento se expresó en
kilogramos por hectárea.
El cultivo fue regado con una frecuencia de 7 días y la
lámina de agua a ser aplicada se determinó por el método
de la tina de evaporación (Dorenbos y Pruit, 1977). Para
ello la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo)
fue determinada multiplicando la evaporación (Ev) por un
coeficiente de tina (Kp) que para la zona de Tarabana ya
fue determinado 0.78. Luego la ETo era multiplicada por el
coeficiente del cultivo (Kc) que estaba en función de la fase
de desarrollo del cultivo y de esta manera se determinaba
la evapotranspiración del cultivo (ETc) que es igual a la
necesidad hídrica del cultivo. Ésta se calculaba diariamente
y se acumulaba para un periodo de 7 días, si por ocasión
ocurrían algunas lluvias éstas se restaban y luego mediante
riego se reponía la lámina de agua faltante.
N
Aspersor
5,00m 10,00m 10,00m
Tubería
principal
ø= 50 mm
1,00m
2,00m 2,00m 1,00m
El experimento fue realizado en el área experimental de
riego del Decanato de Agronomía en el Núcleo Tarabana
de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, para
ello se dispuso de la instalación de un sistema de riego por
aspersión estacionario fijo que estaba a una separación entre
aspersores y laterales (SaSl) de 10 m x10 m (Figura 1). De
ésta se seleccionó el área central conformada por cuatro
aspersores adyacentes y se colocaron los pluviómetros
conformando una cuadrícula de 2 m x 2 m, donde cada uno
tenía un área de influencia de 4 m2, siendo así se ubicaron
un total de 25 pluviómetros.
The experiment was performed at the experimental irrigation
area from Decanato de Agronomía at Núcleo Tarabana from
Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado, for this a
stationary sprinkler irrigation system installation was set,
which was at 10 m x 10 m separation between sprinklers and
laterals (SaSl) (Figure 1). From this it was selected the central
area conformed by four adjacent sprinklers and measuring
pluviometers were put forming a 2 m x 2 m square, where
each one had an influence surface of 4 m2, finally installing
25 pluviometers.
10,00m
10,00m
identifique las zonas donde existe dicha variabilidad a través
de las isolíneas y material gráfico. También se evalúa la
variabilidad espacial de los rendimientos del cultivo y la
correlación de estos con las láminas aplicadas.
499
2,00m 2,00m
Publiómetro
ø= 4¨
Tubería
lateral
ø= 32 mm
Figura 1. Disposición de los aspersores y pluviómetros en el
campo.
Figure 1. Arrangement of sprinklers and pluviometers in field.
Sprinklers had nominal rate of 0.2 l/s at operation pressure
of 30 PSI and were driven by 3 HP pump.
Black bean was harvested due experiment, sowed at 50 cm
separation between furrows and 5 cm between plants. The
pluviometers were put on supports at 40 cm over soil in such
way crop foliage did not interfere with the application area
which was of 81.07 cm2. The influence area corresponding to
each pluviometer was harvested and yield was in kilograms
per hectare.
Crop was irrigated at a frequency of 7 days and water to be
applied was defined by vase evaporation method (Dorenbos
and Pruit, 1977). For this matter crop evotranspiration
reference (ETo) was calculated multiplying evaporation
(Ev) by vase coefficient (Kp) that for Tarabana region
was determined 0.78. Then ETo was multiplied by crop
coefficient (Kc) which was in function of crop’s development
phase and in this way crop evotranspiration (ETc) was
El total de agua recibida durante el ciclo fue acumulado en
cada pluviómetro. El área de influencia de cada pluviómetro
fue cosechada y así fueron presentados los datos de
distribución de láminas y rendimientos en la cuadricula
evaluada y fueron sometidos a análisis geoestadístico.
determined and is equal to crop’s hydric requirement. This
was calculated in daily basis and was accumulated during
7 days, if there were rain precipitations they were removed
and then missing water was replaced by irrigation.
Estimación. Según (Pierce, 2007) la estimación se realiza a
través de valores desconocidos, a partir de valores conocidos
siguiendo su estructura de continuidad espacial teniendo en
cuenta los supuestos del modelo.
Total amount of water received during cycle was accumulated
in each pluviometer. The inf luence surface of each
pluviometer was harvested and sheets distribution and
yield were shown in the assessed matrix and were subject
to geostatistical analysis.
Ecuaciones del Kriage. Se dispone de los valores
muestrales Z(Xi) i=1,..., n y deseamos estimar un valor de la
característica observada en el panel Z(v) para ello se escribe
la combinación lineal Z(xi-):
Estimation. According to Pierce ( 2007) estimation is
done through unknown values, starting from known values
following a space continuity structure taking into account
the assumptions of each model.
n
Ẑ(v)= Σ λi Z(xi)
i=1
Ẑ(v) son los valores estimados y λi pesos del Kriage (Arik,
1990), de modo que los λi sean obtenidos de tal forma que
proporcione un estimador insesgado E(Ẑ(v) - Z(v))= 0 y de
varianza mínima Var (Ẑ(v) - Z(v)).
Kriage simple
Estimador:
n nn
  nn n  
Zˆ (Ẑ(v)=
vZˆ)(=
λiλZλi (Z(x
xi ()xi+)i )+
m
1−
λλi iλi 
=∑
+m
−∑
v )∑
m
1∑
1iZ
i =1i=1
1 i =1  
i =1
  i =i=1
Σ
Σ
Kriage equations. There are sample values Z(Xi) i=1,..., n
and to estimate a value of observed characteristic in panel
Z(v) for this the lineal combination is written Z(xi-):
n
Ẑ(v)= Σ λi Z(xi)
i=1
Ẑ(v) are estimated values and λi weights of Kriage (Arik,
1990), in such way that λi are obtained in such way that
provides an unbiased estimator E(Ẑ(v) - Z(v))= 0 and of
minimum variance Var (Ẑ(v) - Z(v)).
Kriage simple
Donde: E(Ẑ(v))= m es un valor conocido.
Estimator:
n nn
  nn n  
Zˆ (Ẑ(v)=
vZˆ)(=
λiλZλi (Z(x
xi ()xi+)i )+
m
1−
λλi iλi 
=∑
+m
−∑
v )∑
m
1∑
1iZ
i =1i=1
1 i =1  
i =1
  i =i=1
n
Σ
Sistema: C(xj - v)= Σ λi C(xi - xj), j= 1,...n
i=1
n
Σ
Varianza de Kriage: σk2= C(0) - Σ λi C(xi - v)
Where: E(Ẑ(v))= m is a known value.
Kriage simple ordinario
Σ λi C(xi - xj), j= 1,...n
System: C(xj - v)= i=1
En función de la covariazna
Σ λi C(xi - v)
Variance of Kriage: σk2= C(0) - i=1
i=1
n
n
n
Σ λi Z(xi)
Estimador: Ẑ(v)= i=1
Kriage simple ordinary
n
Sistema: C(xj - v)= Σ λi C(xi - xj) - ρ, j= 1...,n
In function of covariance
i=1
n
Donde: ρ es un multiplicador de Lagrange, y Σ λi = 1
i=1
n
n
Estimator: Ẑ(v)= Σ λi Z(xi)
i=1
n
Σ λi C(xi - v) + ρ
Varianza del Kriage: σ2k= C(0) - i=1
Σ λi C(xi - xj) - ρ, j= 1...,n
System: C(xj - v)= i=1
En términos del semivariograma se tiene:
Where: ρ is a Lagrange multiplier, and
n
Σ
λi = 1
i=1
n
501
n
Estimador: Ẑ(v)= Σ λi Z(xi)
Variance of Kriage: σ2k= C(0) - Σ λi C(xi - v) + ρ
i=1
i=1
n
In terms of semivariogram there is that:
Sistema: γ (xj - v)= Σ λi γ (xi - xj) + ρ, j= 1...,n
i=1
n
Σ λi Z(xi)
Estimator: Ẑ(v)= i=1
n
Donde: ρ es un multiplicador de Lagrange y Σ λi = 1
i=1
n
n
Varianza del Kriage: σk2= Σ λi γ (xj - v) + ρ.
Σ λi γ (xi - xj) + ρ, j= 1...,n
System: γ (xj - v)= i=1
Matricialmente se pude escribir de acuerdo con los casos
expuestos en las expresiones (Bivand- Enzer, 2008):
Where: ρ is a Lagrange multiplier and Σ λi = 1
i=1
Г0 γo= γ0
(1)
Donde: γ0= (γ1, γ2,..., γn, ρ), ρ es un multiplicador de Lagrange
n
n
i=1
n
Variance of Kriage: σk2= Σ λi γ (xj - v) + ρ.
i=1
The matrix can be written according to exposed cases in
expressions (Bivand- Enzer, 2008):
λi = 1 y γ0= (γ(v - x1),..., γ(v - xn), 1)´
y asegura que Σ
i=1
Г0 γo= γ0
Г´0= γ (x1 - xj) si i= 1,...,n j= 1...,n
1, si i=n + 1, j=1,...,n
0, si i=n + 1, j=n +1
Where: γ0= (γ1, γ2,..., γn, ρ), ρ is a Lagrange multiplier and
n
assures that Σ λi = 1 and γ0= (γ(v - x1),..., γ(v - xn), 1)´
Г0(n+1)x(n+1) y simétrica
La ecuación (1) es equivalente a la expresión:
λλλλ11 λ 
−−(−x1xxx1-x222−x2)))2x)2 L
γγγγ((vv(vv−γ−−-−(xxxvx1x1−)1)))x1 ) 
  0000 0 γγγγ((xγ(xx1x11γ(x
)L
L
... L γγγγγ((x
(x(xxx11γ111−-−(−−xxxxx1nxnnn)−n)))x1n1111)λ1λλ112 1 (γ(v
L
1−
1
λ
λ


γγ (xxγ −(x

2

2
λ


γγ(vv(v−γ−-−(xxvx−)))x )
2
2
-.−)1)x)x11)) 00000. 0 L
...
(x
xxx2xnxn)n−n)))x1n1111).1.. 2 (γ(v
γ
(
L
x
γ
−
−
x
γ
x
2x
22 -−
(
(
γ
x
x
γ
(
(
L
γ
x
γ
L
−
−
x
x
2
1
(
(
2
1
2
γ
x
x
γ
L
(
2
γ
v
x
−
−
x
−
2)
2
2
2
.
.
 2 1.
2
.
.
. n .MMM. M   .. 22 2 
  MMMM .M
==== MMM.M M  
MMMM . M
MMMM . M
M.MMM M MMMM.MM.. ==
 
0
1MMMM. M (γ(v
  - x ) 
x-xnxx22x−2))2))x 2 M)MMM M
−(−−xxnxnx1x1-1−)1)x)x1γγγ)1γ()(γx(xxxn(x
−
0
1
−
0
1
(
x
−
0
1
0
nγ
−
0
1
1λλλ γγγγ((vv(vv−γ−−−(xxvxxnnnn−n))x n )
γγγγ((x(xxxγnnγnn−(x
n
n
n
2
0λλnnnnnλn  1111 1 
  111 11
...
L
L
1111 11
1111 11
L L 00000
L
 ρρ   1  
  1
ρρρ 
Por último tenemos el intervalo de predicción que viene
dado por la expresión:
ˆZ
(ˆv()v−) −ZZ σσ; Z;ˆZ(ˆv()v−) −ZZ σσ  
AA
= = Z
A=
 Ẑ(v) - Zαα2/α22σk k;k Ẑ(v) - Zαα2/α22σkkk 
Donde: A= al intervalo de confianza de 95% con α= 5%, bajo
el supuesto de normalidad. P(Z(v)∈A)= 1 - α.
Análisis estadístico
Para el análisis de datos se emplearon las técnicas (David,
1977) y para conocer el rendimiento se utilizaron:
1. Análisis exploratorio de los datos, esta sección se
analizaron los datos para hallar la distribución de
probabilidad que siguen las variables rendimiento y
lámina total en el área geográfica.
2. El análisis estructural se realizó tomando en cuenta la
distribución espacial de las variables rendimiento y
lámina total.
(1)
i=1
Г´0= γ (x1 - xj) si i= 1,...,n j= 1...,n
1, si i=n + 1, j=1,...,n
Г0(n+1)x(n+1) and symmetric
0, si i=n + 1, j=n +1
The equation (1) is equivalent to expression:
λλλλ11 λ 
−−(−x1xxx1-x222−x2)))2x)2 L
γγγγ((vv(vv−γ−−-−(xxxvx1x1−)1)))x1 ) 
  0000 0 γγγγ((xγ(xx1x11γ(x
)L
L
... L γγγγγ((x
(x(xxx11γ111−-−(−−xxxxx1nxnnn)−n)))x1n1111)λ1λλ112 1 (γ(v
L
1−
1
λ
λ


γγ (xxγ −(x


22
λ

γγ(vv(v−γ−-−(xxvx−)))x )
2
2






2



x
0
...
(x
x
)
1
γ
x
)
(
)
L
x
γ
x
L
−
−
0
x
1


γ
x
1
.. 
2x
1) ) 0
22 -−
nx
(γ(v
(
)
(
)
γ
x
x
γ
(
(
)
L
γ
x
x
γ
x
L
−
−
0
x
1
−
−
0
x
1
2
1
n
(
)
(
)
2
1
2
n
γ
x
x
γ
x
L
(
2
γ
v
x
−
−
0
x
1
−
..
..
..MM .    . 222) 2 
 22 2 1..1 1
2.2 2 nn n 
..
 M M  .. 
.
.
.
  MMMM M
==== MMMM M  
MMMM M
MMMM M
MMMM M MMMM.MM.. ==
 

0
1MMMM. M (γ(v
−(−−xxnxnx1x1-1−)1)x)x1γγγ)1γ()(γx(xxxn(x
−−(n−xx-xnxx22x2−2))2))x 2 M)MMM M
0000 0 11111  γγγγ((vv(vv−γ−−-−(xxxvxxnnnn−n)))x n )
nγ
γγγγ((x(xxxγnnγnn−(x
nn −
λλλλnnnλ 

0 nn n  1111 1 
  111 11
...
1
1
0
L
L
1
1
0
1
1
0
L
L
1
1
0
1
1
L
1
1
1
0
1




 ρρ   
 
 
ρρρ 
Finally there is the prediction interval that is given by the
expression:
ˆZ
(ˆv()v−) −ZZ σσ; Z;ˆZ(ˆv()v−) −ZZ σσ  
AA
= = Z
A=
 Ẑ(v) - Zαα2/α22σk k;k Ẑ(v) - Zαα2/α22σkkk 
Where: A= to trust interval of 95% with α= 5%, under
normality assumption. P(Z(v)∈A)= 1 - α.
Statistical analysis
For data analysis there were used techniques proposed by
David (1977) and to know yield the following were used:
1. Data exploratory analysis, this section analyzed data to
find probability distribution that follow both variable
yield and total sheet in the geographic area.
3. Predicciones: consistió en conocer el máximo y mínimo
en el rendimiento combinando con la superficie generada
por valores del estimador Krigeage (Waller, 2004). Para
los análisis descriptivo y estructural se utilizó el ArcGis
ver 9.3.1.
Laminas total recibida durante el ciclo. El histograma de
frecuencia muestra la normalidad de los datos (BerensonLevine 2001), presentando un ligero sesgo hacia la derecha
y una mayor concentración de los datos hacia la izquierda.
Vista la distribución presentada se puede considerar que
es normal y por lo tanto se puede proseguir con el análisis
geoestadístico. Los diagramas de caja muestran una ligera
asimetría positiva, pero también se puede considerar que los
datos se distribuyen normalmente (Figura 2).
2. Structural analysis was done taking into account
space distribution of both variable yield and total
sheet.
3. Forecasts: consisted in knowing maximum and
minimum in combined yield with surface created
by values of Krigeage estimator (Waller, 2004). For
descriptive and structural analysis software ArcGis ver
9.3.1 was used.
12
Total sheets obtained during cycle. Frequency
histogram shows data normality (Berenson-Levine
2001) with little bias towards right and higher data
concentration to the left. This distribution can be
considered like normal and therefore the geostatistical
analysis can continue. Box diagrams show slight positive
asymmetry, but also can be considered that data are
normally distributed (Figure 2).
10
Total yield
Frequencies histogram shows data normality with slight
bias to the left and greater data concentration to the right.
Box diagram shows slight negative asymmetry, but keeps
normality (Figure 3). The studied distribution can be
defined like data have normality therefore from this point
of view the geostatistical analysis can continue.
Frecuencia
8
6
4
2
0
190
190
210
210
230
Total_mm
230
250
250
270
270
Rdto total (kg/ha)
Figura 2. Histograma de frecuencias y diagrama de caja para
el total de lámina aplicada (mm).
Figure 2. Frequencies histogram and box diagram for total
applied sheet (mm).
Values of normal probability, run by quartil method (Q-Q),
have an adjustment very near to straight line as well as for
total sheet as for yield (Figure 4).
Stationarity. The stationarity can be of first or second
order, in this case the estimated mean for total sheet
(mm) as well as for yield (hg ha -1 ) are constant
around data and second order momentum (variance)
guarantees that covariance is the same between two
points at the same distance (Chan-Cryer, 2008), for
stationarity semivariograms it is assumed that variance of
difference is the same between two points that are at the
same distance no matter which points are selected. For
the experiment, since CV of variation is less than unit
it guarantees that fulfill the assumption of stationarity
in total sheet (mm) and in yield (hg ha -1) (Table 1)
(Cressie, 1986).
Rendimiento total
503
For total (mm) the average is 222.55; 50% of data is less
than 220.89, the other 50% is greater, there is no value
that can maximize data distribution. Asymmetry
coefficient and kurtosis coefficient correspond to
results in normality plot (Figure 4), variation coefficient
indicates that relative variability of data with respect
mean is 7.53%, and sample size is 25. For yield (hg ha-1)
average is 1 451.50; 50% of data is less than 1 462.42; the
remaining 50% is greater, there is no value that maximizes
yield data distribution. Asymmetry coefficient and
El histograma de frecuencias muestra la normalidad de
los datos presentando un ligero sesgo hacia la izquierda y
una mayor concentración de los datos hacia la derecha. El
diagrama de caja muestra una ligera asimetría negativa pero
se conserva la normalidad (Figura3). Vista la distribución
presentada se puede considerar que los datos tienen
normalidad por lo tanto desde este punto de vista se puede
proseguir con el análisis geoestadístico.
8
Frecuencia
6
4
2
0
1000
1200
1400
1600
Rdto_total_kg_ha
1800
1000
1200
1400
1600
Rdto total (kg/ha)
1800
Figura 3. Histograma de frecuencias para el rendimiento (kg h-1).
Figure 3. Frequencies histogram for yield (kg h-1).
Los valores de probabilidad normal, corridos por el método
de los cuartiles (Q-Q), presentan un ajuste muy próximo
a una línea recta tanto para la variable lámina total como
rendimiento (Figuras 4).
Data source #2 Quantle . 10-1
2,5
kurtosis coefficient reflects what is indicated in the plot
(Figure 4), el variation coefficient indicates that relative
variability of data with respect mean is 13.03% and sample
size is 25.
2,5
2,02
2,02
1,54
1,54
1,06
1,06
0,58
0,58
0,1
1,58 1,68 1,78 1,87 1,96 2,05 2,15 2,24 2,33 2,42 2,51
Data source #1 Quantle
0,1
0,61
0,66
0,7
0,75
0,79
0,84
0,89
0,93
Figura 4. Probabilidad normal para la variable lámina total (mm) y variable rendimiento (kg ha-1).
Figure 4. Normal probability for variable total sheet (mm) and variable yield (kg ha-1).
0,98
1,02
1,07
Estacionariedad. La estacionariedad puede ser de primer
y segundo orden, para este caso la media estimada tanto
para la lámina total (mm) y el rendimiento (hg ha -1)
son constantes alrededor de los datos y el momento de
segundo orden (varianza) garantiza que la covarianza
es la misma entre dos puntos que están en la misma
distancia (Chan-Cryer, 2008), para los semivariogramas la
estacionariedadse supone que la varianza de la diferencia
es la misma entre dos puntos que están en la misma
distancia sin importar los puntos que se elijan. Para el
experimento dado que el CV de variación es menor a uno
garantiza que cumple el supuesto de estacionariedad en la
lámina total (mm) y en el rendimiento (hg ha-1) (Cuadro
1) (Cressie, 1986).
Para el total (mm) el promedio es 222.55; 50% de los datos
es menor a 220.89 el otro 50% es mayor, no hay un valor
que maximice la distribución de los datos. El coeficiente
de asimetría y el coeficiente de curtosis refleja lo indicado
en el gráfico de normalidad (Figura 4), el coeficiente de
variación indica que la variabilidad relativa de los datos
con respecto a la media 7.53%, y el tamaño de muestra es
25. Para el rendimiento (hg ha-1) el promedio es 1 451.50;
50% de los datos es menor a 1 462.42 el otro 50% es mayor,
no hay un valor que maximice la distribución de los datos
de rendimiento. El coeficiente de asimetría y el coeficiente
de curtosis refleja lo indicado en el gráfico (Figura 4), el
coeficiente de variación indica que la variabilidad relativa
de los datos con respecto a la media es 13.03% y el tamaño
de muestra es 25.
Análisis estructural
Dependencia espacial
Cuadro 1. Estadística descriptiva para lámina total (mm)
y rendimiento (kg ha-1).
Table 1. Descriptive statistic for total sheet (mm) and yield
(kg ha-1).
Lámina
total (mm)
222 55
3 35
220 89
16 76
280 89
-0 02
67
0 07
Media
Error típico
Mediana
Desviación estándar
Varianza de la muestra
Curtosis
Coeficiente de asimetría
CV
Rendimiento
(hg ha-1)
1 451 50
37 83
1 462 42
189 18
358 42
0 98
0 31
0 13
Structural analysis
Space dependence
Total sheet. Preliminary exploration was made by
calculating of a mean semivariogram because the h
vectors direction was not considered. In an implicit way
isotropy is assumed, same variability in all directions,
because is useless to explore anisotropy when there is no
space dependence in mean (Guimarães, 2000). A clear
space structure is shown in the mean semivariogram with
absence of nugget effect (Figure 5). This means very
low variation between observations obtained from total
water sheet in mm received during cycle; in other words,
there was much similarity between neighbor sheets and
therefore high space dependence.
Spherical model is the one that best fits to data with
minimum values less than or equal to 308.51, when h is
less or equal to 5.70 and zero nugget. The selected model
is:
Lámina total. Se hizo una exploración preliminar mediante
el cálculo de un semivariograma medio porque no se
consideró la dirección de los vectores h. Implícitamente
se asume isotropía, variabilidad idéntica en todas las
n
n
n n

 n 3n hn  n 1 nh  n3
direcciones, porque es inútil explorar anisotropía
todos h ≤ 5.70
)∑
+
−m
x
m
(λ)vii+
(∑
=
+
Zˆiλ
1λ−i ∑ λipara
−
Zˆ (cuando
v ) =Zˆ∑
x
1
λx−

)i∑
(vZZˆ)ˆλ((=
)(+
Z
1
((m
+
−
viv)Z)=
Z)λ
xixiZ
mλ
1
λ)1
308.51
γ(=
(h)=
∑
∑
i m
iZ
ii
∑
∑
i
∑
i - λ
2
5.70
2
5.70
i =1
1 i =1 i =

i =1  i =
i =1
i =1 i =1
1 i =1 i =1
no existe dependencia espacial en la media (Guimarães,
308.51
para todo h > 5.70
2000). Se muestra una clara estructura espacial en el
semivariograma medio con ausencia de efecto nugget
Therefore the semivariogram has a scope or dependence
(Figura 5). Esto significa una variación muy baja entre
distance of 5.70 m which means that measurements
las observaciones obtenidas de lámina de agua total en
made at higher distances to scope have a random space
mm recibida durante el ciclo; es decir, que había mucha
distribution and are independent. On the other hand
similitud entre laminas vecinas y por lo tanto una alta
distances shorter than scope are correlated between
dependencia espacial.


Zˆ (v ) = ∑ λi Z ( xi ) + m1 − ∑ λi 
i =1
i =1


n
n
El modelo esférico es el que mejor se ajusta a los datos
con valores mínimos menores o igual que 308.51, cuando
h se hace menor o igual que 5.70 y cero pepita. El modelo
seleccionado es:
n
n
n n

 n 3n hn  n 1 nh  n3
todos h ≤ 5.70
)∑
+
−m
x
m
(λ)vii+
(∑
=
+
Zˆiλ
1λ−i ∑ λipara
=Zˆ∑
−
x
1
λx−

)i∑
(vZZˆ)ˆλ((=
)(+
Z
1
((m
+
−
viv)Z)=
Z)λ
xixiZ
mλ
1
λ)1
308.51
γ(=
(h)=
∑
∑
i m
iZ
ii
∑
∑
i
∑
i - λ
2
5.70
2
5.70
i
=
1
i
=
1
i =1
1 i =1 i =

i =1  i =
i =1
i =1
1  i =1


Zˆ (v ) = ∑ λi Z ( xi ) + m1 − ∑ λi 
i =1
i =1


n
n
308.51
para todo h > 5.70
Por lo tanto el semivariograma presenta un alcance o
distancia de dependencia de 5.70 m lo que significa
que mediciones realizadas a distancias superiores al
alcance tienen distribución espacial aleatoria y son
independientes. Por otro lado distancias menores que
el alcance están correlacionadas unas a las otras lo que
permite que se hagan interpolaciones para distancias
menores que los muestreados. Los resultados obtenidos
en este semivariograma eran esperados, puesto que los
sistemas de riego por aspersión son diseñados para una alta
uniformidad de aplicación, de ahí la no existencia de efecto
nugget. Cualquier variabilidad observada, probablemente
puede ser atribuida a efectos del viento y a variaciones en
la presión de operación del sistema de riego. Variaciones
por efecto del suelo se descartan ya que las láminas eran
colectadas antes que estas alcanzasen el suelo.
Modelo esférico ajustado a los datos del semivariograma
omnidireccional. La escala de colores a la derecha del
semivariograma empírico (Figura 5). Obsérvese que en
la barra de colores, el azul y verde claro son los valores
bajos del semivariograma y los colores marrón y crema
son los valores altos esto indica la poca variabilidad
entre láminas de agua medidas considerando un radio
de 5.70 m.
El mapa geográfico muestra (Campagna, 2005) cómo se
distribuyen las láminas de riego aplicadas en el cuadrado
conformado por cuatro aspersores adyacentes (Figura
6). Las partes más obscuras corresponden a áreas que
recibieron mayor lámina de agua durante el ciclo del
cultivo. En los vértices del cuadrado estaban localizados
los aspersores, la variabilidad que se aprecia en la lámina
aplicada probablemente se deba a variaciones en la presión
de operación de los aspersores por efecto de pérdidas de
carga en tuberías y desniveles del terreno. Por otro lado el
viento, probablemente tuvo alguna influencia en el patrón
de distribución de las láminas de riego.
505
them which allow to make interpolations for distances
shorter than the samples. The results obtained in this
semivariogram are foreseen, since sprinkler irrigation
systems are designed for high uniformity application, hence
there is no nugget effect at all. Any observed variability
can be probably attributed to wind effects or to variations
in operation pressure for irrigation system. Variations due
soil effect are discarded since sheets were collected before
they reach soil.
Spherical model adjusted to data from omnidirectional
semivariogram. The colors scale at the right of empiric
semivariogram (Figure 5). Note that in colors bar, blue
and clear green are the low values of semivariogram and
brown and cream color are high values meaning low
variability between water sheets measured considering
a 5.7 m radius.
γ 10
-2
4,45
3,56
2,67
1,78
0,89
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Distancia h
Figura 5. Semivariograma para lámina total recibida en el
ciclo del cultivo.
Figure 5. Semivariogram for total sheet received during crop
cycle.
The geographic map (Campagna, 2005) shows how
irrigation sheets are distributed applied in a square formed
by four adjacent sprinklers (Figure 6). The darkest portions
correspond to areas that received higher water sheet during
crop cycle. In the square vortexes the sprinklers were
located, the variability that is seen in the applied sheet is
probably due to operation pressure variations of sprinklers
by effect of load losses in pipes and land variations. On the
other hand, the wind probably had some influence in the
distribution pattern of irrigation sheets.
Crop yield (kg ha -1). The mean semivariogram has
clear space structure in which its characteristics patterns
can be detected, such as nugget effect, top and scope
(Figure 7). Exponential model is the best to fit to data,
being:
γ (h)= 1 - -3h
7.8458
N
199.06 - 208.18
208.18 - 214.17
214.17 - 218.11
218.11 - 220.70
220.70 - 222.40
222.40 - 224.99
224.99 - 228.92
228.92 - 234.92
234.92 - 244.04
244.04 - 257.91
Contours
208.18
214.17
218.11
220.70
222.40
224.99
228.92
234.92
244.04
Figura 6. Mapa geográfico y líneas de contorno para la variable
lámina total (mm).
Figure 6. Geographic map and contour lines for variable total
sheet (mm).
Rendimiento del cultivo (kg ha-1). El semivariograma
medio presenta una clara estructura espacial donde se pueden
apreciar sus parámetros característicos, como lo son el
efecto nugget, la meseta y el alcance (Figura 7). El modelo
exponencial es el que mejor se ajusta a los datos, siendo:
γ (h)= 1 - -3h
7.8458
para todos h ≤ 7.8458
Del modelo y gráficamente se puede extraer que el efecto
nugget es 1.5810, y el alcance 7.8458. El efecto nugget revela la
discontinuidad del semivariograma para distancias menores que
las muestreadas. Parte de esa discontinuidad puede ser debida
a errores de medicion y a variabilidad en una escala menor que
la muestreada. El hecho es que existe una variabilidad espacial
entre medidas de rendimiento en hg ha-1 debido al efecto pepita
y al mismo tiempo se mantiene una dependencia espacial hasta
valores de h≤ 7.8458 m. los colores azul y verde claro son los
valores bajos del semivariograma y los colores marrón y crema
son los valores altos, se nota que a medida que los cuadritos se
alejan del origen los valores del semivariograma de superficie
aumentan esto indica que los valores se hacen más desiguales
a medida que aumenta la distancia.
para todos h ≤ 7.8458
From the model and graphically it can be defined that
nugget effect is 1.5810, and scope is 7.8458. Nugget effect
shows the discontinuity of semivariogram for distance
shorter than samples. Part or this discontinuity can be due
measurements errors and to variability at a scale lower than
sampled. The fact is that there is sapce variability between
yield measurements in hg ha-1 due nugget effect and at the
same time space dependance is kept up to values of de ≤
7.8458 m. Blue and clear green colors are the low values of
semivariogram and brown and cream color are high values,
it is seen that in the extent the squeres get away from origin
surface semivariogram values increase, which means that
values are more uneven as the distance increases.
γ 10
-4
5,12
4,09
3,07
2,05
1,02
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Distancia h
Figura 7. Semivariograma para rendimiento del cultivo (kg
ha-1). Modelo exponencial ajustado a los datos del
semivariograma omnidireccional.
Figure 7. Semivariogram for crop yield (kg ha-1). Exponential
model adjusted to data of omnidirectional
semivariogram.
The geographic map shows how yields are distributed in
the square formed by four adjacent sprays (Figure 8). The
darkest portions correspond to areas with highest yields.
Probably many uncontrolled soil-related factors affected
this distribution pattern, besides variability in applied water
sheet distribution.
Conclusions
Space variability between total sheet (mm) from received
irrigation was minimum and its dependence is in a radius
of 5.70 m.
El mapa geográfico muestra como se distribuyen los
rendimientos en el cuadrado conformado por cuatro
aspersores adyacentes (Figura 8). Las partes más obscuras
corresponden a áreas que registraron los más altos
rendimientos. Probablemente muchos factores inherentes
al suelo, no controlados inf luyeron en éste patrón de
distribución además de la variabilidad en la distribución de
la lámina de agua aplicada.
507
Yields (hg ha-1) have higher space variability according
to value shown in nugget effect and its dependence has a
radius of 7.84 m.
For future researches is advisable to consider other
factors such as soil variability with the aim to find a better
explanation of such variability.
Literatura citada
N
1.092 - 1.150.7
1.150.7 - 1.212.7
1.212.7 - 1.278.4
1.278.4 - 1.348.3
1.348.3 - 1.422.5
1.422.5 - 1.492.3
1.492.3 - 1.558.1
1.558.1 - 1.620.0
1.620.0 - 1.678.4
1.678.4 - 1.733.4
Contours
1.150.7
1.212.7
1.278.4
1.348.3
1.422.5
1.492.3
1.558.1
1.620.0
1.678.4
Figura 8. Mapa geográfico e isolíneas para la variable
rendimiento (kg ha-1).
Figure 8. Geographic map and isoline for variable yield (kg ha-1).
Conclusiones
La variabilidad espacial entre lámina total (mm) de riego
recibida fue mínima y su dependencia está en un radio de
acción de 5.70 m.
Los rendimientos (hg ha-1) presentan mayor variabilidad
espacial de acuerdo con el valor presentado en el efecto
pepita y su dependencia tiene un radio de acción de 7.84 m.
Para futuras investigaciones es recomendable adicionar
otros factores como la variabilidad del suelo con el
objetivo de encontrar una mejor explicación a dicha
variabilidad.
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Suelos irrigados en la región de Rioverde, San Luis Potosí, México*
Irrigated soils in region of Rioverde, San Luis Potosí, Mexico
Hilario Charcas-Salazar1, Juan Rogelio Aguirre-Rivera2 y Héctor Martín Durán-García2§
Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Dr. Manuel Nava 8, Zona Universitaria, C. P. 78290, San Luis Potosí, S L P, México. (charcassalazar@
yahoo.com.mx). 2Instituto de Investigación de Zonas Desérticas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. C. Altair 200, Fraccionamiento del Llano, C. P. 78377, San
Luis Potosí, S L P. México. Tel. 01 444 8421146. Ext. 105. ([email protected]) §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
La región de Rioverde, San Luís Potosí, México, tiene 15 132
ha de riego; los suelos irrigados corresponden a Phaeozems,
Vertisoles, Chernozems y Solonchaks. Durante más que 20
años, el laboratorio del Distrito de Desarrollo Rural 130 ha
acumulado datos del análisis de dichos suelos; sin embargo,
se carece de análisis de tal información, que permita conocer la
variación de las propiedades físicas y químicas y la fertilidad
de los suelos de la región, así como las repercusiones del
riego en dichas propiedades. El objetivo de este estudio fue
caracterizar los suelos agrícolas irrigados de dicha región, con
base en la información de laboratorio existente. La información
se procesó con el paquete Excel 97 para Windows 98, y se
sometió a un análisis multivariable de ordenación mediante
componentes principales. Los suelos se caracterizan con
base en textura, materia orgánica, reacción, conductividad
eléctrica, porcentaje de sodio intercambiable, fósforo y potasio
asimilables. Se concluye con base en el análisis multivariable
de las muestras de suelo que con sólo la determinación de los
porcentajes de arena, arcilla y materia orgánica se puede conocer
el estado actual de los suelos del área de estudio y las prácticas
de manejo requeridas para su aprovechamiento racional.
The region of Rioverde, San Luis Potosí, Mexico, has 15
132 ha of surface for irrigation; irrigated soils correspond
to phaeozems, vertisols, chernozems and solonchaks. For
more than 20 years, the laboratory from Rural Development
District 130 has accumulated information from analysis of
such soils; however no analysis of this data exists which
would allow to know variation in physical and chemical
properties and soils fertility from the region, as well as
repercussions of irrigation on these properties. The aim
of this study was to characterize irrigated agricultural
soils in such region, based on available laboratory
information. It was processed with Excel 97 software for
Windows 98 and multiple variable analysis of sorting by
main components was applied. Soils are characterized
with base to texture, organic matter, reaction, electric
conductivity, percentage of interchangeable sodium,
available phosphorus and potassium. It is concluded that
only when defining percentages of sand, clay and organic
matter, the current state of soils from study area and the
handling procedures required for its rational exploitation
can be known.
Palabras clave: suelos agrícolas, suelos irrigados,
propiedades físicas y químicas, fertilidad de suelos.
Key words: agricultural soils, irrigated soils, physical and
chemical properties, and soils fertility.
Hilario Charcas-Salazar et al.
Introducción
Introduction
La región agrícola de Rioverde es una de las más importantes
de México y posiblemente la más importante del estado de
San Luís Potosí. Es una llanura que se extiende 60 km de
norte a sur y 35 km de este a oeste (Figura 1), y comprende
una superficie de labor de 49 495 ha, de las cuales 15
132 cuentan con agua para riego (INEGI, 1994). El agua
para el riego proviene de manantiales que brotan de la
formación caliza El Doctor y de perforaciones sobre un
acuífero de medio granular. Las aguas de estas dos fuentes
se caracterizan por presentar una fuerte variación en la
composición y concentración de las sales que llevan disueltas
(Charcas et al., 2002). El uso de estas aguas afecta de manera
distinta las propiedades físicas y químicas de los suelos, lo
cual finalmente se refleja en el rendimiento y la rentabilidad
de su cultivo. Durante más que 20 años, en el laboratorio del
Distrito de Desarrollo Rural (DDR) 130 (localizado en el
área de estudio) se han acumulado datos de análisis de 492
muestras de diferentes suelos de la región.
Agricultural region of Rioverde is one of the outstanding
regions in Mexico and it is possibly the most important from
San Luis Potosí. It is a plain that extends 60 km from north to
south and 35 km from east to west (Figure 1), and embraces
labor surface of 49 495 ha, from which 15 132 have water for
irrigation (INEGI, 1994). Irrigation water comes from wells
emerging from El Doctor, a limestone formation, and from
drillings on granular intermediate aquifer. The water from
these two sources have strong variation in composition and
concentration of salts they have dissolved (Charcas et al.,
2002). The use of these waters affects differently to chemical
and physical properties of soils, which finally affects crop
yield and profitability. During more than 20 years, in the
laboratory from Rural Development District (DDR) 130
(located in study area) data from analysis of 492 samples of
different soils in the region has been recorded.
Cuando se dispone de mucha información o de muchas
variables de estudio, resulta difícil encontrar los patrones
de asociación entre localidades de muestreo con base en los
atributos medidos. Las técnicas de análisis multivariable
permiten encontrar las semejanzas entre sitios, basadas en
los valores de los atributos, y al mismo tiempo encontrar
los pesos relativos de dichos atributos para definir ejes que
expresen en forma resumida la mayor variación posible de
los datos (Ter Braak, 1987). Así, es factible reconocer las
variables más importantes que permitan definir clases de
unidades de estudio, en este caso, los suelos agrícolas de la
región de Rioverde, San Luis Potosí. Con base en lo anterior,
el objetivo de este trabajo fue caracterizar los suelos agrícolas
irrigados de la región de Rioverde, San Luís Potosí, México,
con base en la información histórica de laboratorio existente
y reconocer sus patrones de variación regional.
Descripción del área de estudio
Agua de riego. Con base en la ubicación geográfica y
la calidad del agua de riego, los manantiales y pozos
pueden agruparse en dos zonas (Charcas et al., 2002): 1)
Zona Norte; comprende el área entre los poblados de San
Bartolo y San Francisco, en su límite septentrional, y los
de la Colonia Veinte de Noviembre y Miguel Hidalgo, en
su límite meridional. Las aguas de esta zona presentan las
características siguientes: a) alta concentración de sales, con
Áreas irrigadas
Pozos
MÉXICO
Manantiales
Figura 1. Ubicación de la región de Rioverde y sus áreas
irrigadas.
Figure 1. Location of Rioverde region and irrigated surfaces.
When there is much information or from several variables
study, is difficult to find association patterns between
sampling locations based on measured attributes. Multiple
variable analysis techniques allow to find such relationships
between locations based on attributes values and at the same
time to find relative weights of such attributes to define
Suelos irrigados en la región de Rioverde, San Luis Potosí, México
valores de conductividad eléctrica mayores que 2 000 µmhos
cm-1 a 25 ºC; b) relaciones de adsorción de sodio (RAS)
menores que 2.0; y c) pH ligeramente alcalino (7.2 a 8.1).
De acuerdo con Fipps (1996) y Hoffman y Shalhevet (2007),
estas aguas pueden usarse siempre y cuando se siembren
cultivos tolerantes a las sales, se aplique agua en abundancia
y el drenaje del subsuelo sea adecuado; 2) Zona Sur; abarca
el área localizada entre la margen derecha del río Verde y el
borde de las serranías del oeste y suroeste, así como la franja
de la margen izquierda del río, que se extiende desde Labor
Vieja hasta la colonia Veinte de Noviembre. Las aguas de
esta zona se caracterizan por: a) menor concentración de
sales, con valores de conductividad eléctrica de 250 a 2 000
µmhos cm-1 a 25 ºC; b) la RAS es menor que 1; y c) el pH
varía desde ligeramente ácido a ligeramente alcalino (6.5 a
7.4). Estas aguas pueden usarse en suelos con buen drenaje
y prácticas especiales de control de la salinidad; se deben
utilizar en cultivos tolerantes a las sales (Palacios y Aceves,
1994; Fipps, 1996; Hoffman y Shalhevet, 2007).
Geología. Los sedimentos lacustres alternan espacialmente
con el travertino. En la porción Zona Norte, los sedimentos
están compuestos de arcillas, tobas silíceas porosas y
clásticos de caliza y caliche. En la Zona Sur (y suroeste),
los materiales de relleno consisten de una alternancia de
capas de arcillas, arenas y gravas, con una cobertura de
tobas areno arcillosas y pumíticas. En estos sedimentos se
han desarrollado los suelos más fértiles (Phaeozems) de la
región de estudio (Alvarado, 1973; Montañez, 1992).
Se recopilaron y revisaron los datos disponibles del
análisis de suelos del laboratorio del DDR 130. Luego, se
utilizaron las cartas geológica, edafológica y de uso del suelo
(CETENAL, 1973) para ubicar los lugares donde fueron
tomadas las muestras de suelo, y de esta forma obtener
información acerca de la presencia, distribución y uso de
las clases de suelos agrícolas existentes. Con la información
anterior, se hicieron recorridos de campo para localizar los
lugares de muestreo y obtener información adicional, tal
como relieve, topografía, drenaje superficial y manejo del
suelo. La información obtenida se procesó con el paquete
Excel 97 para Windows 98. La caracterización de los suelos
se hizo con base en los atributos evaluados y calificaciones
asignadas en el laboratorio del DDR 130, así como en los
criterios usuales publicados en la literatura agronómica.
511
axes that in resume give the greatest variation possible on
such data (Ter Braak, 1987). Thus, is feasible to identify
the most important variables that allow to define types of
study units, in this case, agricultural soils from region of
Rioverde, San Luis Potosí. Based on this, the aim of this
work was to characterize irrigated agricultural soils from
region of Rioverde, San Luis Potosí, Mexico, based in the
existing laboratory historical records and to identify their
regional variation patterns.
Study area description
Water for irrigation. Based on geographical location and
quality of irrigation water, springs and wells can be grouped
in two zones (Charcas et al., 2002): 1) north zone; comprises
surface between cities of San Bartolo and San Francisco,
in its northern limit, and from neighborhoods Veinte de
Noviembre and Miguel Hidalgo, in its southern limit.
Water from this zone has the following characteristics:
a) high salts concentration, with electric conductivity
values greater than 2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC; b) sodium
adsorption ratio (RAS) less than 2.0; and c) slightly alkaline
pH (7.2 to 8.1).
According to Fipps (1996) and Hoffman & Shalhevet
(2007), such water can be used if planted crops are tolerant
to salt, water is applied in plenty and subsoil drainage
is suitable; 2) south zone; embraces the surface located
between the right shoreline of Rioverde river and the
limit with the west and southeast mountains, as well as the
strip on the left shoreline, from Labor Vieja up to Veinte
de Noviembre neighborhood. Its water is characterized
by: a) lower salt concentration, with electric conductivity
values from 250 to 2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC; b) RAS is
less than 1; and c) pH varies slightly from acid to slightly
alkaline (6.5 to 7.4). Such water can be used in soils with
good drainage and special salinity control practices; salt
tolerant crops must be used (Palacios and Aceves, 1994;
Fipps, 1996; Hoffman and Shalhevet, 2007).
Geology. The lacustrine sediments spatially alternate with
travertine. In the north zone, sediments are composed by
clays, porous silica tufas and clastic limestone and caliche.
In the south zone (and southwest), refill materials consist
in alternating layers of clays, sands and gravels, with
coverage of sandy clay and pumice tufa. In the studied
region, more fertile (phaeozems) soils have developed in
these sediments in the studied region (Alvarado, 1973;
Montañez, 1992).
Las 492 muestras para el estrato de 0 a 30 cm de suelo que
contaban con datos completos y congruentes de textura,
conductividad eléctrica, RAS, pH, materia orgánica, N, P y
K, se sometieron a un análisis de ordenación de componentes
principales con la versión desarrollada por Ter Braak (1988)
incluida en su programa CANOCO.
Con base en la procedencia geográfica, la calidad del agua
de riego y el tipo de suelo, las muestras se agruparon en tres
zonas (Figura 1): 1) norte; se ubica entre los poblados de San
Francisco, en el límite oriental, y Diego Ruiz, en el límite
occidental. Es una zona que se riega con aguas que presentan
valores de conductividad eléctrica > 2000 µmhos cm-1 a
25 ºC, valores de la RAS < 2 y valores del pH ligeramente
alcalinos (7.2 a 8.1). Las clases de suelo predominantes
son Phaeozems cálcicos, Vertisoles eútricos y Solonchaks
háplicos; 2) margen izquierda del RíoVerde; abarca una
franja de terrenos que se extiende desde el poblado de la
Boquilla, en el límite oriental, hasta el poblado de La Noria,
en el límite occidental. En la porción oriental, las aguas
tienen valores de conductividad eléctrica > 2 000 µmhos
cm-1 a 25 ºC, mientras que en la occidental los valores son
menores; en ambas porciones, los valores de la RAS son <
2 y los del pH son ligeramente alcalinos (7.2 a 8.1). Por otra
parte, hacia el oriente predominan los suelos de las unidades
Chernozems cálcicos y Solonchaks_háplico, pero en el
occidente sólo se presenta Vertisol_éutrico; y 3) sur; incluye
toda la margen derecha del RíoVerde, hasta las estribaciones
de las serranías del occidente. Esta zona comprende las dos
áreas agrícolas más importantes: a) El Refugio; sus aguas se
caracterizan por presentar valores de conductividad eléctrica
que varían de 250 a 2 000 µmhos cm-1 a 25 ºC, valores de la
RAS < 1 y pH ligeramente alcalino (7.2 a 8.1); sus suelos
corresponden a Phaeozems_háplico; y b) Distrito de Riego
049 (manantial de la Media Luna y manantiales menores);
sus aguas tienen valores de conductividad eléctrica que
varían de 1650 a 1980 µmhos cm-1 a 25 ºC, valores de la RAS
< 1 y pH desde ligeramente ácido a ligeramente alcalino (6.5
a 7.8); sus suelos pertenecen a las clases Phaeozems_háplico
y Chernozems cálcicos.
La calidad del agua de riego y el tipo de suelo presentes en
las tres zonas descritas, históricamente han condicionado
la conformación agrícola de la región de Rioverde. Así,
en la zona norte, ha predominado la cría en agostaderos de
Available data about soils analysis from DDR 130
laboratory was collected and reviewed. Then, geological,
edaphologic and soil use maps (CETENAL, 1973) were
used to locate places where soil samples were taken, and
finally obtain information about presence, distribution
and use of existing types of agricultural soils. With the
previous information, field surveys were made to locate
sampling places and get additional information such as
relief, topography, surface drainage and soil handling.
The obtained information was processed with Excel 97
software for Windows 98. Soils characterization was made
based on assessed attributes and qualifications assigned in
DDR 130 laboratory, as well as usual criteria published in
agronomic literature. The 492 samples for strata 0 to 30 cm
of soil that have complete data and according to texture,
electric conductivity, RAS, pH, organic matter, N, P, and
K, were submitted to sorting analysis of main components
with version developed by Ter Braak (1988) bundled in his
CANOCO software.
Based on geographical origin, irrigation water quality and
soil type, samples were grouped in three zones (Figure 1):
1) north; located between cities of San Francisco, at west
limit, and Diego Ruiz, at east limit. This zone is irrigated
with water showing electric conductivity values > 2 000
µmhos cm-1 at 25 ºC, RAS values < 2 and slightly alkaline
pH values (7.2 to 8.1). Predominant soil types are calcic
phaeozems, eutric vertisols and haplic solonchaks; 2) left
shoreline from Rioverde; embraces a portion of lands that
extends from city of Boquilla, in the west limit, up to city
La Noria, in the east limit.
In the west portion, water has electric conductivity values >
2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC, while in east portion values are
lower; in both portions, RAS values are < 2 and pH values
are slightly alkaline (7.2 to 8.1). On the other hand, to the
west the predominant soils are from calcic chernozems
and haplic solonchaks units, but in east only eutric vertisol
is detected; and 3) south; includes the right shoreline of
Rioverde, up to limits from western mountains. This zone
embraces the two most important agricultural zones: a) El
Refugio; its water is characterized by electric conductivity
513
équidos, caprinos y vacunos; mientras que en las zonas de la
margen izquierda y derecha del Rioverde, se ha desarrollado
la producción de cosechas de regadío (Charcas et al., 2002).
values that vary from 250 to 2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC,
RAS values < 1 and slightly alkaline pH (7.2 to 8.1); its
soils corresponds to haplic phaeozems; and b) Irrigation
District 049 (Media Luna spring and other ones); its water
has electric conductivity values that vary from 1650 to 1980
µmhos cm-1 at 25 ºC, RAS values < 1 and pH from slightly
acid up to slightly alkaline (6.5 to 7.8); its soils belong to
haplic phaeozems and calcic chernozems types.
Textura. En general, las muestras de suelo se agruparon
en tres clases de textura: arcillosa, franco arcillosa y franco
arcillo arenosa. La importancia de cada clase depende del
área geográfica donde fueron tomadas las muestras de suelo.
Así, en la zona norte predomina, en orden decreciente:
arcillosa> franco arcillosa> franco arcillo arenosa. En ambas
márgenes del Rioverde, prevalece la secuencia de texturas
arcillosa> franco arcillo arenosa> franco arcillosa. En
relación con la fracción arcilla, se presentan dos gradientes:
uno de norte a sur, relacionado con la pendiente general de la
planicie, la cual es consecuencia de los eventos geológicos
que dieron origen al valle; y otro de este a oeste, relacionado
con la pendiente perpendicular al Rioverde, resultante de los
procesos de erosión y drenaje (Cuadro 1). La información
anterior es similar a la de los puntos de verificación de la
carta edafológica de CETENAL (1973).
The existing irrigation water quality and soil type in
described zones, historically had conditioned agricultural
application in Rioverde region. Thus, in north zone, equine,
caprine and cattle breeding are the predominant activities in
north region; while in zones to the left and right shoreline of
Rioverde, irrigation crops production has been developed
(Charcas et al., 2002).
Texture. In general, soils samples were grouped in three
types of texture: clay, loam clay and loam sandy clay. The
importance of every type depends on the geographical
Cuadro 1. Porcentaje de muestras para las principales clases de textura en los suelos irrigados (capa superficial 0-30 cm).
Table 1. Percentage of samples for main texture types in irrigated soils (surface layer 0-30 cm).
Zona geográfica
Norte
Pastora
San Francisco
Margen izquierda del Rioverde
Reforma-20 nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
Distrito de Riego 049
n
Franco arcillo
arenosa
Franco
arcillosa
Arcillosa
Otras
81
22
8.6
0.0
13.6
13.6
72.8
81.8
5.0
4.6
332
109
21.7
15.6
14.8
16.6
53.0
56.0
10.5
11.8
242
306
30.6
16.0
13.6
14.0
41.7
56.9
14.1
13.1
De acuerdo con Russell (2000), Porta et al. (1993) y Brady
y Weil (2008), los tres tipos de textura señalados comparten,
con diferente grado de intensidad, las propiedades de
la fracción arcilla; es decir, superficie específica muy
elevada, y partículas con carga eléctrica superficial y
comportamiento coloidal. Estas características tienen, entre
otras, las implicaciones agrícolas siguientes: a) capacidad
de intercambio catiónico alta. Cuanto más arcilla hay en un
suelo, tanto más elevada es su capacidad de intercambio de
cationes. Los suelos de la clase franco arcillosa tienen de 15 a
20 cmol (+) kg-1, mientras que los suelos de la clase arcillosa
exceden por lo general de 20 cmol (+) kg-1; b) capacidad
zone where soil samples were taken. Thus in north zone
in decreasing order the predominant ones are: clay > loam
clay > loam sandy clay. In both shorelines of Rioverde,
prevails the texture sequence clay > loam sandy clay > loam
clay. With regards clayey fraction, there are two gradients:
one from north to south, related with the general slope of
the plain, which is consequence of geological events that
give place to the valley; and other from east to west, related
to slope perpendicular to Rioverde, resulting from erosion
and drainage processes (Table 1). The previous information
is similar to the verification points on the edaphologic map
from CETENAL (1973).
de retención y suministro de agua elevada. A medida que
aumenta la cantidad de arcilla, también aumenta la capacidad
para retener el agua; así, el suministro de agua a la planta
es mayor en los suelos arcillosos que en los arenosos; c)
permeabilidad baja. Al incrementarse el contenido de
arcilla, disminuye la tasa de movimiento del agua y del aire
a través del suelo, lo cual puede ocasionar problemas de
encharcamiento y falta de oxígeno; y d) dificultad de laboreo.
En los suelos arcillosos dura poco tiempo el tempero, por
lo que resulta difícil realizar las labores en el momento
oportuno. Cuando el suelo está muy húmedo, la arada no lo
disgrega, sino que forma grandes prismas invertidos; por el
contrario, cuando está seco, esta labor requiere gran tracción
y forma muchos terrones, que algunas veces no se destruyen
con la rastra, sino que se hunden en el suelo (Russell, 2000;
Porta et al., 1994; Brady y Weil, 2008).
Materia orgánica. Con base en el contenido (%) de materia
orgánica (MOR), las muestras de suelo agrícola se suelen
agrupar en tres niveles: pobre (0.0-2), medio (2.1-3) y rico
(> 3) (Navarro, 1957). En general, en la región estudiada
predominan los suelos con niveles pobre y medio de MOR.
En la zona norte, en el área de Pastora (porción occidental),
poco menos que la mitad de las muestras corresponde a suelos
ricos en MOR; sin embargo, en el área de San Francisco
(porción oriental), las dos terceras partes pertenecen a suelos
pobres en este respecto. En la margen izquierda del río Verde,
tanto en el área de La Reforma (porción occidental) como
en el norte de Rioverde (porción oriental) los porcentajes
de suelos con los tres niveles de MOR son similares. En la
zona sur, en el área de El Refugio, casi dos terceras partes
de las muestras son de suelos pobres en MOR; mientras
que en el Distrito de Riego 049, a cada nivel de MOR le
corresponde alrededor de una tercera parte (Cuadro 2). Estos
resultados son reflejo de las prácticas de cultivo en la región,
las cuales se caracterizan por la aplicación de fertilizantes
químicos, incorporación escasa de residuos de cosecha y nula
aplicación de estiércol. Cabe destacar que el área hortícola
más importante de la región, El Refugio, es una de las dos
áreas que cuentan con la mayor proporción de suelos pobres
en materia orgánica. Esto adquiere relevancia debido a que
en ella se obtienen altos rendimientos mediante la aplicación
excesiva y desproporcionada de fertilizantes químicos, y
que por ello, es considerada regionalmente como el ejemplo
a seguir. La información anterior coincide con la que se ha
obtenido para los suelos Phaeozems y Vertisols de otras
regiones de México (Morazzani y Ortega, 1972; RamírezSilva y Pérez-Zamora, 1990; Venegas et al., 1991; Alvarado
y Cruz, 1993; Pérez, 1993; Osuna et al., 1994; Pérez, 1996;
According to Russell (2000), Porta et al. (1993) and Brady
and Weil (2008), the three types of texture share, at different
intensity degree, the properties of clayey fraction; e. g., very
high specific surface, and particles with electrical surface
charge and colloidal behavior. These characteristics have,
among others, the following agricultural implications: a)
high cation exchange capacity. The greater clay content in
soil, the greater cation exchange capacity. Clayey type soils
have from 15 to 20 cmol (+) kg-1, while clayey type soils
exceed in general by 20 cmol (+) kg-1; b) retention capacity
and higher water supply.
In the extent clay content increases, water retention capacity
also increases; thus, water supply to the plant is greater in
clayey soils than in sandy soils; c) low permeability. When
clay content increases, water and air motion rate through soil
decreases, which can cause stagnation and lack of oxygen
issues; and d) difficult plow. The tempering last little in clayey
soils, then is difficult to make work on time. When soil is too
wet, plow does not disintegrate it, but makes large inverted
prismatic shape formations; on the other hand, when it is
dry, this work requires great traction and makes many clods,
which some times are not destroyed with plow, but they sink in
soil (Russell, 2000; Porta et al., 1994; Brady and Weil, 2008).
Organic matter. Based on organic matter (MOR) content
(%), agricultural soil samples can be grouped in three levels:
poor (0.0-2), medium (2.1-3) and rich (> 3) (Navarro, 1957).
In general, in the studied region MOR poor and medium soils
are the predominant ones. In north zone, on Pastora section
(western side), little less than half of samples correspond
to soils rich in MOR; however, in San Francisco section
(eastern side), two thirds of lands correspond to soil poor
in MOR. In the left shoreline of Rioverde, as well in the
western side (La Reforma area) as in the eastern side (north
of Rioverde) the percentages of soils with the three MOR
levels are similar. In south zone, in El Refugio area, almost
two thirds of samples correspond to soils poor in MOR;
while in Irrigation District 049 each MOR level is detected
around one third (Table 2). These results reflect harvest
practices in the region, in which use of chemical fertilizers,
very scarce addition of harvest remains, and null manure
application is common practice. It is worth to mention that
largest horticultural section of region, El Refugio, is one of
the zones with greatest proportion of soils poor in organic
matter. This becomes important since in this zone high
yields are obtained by excessive and limitless application
of chemical fertilizers, and by this reason is regionally used
as example.
515
Pérez et al., 1998; Salgado-García et al., 2000). En los
manuales de agronomía, se señala que el bajo contenido de
materia orgánica en los suelos, disminuye notablemente la
eficacia de los fertilizantes químicos y dificulta las labores de
labranza; por ello se recomienda la rotación de cultivos con
requerimientos nutricionales y de labranza contrastantes,
además de la incorporación de residuos de cosechas y abonos
verdes, aplicación de estiércol y disminución de labores
de labranza, esto es, las prácticas apropiadas de manejo de
suelos (Russell, 2000; Lampkin, 1998).
This information coincides with the data obtained for
phaeozems and vertisols soils from other regions of Mexico
(Morazzani and Ortega, 1972; Ramírez-Silva and PérezZamora, 1990; Venegas et al., 1991; Alvarado and Cruz,
1993; Pérez, 1993; Osuna et al., 1994; Pérez, 1996; Pérez
et al., 1998; Salgado-García et al., 2000). In agronomy
manuals, low content of organic matter in soils makes that
chemical fertilizers efficiency diminishes dramatically and
makes harder to work on tilling; then it is recommended
crop rotation with contrasting nutritional requirements and
Cuadro 2. Proporción (%) de muestras de suelo según contenido de materia orgánica (%) (capa superficial 0-30 cm).
Table 2. Rate (%) of soils samples according to organic matter content (%) (surface layer 0-30 cm).
Zona geográfica
Norte
Pastora
San Francisco
Reforma-20 nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
n
≤2.0 (Pobre)
2.1-3.0 (Medio)
>3.0 (Rico)
104
21
26.9
66.7
26.9
14.3
46.2
19.0
267
132
46.1
42.4
26.6
31.1
27.3
26.5
203
219
60.1
37.0
22.2
29.7
17.7
33.3
pH. Las muestras de suelo corresponden principalmente
a cuatro clases en cuanto a su reacción: neutros (6.6-7.5),
ligeramente alcalinos (7.6-8.0), medianamente alcalinos (8.18.5) y fuertemente alcalinos (> 8.5). En la zona norte, los suelos
ligeramente alcalinos y medianamente alcalinos comprenden
más del 84% de las muestras consideradas para las porciones
occidental y oriental. En la margen izquierda del río Verde, las
tres primeras clases de pH ocurren en proporciones similares.
En la región sur del área de El Refugio predominan suelos
medianamente alcalinos, mientras que en el Distrito de Riego
049 dominan los suelos ligeramente alcalinos (Cuadro 3).
La información anterior concuerda con la obtenida en otras
regiones de México para Phaeozems (Pérez, 1993, 1996; Pérez
et al., 1998) y Vertisoles (Osuna et al., 1994) y con los datos
generalizados para las unidades de suelos registrados para la
región de estudio (FAO-UNESCO, 1991). Algunos efectos
esperables en suelos ligeramente alcalinos y medianamente
alcalinos, son: 1) disminución de la disponibilidad de fósforo,
pues con valores de pH mayores de 7.5 el fósforo se encuentra
en forma poco soluble (fosfato tricálcico); 2) deficiencias de
hierro, manganeso, zinc, cobre, boro y cobalto; particularmente
destacan problemas de clorosis; y 3) supresión de organismos
benéficos; los organismos fijadores de nitrógeno disminuyen
su actividad rápidamente a valores de pH superiores a 7.4; y
of tilling, also it is recommended to add residue from harvest
and green compost, manure application and decrease of
tilling work, this means, proper handling practices of soils
(Russell, 2000; Lampkin, 1998).
pH. According to their reaction, soils samples correspond
mainly to four types: neutral (6.6-7.5), slightly alkaline
(7.6-8.0), moderately alkaline (8.1-8.5) and highly alkaline
(> 8.5). In north zone, slightly and moderately alkaline
soils comprise more than 84% of samples considered for
western and eastern sides. In the left shoreline of Rioverde,
the three first pH types have similar proportions. In the
south region from El Refugio area, moderately alkaline
soils are the predominant ones, while slightly alkaline soils
are the predominant in Irrigation District 049 (Table 3). The
previous information coincides with the one obtained in
other regions of Mexico for phaeozems (Pérez, 1993, 1996;
Pérez et al., 1998) and vertisols (Osuna et al., 1994) and with
generalized data for soil units recorded for the study region
(FAO-UNESCO, 1991).
In slightly and moderately alkaline soils some prospected
effects are: 1) decrease of phosphorus availability, since with
pH values greater than 7.5, phosphorus is found in a variety
4) se favorecen organismos causantes de enfermedades en las
plantas; tal es el caso del marchitamiento por Verticillium en el
jitomate y otras solanáceas (Worthen yAldrich, 1956;Allaway,
1957; Russell, 2000; Porta et al., 1993; Brady y Weil, 2008).
little soluble (tricalcium phosphate); 2) deficiencies of iron,
manganese, zinc, copper, boron and cobalt; in particular
chlorosis issues arise; and 3) suppression of beneficial
organisms; nitrogen fixer organisms quickly decrease their
Cuadro 3. Porcentajes de muestras de suelos irrigados de acuerdo con su tipo de reacción (capa superficial 0-30 cm).
Table 3. Percentages of samples of irrigated soils according to reaction type (surface layer 0-30 cm).
Zona geográfica
Norte
Pastora
San Francisco
Reforma-20 Nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
n
Neutro
(6.6-7.5)
Ligeramente
alcalino (7.6-8.0)
Medianamente
alcalino (8.1-8.5)
Fuertemente
alcalino (>8.5)
153
33
5.2
15.2
48.4
66.7
41.8
18.1
4.6
0.0
335
228
35.5
38.6
23.6
30.7
37.0
27.2
3.9
3.5
261
396
32.9
34.8
23.7
42.7
42.1
19.7
1.3
2.8
Salinidad. Con base en los valores de conductividad
eléctrica (dS m-1 a 25 ºC), las muestras de suelo se agruparon
sólo en dos clases: suelos normales (0.0-4.0) y suelos salinos
(> 4.0). En general se presentaron dos gradientes, uno de
norte a sur, y otro de este a oeste, en coincidencia con los
gradientes del contenido de arcilla (Cuadro 4). En la zona
norte, las muestras del área de San Francisco provienen de
Solonchaks háplico, mientras que las de Pastora proceden
principalmente de Phaeozems cálcicos y Vertisoles éutricos.
En esta zona, los suelos en forma natural han estado sujetos
a un ciclo anual de inundación y secamiento, lo cual ha
conducido a la acumulación de sales. En la margen izquierda
del Ríoverde, las muestras proceden principalmente de
Vertisoles_éutricos, Chernozems cálcicos y Solonchaks
háplicos. Aunque esta zona también está bajo la influencia
de los ciclos anuales de inundación y secamiento, el
problema de acumulación de sales se atenúa por el drenaje
natural hacia el Ríoverde. En la zona sur se registra la menor
proporción de suelos salinos; las muestras del área de El
Refugio corresponden a Phaeozems_háplicos y las del
Distrito de Riego 049, provienen de Chernozem cálcicos
y Phaeozems háplico. Esta zona presenta buen drenaje,
debido a la red de drenes que se construyó al establecerse
el Distrito de Riego, a principios de los años ochenta. Los
suelos con problemas de sales en la región se localizan
principalmente en pequeñas depresiones que se han abierto
al cultivo recientemente.
activity at pH values greater than 7.4; and 4) there is
opportunity to favor organisms that cause diseases in plants;
in this case we can list wilting by Verticillium in tomato and
other solanaceae (Worthen and Aldrich, 1956; Allaway,
1957; Russell, 2000; Porta et al., 1993; Brady and Weil,
2008).
Salinity. Based non electric conductivity values (dS m-1
at 25 ºC), soil samples were grouped only in two types:
normal soils (0.0-4.0) and saline soils (> 4.0). In general,
two gradients emerged, one from north to south, and other
from east to west, coinciding with gradients of clay content
(Table 4). In north zone, samples from San Francisco area
are haplic solonchaks, while samples from La Pastora
mainly are calcic phaeozems and eutric vertisols. In
this zone, soils have been naturally subject to floods and
droughts annual cycle, which has led to salt accumulation.
In the left shoreline of Rioverde, samples are mainly from
eutric vertisols, calcic chernozems and haplic solonchaks.
Although this zone is also under the influence of floods and
droughts annual cycle, the problem of salt accumulation is
worsened due natural drainage towards Rioverde. In south
region exists the least proportion of saline soils, samples
from El Refugio area correspond to haplic phaeozems and
the samples from Irrigation District 049, are from calcic
chernozems and haplic phaeozems. This zone has good
drainage, due the drain network build to set Irrigation
517
Con base en la información anterior y en el historial de
uso de las áreas de riego señaladas, se puede afirmar
que el problema de salinidad de los suelos de la
región de estudio, es el resultado de la transformación
en regadío de terrenos impropios para el cultivo. En la
zona norte y en la porción oriental de la margen izquierda
del río Verde, el problema de los suelos salinos se ha
agravado por el uso de aguas con alto contenido de s
ales y la falta de prácticas favorables de manejo de
suelos.
District at the beginning of the decade of 1980. In the region,
soils with salt issues are located mainly in small depressions
that are recently used for harvest.
Sodificación. Con excepción del área de San Francisco
(donde se registraron 13 muestras con valores promedio
14%), el porcentaje de sodio intercambiable (PSI) de
la mayoría de los suelos es menor que 5%; esto es, por
debajo del valor máximo a partir del cual se pierden las
propiedades físicas favorables de los suelos arcillosos
(Dudal, 1967; Porta et al., 1993). Así, casi no se registraron
PSI cercanos a 15%, con lo cual los suelos ya presentan
serias dificultades para mantener su permeabilidad
(Russell, 2000; Brady y Weil, 2008).
Zona geográfica
Nitrógeno. Los datos del contenido de nitrógeno en las
muestras de suelo están calculados con base en los de
materia orgánica, por lo que sería redundante mostrarlos;
así, sólo se presenta la información correspondiente a
fósforo y potasio.
Fósforo. Respecto al contenido de fósforo (mg kg -1),
las muestras de suelo se suelen agrupar en cuatro
niveles: pobre (≤ 4.0), medio (4.1-8), rico (8.1-18) y
muy rico (> 18.0) (Navarro, 1957). En toda la región
de estudio, la mayoría de las muestras analizadas
corresponde a los niveles muy rico y rico (Cuadro 5). Esta
abundancia de fósforo se puede explicar por la aplicación
de altas cantidades de fertilizantes fosfóricos a las
hortalizas que se siembran en rotación anual con el maíz.
Sin embargo, como ya se señaló anteriormente, la mayoría
de los suelos presenta valores de pH que varían entre 7.6
y 8.5, por lo que gran parte del fósforo puede estar en
forma poco asimilable. Este problema se puede resolver
con prácticas de fertilización más racionales, la aplicación
combinada de fertilizantes fosfóricos con nitrogenados
de residuo ácido, o bien, con la incorporación periódica
de residuos de cosecha y de estiércol (Tisdale y Nelson,
1970; Porta et al., 1993; Lampkin, 1998).
Cuadro 4. Proporción de muestras de suelos irrigados según
su nivel de conductividad eléctrica (dS m-1 a 25
o
C) (capa superficial 0-30 cm).
Table 4. Samples proportion of irrigated soils according to
electric conductivity level (dS m-1 at 25 oC) (surface
layer 0-30 cm).
Norte
Pastora
San Francisco
Reforma-20 nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
n
0.0-4.0 >4.0
(Normal) (Salino)
153
33
52.3
9.1
47.7
90.9
335
228
74.9
65.8
25.1
34.2
262
396
92.4
82.3
7.6
17.7
Also based on this information and the historical usage
of irrigation areas, it can be stated that salinity issue
in soils from this region is the result of transforming
land not suitable for harvest into plantations. In north
zone and eastern side from left shoreline of Rioverde,
this problem has worsen due use of water with high
content of salt and lack of proper practices of soils
handling.
Sodication. Except for San Francisco area (where 13
samples with average value of 14% were recorded), the
percentage of exchangeable sodium (PSI) from most of
soils is less than 5%;in other words, bellow the maximum
value from which there is no good physical properties for
clayey soils (Dudal, 1967; Porta et al., 1993). Thus, there
were almost null records for PSI near 15%, meaning that
soils already have issues to keep their permeability (Russell,
2000; Brady and Weil, 2008).
Nitrogen. Data about nitrogen content in soil samples are
calculated based in the ones of organic matter, therefore
it is redundant to show them and only information for
phosphorus and potassium is presented.
Cuadro 5. Proporción de muestras de suelo de acuerdo al contenido de fósforo (mg kg-1) (capa superficial 0-30 cm).
Table 5. Proportion of soil samples according to phosphorus content (mg kg-1) (surface layer 0-30 cm).
n
Zona geográfica
Norte
Pastora
San Francisco
Reforma-20 nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
≤4.0 (Pobre) 4.1-8.0 (Medio)
8.1-18 (Rico)
>18.0 (Muy rico)
104
22
10.6
4.5
6.7
0.0
21.1
4.5
61.60
91.00
324
118
7.4
8.5
4.9
4.2
14.8
17.8
72.90
69.50
206
246
4.4
1.6
3.4
2.8
14.1
7.3
78.10
88.30
Potasio. De acuerdo con el contenido de potasio (mg kg-1), los
suelos agrícolas se agrupan en cuatro clases: pobre (≤ 102.0),
medio (102.1-146.0), rico (146.1-222.0) y muy rico (>222.0)
(Navarro, 1957). Las muestras analizadas corresponden
principalmente a los niveles medio y muy rico (Cuadro 6). Los
suelos con riqueza media de potasio predominan en las áreas
de riego de manantiales, con mayor antigüedad de cultivo; en
cambio, los suelos muy ricos en potasio corresponden a las
áreas de bombeo de pozos, habilitadas más recientemente.
Lo anterior indica que los suelos de la región de estudio
pueden encontrarse en un proceso de agotamiento de su
reserva de potasio, debido a que: a) las prácticas usuales de
fertilización excluyen la aplicación de este nutriente; b) es
nula la incorporación de estiércol y residuos de cosecha; y c)
se cultivan especies que requieren altas cantidades de potasio.
Por lo tanto, deben tomarse medidas para mantener o mejorar el
contenido actual de potasio de los suelos de la región de estudio.
En el área de manantiales, lo procedente es la aplicación de
fertilizantes potásicos para aumentar el rendimiento de los
cultivos; mientras que en el área de bombeo, la aplicación debe
estar orientada al mantenimiento del nivel natural de riqueza
de este nutriente, tal como se recomienda (Tisdale y Nelson,
1970; Porta et al., 1993; Brady y Weil, 2008).
Phosphorus. About phosphorus content (mg kg-1), soil
samples are usually grouped in four levels: poor (≤ 4.0),
moderate (4.1-8), rich (8.1-18) and very rich (> 18.0)
(Navarro, 1957). In all studied region, most of analyzed
samples corresponds to very rich and rich levels (Table
5). This excess of phosphorus can be due application of
high amounts of phosphorus-based fertilizers to the crops
that use maize in annual rotation. However, as previously
mentioned, most of soils have pH values that vary between
7.6 and 8.5, so most of phosphorus would be in variety with
little assimilation. This problem can be solved with more
rational fertilizing practices, the combined application
of phosphorus and nitrogen-based acid residuals
fertilizers, or the periodic addition of harvest residuals and
manure (Tisdale and Nelson, 1970; Porta et al., 1993;
Lampkin, 1998).
Potassium. According to potassium content (mg kg-1),
agricultural soils are grouped in four types: poor (≤ 102.0),
moderate (102.1-146.0), rich (146.1-222.0) and very
rich (>222.0) (Navarro, 1957). Analyzed samples mainly
correspond to moderate and very rich levels (Table 6).
Moderate content soils are predominant in areas irrigated
Cuadro 6. Proporción de muestras de suelos irrigados, según su contenido de potasio (mg kg-1) (capa superficial 0-30 cm).
Table 6. Proportion of samples of irrigated soils, by potassium content (mg kg-1) (surface layer 0-30 cm).
Zona geográfica
Norte
Pastora
San Francisco
Reforma-20 nov.
Norte de Rioverde
Sur
El Refugio
n
≤102.0 (Pobre) 102.1-146.0 (Medio) 146.1-222.0 (Rico) >222.0 (Muy rico)
104
22
1.9
0.0
21.1
100.0
1.0
0.0
76.00
0.00
324
118
0.1
0.0
42.6
42.4
0.0
4.2
57.30
53.40
206
246
3.9
2.0
38.3
67.1
4.4
5.7
53.40
25.20
Análisis multivariable de las propiedades físicas
y químicas del suelo. -Los resultados del análisis de
componentes principales (ACP) para 10 atributos en
los 30 cm superficiales de las 492 muestras de suelo
estudiadas, indican que los cuatro primeros componentes
explican 70.02% de la variación total (Cuadro 7). El primer
componente recoge 29.06% de dicha variación y, por los
pesos de las variables en su definición, ordena las muestras
de suelo de acuerdo con los contenidos de arena, materia
orgánica, potasio y nitrógeno. Así los perfiles de suelo con
valores negativos en el eje 1 y 2 se ordenan en función de sus
contenidos de arena, ya que esta variable tiene un peso de
-0.6805 en la definición del eje 1 de componentes principales
(Figura 2). El segundo componente resume 16.77% de la
variación y las variables con más peso en su definición son
los contenidos de arcilla y arena. De esta manera ambos
ejes de componentes poseen un peso negativo del contenido
de arena. Por su parte, el contenido de arcilla, y en menor
medida el PSI y la CE, imprimen valores positivos en ambos
componentes (Cuadro 7, Figura 2). El tercer componente
da cuenta de 13.05% de la variación y está definido por los
pesos, en este caso positivos, que aportan el PSI y la CE. Por
último, el cuarto componente principal explica 11.14% de
la variación y la variable que predomina en la ordenación
de las muestras es el contenido de limo.
519
by springs, with older time of crop; in contrast, soils very
rich in potassium correspond to areas with well’s irrigation,
enabled more recently.
This means that soils in the region of study can be found
in a process of potassium depletion, because: a) usual
fertilization practices exclude adding this nutrient; b)
null addition of manure and harvest residuals; c) there are
harvested varieties that demand high quantities of potassium.
Therefore, measures must be taken to keep or improve
current content level. In spring areas, the recommendation is
to apply potassium-based fertilizers to increase crops yield;
while in wells zones, application must be focused on keeping
natural level of this nutrient, as recommended (Tisdale and
Nelson, 1970; Porta et al., 1993; Brady and Weil, 2008).
Analyses of multiple variables of physical and chemical
properties of soils. The main component analysis (ACP)
results for 10 attributes in 30 cm surface of 492 samples
of soil studied indicate that first four components explain
70.02% of total variation (Table 7). The first component
takes 29.06 of such variation and, by weight of variables
in their definition, sorts soil samples according to sand,
organic matter, potassium and nitrogen content. In this
way soil profiles with negative values in axe 1 and 2
Cuadro 7. Peso de los atributos del suelo en los cuatro primeros componentes principales (CP) y 10 variables físicas y
químicas de suelos irrigados y los porcentajes de variación explicados por cada eje.
Table 7. Weight of soils attributes in the first four main components (CP) and 10 physical and chemical variables from
irrigated soils and the variation percentages explained by each axe.
Variable
Conductividad eléctrica
PSI
PH
Materia orgánica
Arena
Limo
Arcilla
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
CP1 (29.06)
0.5178
0.2128
0.4835
0.6359
-0.6805
0.3997
0.5186
0.6035
0.5512
0.6153
Para explicar la disposición de las muestras de suelo en el
gráfico de ordenación conviene relacionar las Figuras 2 y
3. Las regiones de ambos gráficos definidas por los dos
componentes están relacionadas como sigue. Los vectores
representan las variables edáficas (Figura 3) e indican la
ubicación de las muestras que se relacionan más con dicha
CP2 (16.77)
0.1709
0.3838
-0.1324
-0.2992
-0.6267
-0.0647
0.7109
-0.5180
-0.3675
-0.3294
CP3 (13.05)
0.6605
0.7069
0.0727
-0.1617
0.2571
0.2823
-0.4227
-0.0432
-0.1524
-0.0197
CP4 (11.14)
0.0971
-0.1880
-0.5241
0.1746
-0.2380
0.7852
-0.1727
0.0495
-0.1174
-0.2244
are sorted in function of their sand contents, since this
variable has weight of -0.6805 in definition of axe 1 of
main components (Figure 2). The second component takes
16.77% of variation and the variables with most weight in
their definition are clay and sand content. In this way both
component axes have negative weight of sand content. In
variable edáfica. Así, la disposición espacial de las muestras
de suelo sobre los primeros dos componentes (Figura 2)
sugiere su disposición en un gradiente de contenido de
materia orgánica (las muestras 335 y 369 del extremo inferior
derecho presentaron los valores más altos de MOR, mientras
que las muestras 307 y 317 del extremo inferior izquierdo
presentaron los valores más bajos de MOR). El segundo eje
representa un gradiente de contenido de arcilla (las muestras
225 y 283 en el extremo superior tuvieron los valores más
altos, y las 335 y 476 en el otro extremo los más bajos).
+1.0
CP2
317
303 307
115
189
481
473
476
387
447
372
418
361
336 420
334
369
362
419
410
413
360
358
335
+1.0
CP1
-1.0
-1.0
42
103
96
199
160
33
309
158
37
36
283225
282
227
179
229
145
228
461
13
390
331
333
348
Figura 2. Ordenación de 492 muestras de suelo con base
en diez atributos físicos y químicos, sobre los dos
primeros componentes principales.
Figure 2. Sorting of 492 soil samples based on ten physical
and chemical attributes, on the first two main
components.
El grado de asociación de las variables edáficas con los ejes de
ordenación o componentes principales y entre ellas mismas, se
expresa mediante la longitud de los vectores correspondientes
(Figura 3) y el ángulo entre ellos, respectivamente (Ter Braak,
1988). De hecho en la Figura 3 se puede reconocer una
representación gráfica de la matriz de correlaciones entre las
variables y de éstas con los ejes de componentes principales.
De esta manera en la Figura 3 destacan la arcilla y la arena
como variables correlacionadas negativamente. La arena,
por su longitud del vector y el cuadrante de componentes en
que se ubica, indica los pesos negativos similares para ambos
componentes (Cuadro 7). De igual manera la arcilla tiene una
relación estrecha con el porcentaje de sodio intercambiable
y la conductividad eléctrica, de acuerdo con el ángulo que
se forma entre sus vectores. La materia orgánica y los tres
nutrientes mayores están muy correlacionados, de acuerdo
con la disposición y semejanza de sus vectores; aunque el
the case of clay content, and in least extent PSI and CE,
they contribute with positive values in both components
(Table 7, Figure 2). The third component takes 13.05% of
variation and is defined by weights, positive in this case,
that add PSI and CE. Lastly, the fourth main component
explains 11.14% of variation and the predominant variable
for sorting samples is silt content.
To explain disposition of soil samples in sorting graphic
it helps to make a relationship of Figures 2 and 3. The
regions of both graphics defined by two components are
related as follows. Vectors represent edaphic variables
(Figure 3) and they mean the samples’ location that is
more related with such edaphic variable. Then, spatial
arrangement of soil samples on the first two components
(Figure 2) suggest its arrangement in a gradient of organic
matter content (samples 335 and 369 of the lower right end
showed the highest values of MOR, while samples 307
and 317 of the lower left end showed the lowest values
of MOR). The second axe represents a gradient of clay
content (samples 225 and 283 in the upper end had the
highest values, and samples 335 and 476 in the opposite
end, the lowest).
The association degree of edaphic variables with sorting
axes or main components and between themselves, is
expressed by length of corresponding vectors (Figure 3) and
the angle between them, respectively (Ter Braak, 1988). In
fact in Figure 3 can be identified a graphic representation
of correlation matrix between variables and from these
with the main component axes. In this way, in Figure 3
clay and sand outstand as negatively correlated variables.
By its vector length and the components quadrant where
is located, sand defines the alike negative weights for
both components (Table 7). Similarly clay has close
relationship with percentage of interchangeable sodium
and electric conductivity, according to the angle created
between their vectors.
Organic matter and three main components are very
correlated, according to disposition and likeness of their
vectors; although nitrogen vector has more length and
in the quadrant is equidistant, because is a variable
calculated from MOR, can be selected as the most important
of the four ones. According to the data shown in Figure
3, soils have a main variation defined by texture, in the
sense that sand and clay vectors that afterwards is
perpendicularly split by fertility variables, mainly by
organic matter. In this way, clay, sand and organic matter
Conclusiones
percentages become the most significant attributes for
soils characterization in the region, according to current
prevailing conditions for crops and handling practices.
The assessment of these three attributes can easily give
the schedule of changes in crop current practices to keep
or improve soil fertility at proper profitability and
persistent level.
CP2
+1.0
vector del nitrógeno presenta mayor longitud y equidistancia
en el cuadrante, por ser una variable calculada a partir de la
MOR se puede elegir á esta como la más importante de las
cuatro. De acuerdo con lo mostrado en la Figura 3, los suelos
presentan una variación principal dictada por la textura, en
el sentido de los vectores de arena y arcilla, que luego es
separada perpendicularmente por las variables de fertilidad,
principalmente por la materia orgánica. De esta forma, los
porcentajes de arcilla, arena y materia orgánica resultan
ser los atributos más significativos para la caracterización
de los suelos de la región, de acuerdo con las condiciones
dominantes actuales, de cultivos y de prácticas de manejo. La
evaluación de estos tres atributos puede orientar fácilmente
los cambios programables en las prácticas actuales de cultivo
para mantener o mejorar la fertilidad del suelo en un nivel
apropiado de rentabilidad y persistencia.
521
ARC1
PSI 1
-1.0
coel 1
+1.0
Lim 1
pH 1
CP1
MOR 1
Pot 1
Fosf 1
NIT 1
Los suelos irrigados de la región de Rioverde, San Luís
Potosí, se caracterizan por:
Predominio de la fracción arcilla en dos gradientes, uno
de norte a sur, relacionado con la pendiente general de la
planicie, y otro de este a oeste, relacionado con la pendiente
dominante. Las clases de textura principales son: arcilla,
franco arcillo arenosa y franco arcillosa.
Contenido de materia orgánica (%) en los niveles pobre
(0.0-2.0) y medio (2.1-3.0).
pH en los niveles neutro (6.6-7.5), ligeramente alcalino
(7.6-8.0) y medianamente alcalino (8.1-8.5).
Conductividad eléctrica en dos gradientes, coincidentes
con los gradientes de la fracción arcilla. En las zonas
margen izquierda del río Verde (porción occidental) y sur,
los suelos con una conductividad eléctrica ≤ 4 dS m-1 a 25
ºC, profundos y con buen drenaje, regados con aguas de
conductividad eléctrica ≤ 2 000 µmhos cm-1 a 25 ºC, no
presentan acumulación de sales. Por el contrario, en las zonas
norte y margen izquierda del río Verde (porción oriental), los
suelos salinos, poco profundos y con mal drenaje, y regados
con aguas con conductividad eléctrica > 2 000 µmhos cm-1
a 25 ºC, muestran acumulación de sales.
Porcentaje de sodio intercambiable en general < 5%.
-1.0
Are 1
Figura 3. Ordenación de las diez variables físicas y
químicas evaluadas en 492 muestras de suelo de
la región de Rioverde, S L P. PSI1: porcentaje
de sodio intercambiable; Arc1: arcilla; coel1:
conductividad eléctrica; Lim1: limo; pH1: pH;
MOR1: materia orgánica; Pot1: potasio; Fosf1:
fósforo; NIT1: nitrógeno; Are1: arena.
Figure 3. Sorting of ten physical and chemical variables
assessed in 492 soil samples from Rioverde region,
San Luis Potosí. PSI1: exchangeable sodium
percentage;Arc1: clay; coel1: electric conductivity;
Lim1: silt; pH1: pH; MOR1: organic matter; Pot1:
potassium; Fosf1: phosphorus; NIT1: nitrogen;
Are1: sand.
Conclusions
The irrigated soils from Rioverde region, San Luis Potosí,
are characterized by:
Prevalence of clay fraction in two gradients, one from
north to south, related with general slope of the plain, and
another from east to west, related with dominant slope.
The main types of texture are: clay, sand clay loam and
clay loam.
Fósforo asimilable (mg kg-1) en niveles de muy rico (8.118.0) y rico (> 18.0), debido probablemente a prácticas
inadecuadas de fertilización, mientras que su potasio
asimilable (mg kg-1) aún se encuentra de manera natural en
niveles medio (102.1-146.0) y muy rico (> 222.0).
Organic matter content (%) in poor (0.0-2.0) and moderate
(2.1-3.0) levels.
Los resultados del análisis multivariable de las 492 muestras
de suelo de la región, indican que con sólo la determinación
de los porcentajes de arena, arcilla y materia orgánica se
podría conocer el estado actual de un suelo del área de
estudio, y programar evaluar el efecto de las prácticas de
manejo requeridas para su aprovechamiento racional.
Electric conductivity in two gradients, coinciding with
gradients of clay fraction. In the left shoreline of Rioverde
(western side) and south, soils with electric conductivity ≤ 4
dS m-1 at 25 ºC, deep and with good drainage, irrigated with
water of electric conductivity ≤ 2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC,
there is no salt built up. On the contrary, in the north zone
and left shoreline of Rioverde (estern side), saline soils,
little deep and with deficient drainage, and irrigated with
water of electric conductivity > 2 000 µmhos cm-1 at 25 ºC,
show salt build up.
Literatura citada
pH in neutral (6.6-7.5), slightly alkaline (7.6-8.0) and
moderately alkaline (8.1-8.5) levels.
Exchangeable sodium percentage in general < 5%.
Alvarado, A. R. 1973. Estudio geohidrológico de la cuenca
del Rioverde, estado de San Luís Potosí, Trabajo
recepcional. Escuela de Ingeniería. Universidad
Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, D.
F., México. 40 p.
Alvarado, L. J. y Cruz, D. J. 1993. Relaciones cantidadintensidad (Q/I) de potasio en suelos tropicales,
Terra. 11(2):127-134 pp.
Allaway, W. H. 1957. pH, soil acidity, and plant growth.
In: soil, the yearbook of agriculture USDA.
Washington, D. C. 67-71 pp.
Brady, N. C. and Weil, R. R. 2008. The nature and properties
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Available phosphorus (mg kg-1) in very rich (8.1-18.0) and
rich (> 18.0) levels, probably due to fertilization unsuitable
practices, while available potassium (mg kg -1) is still
naturally found in moderate (102.1-146.0) and very rich (>
222.0) levels.
Multiple variable analysis results from 492 soil samples from
region indicate that current state of soil would be known only
with calculation of percentages of sand, clay and organic
matter, and schedule assessment of handling practices effect
required for its rational exploitation.
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Incompatibilidad gametofítica en las razas mexicanas de maíz*
Gametophytic incompatibility in Mexican maize breeds
José Miguel Padilla García1§, José de Jesús Sánchez González1, Lino de la Cruz Larios1, José Ariel Ruiz Corral2, José Ron Parra1
y Moisés Martín Morales Rivera1
Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA). Universidad de Guadalajara. Carretera Guadalajara-Nogales, km. 15.5. A. P. 129. C. P. 45110.
Las Agujas, Nextipac, Zapopan, Jalisco, México. Tel. y Fax.: (33)3682 - 0743. 2Campo Experimental Centro Altos de Jalisco. Centro de Investigación Regional del
Pacífico Centro. Carretera Tepatitlán-Lagos de Moreno, km 8. INIFAP. A. P. Núm. 56. Tepatitlán de Morelos 47600, Jalisco. Tel. 33-36413575 Ext. 114. §Autor para
correspondencia: ([email protected]).
1
Resumen
Abstract
La incompatibilidad esporofítica y gametofítica evitan la
autofecundación o la fecundación cruzada, y es una forma
de aislamiento reproductivo. Los genes de incompatibilidadcruzada en maíz de los loci ga1 y tcb1, son causantes del
reconocimiento o rechazo entre el estigma y el polen, y
de ellos depende la presencia o ausencia de grano en la
mazorca del maíz. El presente estudio tuvo como objetivo
detectar alelos de incompatibilidad-cruzada de ga1 y tcb1
en colecciones representativas de grupos raciales de maíz de
México. El trabajo se realizó en el Centro Universitario de
Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la Universidad de
Guadalajara, ubicado en Zapopan, Jalisco, México durante
los ciclos agrícolas de primavera-verano 2007 a 2009. Se
evaluaron, en condiciones de temporal, 184 accesiones de
razas mexicanas de maíz con base en porcentaje de llenado
de grano de mazorca en sus cruzas con probadores macho
recesivos (sin factores de incompatibilidad) y probadores
hembra dominantes (con factores de incompatibilidad). En el
análisis de varianza hubo diferencias altamente significativas
tanto entre razas como entre accesiones dentro de razas para
el locus ga1. Con relación al locus tcb1 sólo se encontraron
diferencias altamente significativas entre razas. El alelo
Ga1-S, responsable de la incompatibilidad no-recíproca,
se detectó 53.8% de las accesiones, mientras que el alelo
Sporophytic and gametophytic incompatibility avoids
self-fecundation or cross-fertilization, and it is a form of
reproductive isolation. The cross-incompatibility genes
in maize from loci ga1 and tcb1, cause recognition or
reject between stigma and pollen, and from them depends
presence or absence of grain in maize ear. The aim of this
study was to detect alleles of cross-incompatibility of ga1
and tcb1 in collections representing maize breeds groups
from Mexico. The work was made at Centro Universitario
de Ciencias Biológicas y Agropecuarias from Universidad
de Guadalajara, located in Zapopan, Jalisco, Mexico during
agricultural spring-summer 2007 to 2009 cycles. Under
rainfall conditions 184 accessions of Mexican maize
breeds were assessed based in percentage of grain filling
in ear in their crosses with recessive male testers (without
incompatibility factors) and dominant female testers
(with incompatibility factors). The analysis of variance
suggested highly significant differences as well between
breeds as between accessions within breeds for locus ga1.
With regards locus tcb1 there were found only highly
significant differences between breeds. Allele Ga1-S,
responsible of non-reciprocal incompatibility, was detected
in 53.8% of accessions, while neutral allele Ga1-m and
recessive allele ga1 was identified in 55.43 and 15.76%,
* Recibido: septiembre de 2011
José Miguel Padilla García et al.
neutro Ga1-m y el alelo recesivo ga1 se identificaron 55.43
y 15.76%, respectivamente. El alelo Tcb1-S fue detectado
en muy bajas proporciones, concentrado principalmente en
las razas de Elotes-Occidentales y Maíz-Dulce.
Palabras clave: Zea mays L., factores gametofíticos, flujo
genético, incompatibilidad-cruzada.
Introducción
En especies alógamas una característica esencial de la
autoincompatibilidad es evitar la autofecundación, como un
medio para reducir los efectos deletéreos de la endogamia
(Castric y Vekemans, 2004; Pickup y Young, 2008).
Asimismo, la incompatibilidad-cruzada causa restricción
del flujo de genes, aislamiento reproductivo y la prevención
de híbridos inadaptados (Matsubara et al., 2003; Kermicle
et al., 2006). Se conocen dos tipos de incompatibilidad, el
tipo heteromórfico, que se caracteriza por las diferencias
morfológicas entre genotipos. Por ejemplo las diferencias en
la longitud o la forma de los estilos, y el tipo homomórfico,
en donde los genotipos incompatibles no se distinguen
morfológicamente; éste último también se clasifica en
gametofítico y esporofítico. En el sistema gametofítico,
el fenotipo del polen es codificado por su propio genoma
haploide, mientras que en el sistema esporofítico, el
fenotipo del polen está determinado por el esporofito
(de los padres diploides del polen) y puede involucrar
interacciones de dominancia entre los alelos (Glémin et al.,
2005). En la mayoría de los sistemas de incompatibilidad
están presentes factores adicionales, referidos como
modificadores, porque influyen en la respuesta de dichos
sistemas; la especificidad de la incompatibilidad sólo puede
determinarse bioquímicamente (Cruz-García et al., 2003).
Los factores de incompatibilidad-cruzada en el género Zea
causantes del reconocimiento o rechazo entre el estigma y el
polen son heredados de manera mendeliana simple. Nelson
(1996) identificó diez regiones cromosómicas influidas por
estos factores. El locus ga1 ha sido muy estudiado, pues
el alelo Ga1-S causa esterilidad no-recíproca; una planta
Ga1-S/Ga1-S no es receptiva al polen ga1; sin embargo,
el polen Ga1-S induce un llenado de grano completo en la
mazorca de plantas homocigotas ga1/ga1. Un tercer alelo,
Ga1-m, desde el punto de vista de la compatibilidad, se ha
definido como alelo de acción neutral dado que fertiliza
todos los genotipos incluyendo a Ga1-S/Ga1-S y las plantas
respectively. Allele Tcb1-S was detected at very low rates,
mainly found in breeds Elotes-Occidentales and MaízDulce.
Key words: Zea mays L., gametophytic factors, genetic
flow, cross-incompatibility.
Introduction
In allogamic species an essential characteristic is selfincompatibility to avoid self-fecundation, as mean to reduce
detrimental effects of endogamy (Castric and Vekemans, 2004;
Pickup and Young, 2008). Also, the cross-incompatibility
causes restriction of genes flow, reproductive isolation
and prevents unadapted hybrids (Matsubara et al., 2003;
Kermicle et al., 2006). There are two types of incompatibility,
heteromorphic type, which is characterized by morphological
differences between genotypes. For instance, differences
in length and shape of carpels, and the homomorphic type,
where incompatible genotypes can not morphologically
differentiate; this last is also classified like gametophytic
and sporophytic. In gametophytic system, pollen phenotype
is coded by its own haploid genome, while in sporophytic
system, pollen phenotype is defined by sporophyte (from
pollen’s diploid parents) and can involve interactions of
dominance between alleles (Glémin et al., 2005). In most
of incompatibility systems exist additional factors, referred
like modifiers, because affect response of such systems; the
specificity of incompatibility can only be biochemically
determined (Cruz-García et al., 2003).
Factors of cross-incompatibility in genera Zea that cause
recognition or reject between stigma and pollen are inherited
in a simple Mendelian way. Nelson (1996) identified then
chromosomal regions influenced by these factors. Locus
ga1 has been widely studied, since allele Ga1-S causes nonreciprocal sterility; a plant Ga1-S/Ga1-S it is not receptive
to pollen ga1; however, pollen Ga1-S induces complete
grain filling in ears of homozygous plants ga1/ga1. A third
allele, Ga1-m, from the compatibility point of view, has
been defined like neutral action allele since it fertilizes all
genotypes including to Ga1-S/Ga1-S and the homozygous
plants for this allele are receptive to pollen with any of the three
alleles from locus ga1 (Kermicle and Allen 1990). Kermicle
and Allen (1990) found a genetic factor that limits crossing
of maize with teosinte (Zea spp.) and they called it Teosinte
Incompatibility Complex (TIC); then, Evans and Kermicle
Incompatibilidad gametofítica en las razas mexicanas de maíz
homocigotas para este alelo son receptivas al polen con
cualquiera de los tres alelos del locus ga1 (Kermicle y
Allen 1990). Kermicle y Allen (1990) encontraron un factor
genético que limita el cruzamiento del maíz con el teocintle
(Zea spp.) y lo denominaron Complejo de Incompatibilidad
del Teocintle (TIC); posteriormente, Evans y Kermicle
(2001) y Kermicle y Evans (2005) lo denominaron como
el locus teosinte crossing barrier-1 (tcb1). Los mismos
autores en 2010 identificaron el alelo de incompatibilidad
Ga2-S encontrado predominantemente en poblaciones de
teocintle. La acción génica del alelo Ga1-S es parcialmente
dominante sobre el alelo ga1, mientras que el alelo Tcb1-S
es completamente dominante sobre tcb1 (Kermicle y Allen,
1990; De la Cruz et al., 2008b).
El maíz tiene su centro de origen y diversidad genética en
México (Wellhausen et al., 1952; Sánchez et al., 2000),
y ha sido ampliamente estudiado en aspectos evolutivos,
de diversidad y f lujo genético. Los estudios incluyen
caracteres morfológicos, fisiológicos (Sánchez et al., 1993),
citológicos, bioquímicos, análisis de izoenzimas (Sánchez
et al., 2000), moleculares (Matsuoka et al., 2002; Rice et
al., 2006), adaptación climática y descriptores ecológicos
(Ruíz et al., 2008). Sin embargo, en México, el estudio de
los sistemas de incompatibilidad-cruzada en el género Zea es
escaso sobresaliendo el estudio de Cíntora (1963) realizado
en algunas razas Mexicanas de maíz, y los trabajos de De la
Cruz (2007) y De la Cruz et al. (2007 y 2008a) en razas de
maíz, teocintle y en híbridos comerciales de maíz.
Se considera que el uso de sistemas de incompatibilidad
entre especies o variedades es uno de los mecanismos
más efectivos que podrían utilizar los agricultores que
producen maíces para usos especiales como: maíz dulce,
palomero, de alta lisina, y maíz orgánico libre de organismos
genéticamente modificados (OGM); ya que previenen la
hibridación indiscriminada del maíz comercial de siembras
adyacentes y de plantas voluntarias (Palaudelmàs et al.,
2009) y evita el f lujo genético no deseado. Asimismo,
en regiones de México en donde todavía se encuentran
variedades nativas de maíz y poblaciones de teocintle se
requiere obtener información de su constitución genética,
respecto a la incompatibilidad, con el propósito de tener
una buena planeación en los programas de monitoreo y de
conservación in situ. El objeto de la presente investigación
fue detectar la presencia y distribución geográfica de alelos
de incompatibilidad-cruzada gametofítica de los loci ga1
y tcb1 en colecciones representativas de las razas de maíz
de México.
527
(2001) and Kermicle and Evans (2005) called it like locus
teosinte crossing barrier-1 (tcb1). Same authors in 2010
identified the incompatibility allele Ga2-S predominantly
found in populations of teosinte (Kermicle and Evans, 2010).
Gene action of allele Ga1-S is partially dominant over allele
ga1, while allele Tcb1-S is completely dominant over tcb1
(Kermicle and Allen, 1990; De la Cruz et al., 2008b).
Maize has its origin and genetic diversity in Mexico
(Wellhausen et al., 1952; Sánchez et al., 2000), and has
been widely studied in evolution, diversity and genetic flow
matters. Studies included morphological and physiological
characters (Sánchez et al., 1993), cytological, biochemical,
izoenzymes analysis (Sánchez et al., 2000), molecular
(Matsuoka et al., 2002; Rice et al., 2006), climatic adaptation
and ecological descriptors (Ruíz et al., 2008). However, in
Mexico the study of cross-incompatibility system in genera
Zea is scarce, outstanging study made by Cíntora (1963) in
some of Mexican maize breeds, and works from De la Cruz
(2007) and De la Cruz et al. (2007 y 2008a) in maize, teosinte
breeds and in commercial maize hybrids.
It is considered that use of incompatibility systems between
species or cultivars is one of the most effective mechanisms
that could use maize producer farmers for special uses like:
sweet corn, pop corn, with high lisin and organic maize
free of genetically modified organisms (GMO); since they
come from irrational hybridation of commercial maize
of adjacent crops and voluntary plants (Palaudelmàs et
al., 2009) and avoids the unwanted genetic f low. Also,
in regions from Mexico where still exist native maize
cultivars and teosinte populations is required to obtain
information about its genetic constitution, regarding
incompatibility with the purpose to have good planning
for supervision and conservation in situ programs. The
aim of this research was to detect presence and geographic
distribution of gametophytic cross-incompatibility alleles
of loci ga1 and tcb1 in collections representative in maize
breeds from Mexico.
Site of study and materials handling
The study was performed during agricultural spring-summer
2007 to 2009 cycles, in the experimental field from Centro
Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias
Sitio de estudio y manejo de los materiales
El estudio se efectúo en los ciclos agrícolas de primaveraverano 2007 a 2009 en condiciones de temporal, en el
campo experimental del Centro Universitario de Ciencias
Biológicas y Agropecuarias (CUCBA) de la Universidad
de Guadalajara, ubicado en Nextipac, Zapopan, Jalisco,
México, a 20º 44’42.5” latitud norte y 103º 30’52.5” longitud
oeste, con una altitud de 1 650 m, temperatura media de
23.6 ºC en los meses de junio-octubre y precipitación media
anual de 816 mm.
Material genético
Para el estudio del locus ga1 se sembraron 184 accesiones
y para el locus tcb1 122, todas representativas de 54 razas
mexicanas de maíz (Cuadro 1). Nótese en el Cuadro 1, que
para ciertas razas el número de accesiones fue mayor que
en otras debido a que en las razas donde se habían detectado
los genes de incompatibilidad (Cíntora, 1963; De La Cruz,
2007) se amplió el muestreo dentro de ellas. Adicionalmente,
se usaron los probadores hembra NC-348xW22-P4830 y
NC-348xW22-P5270, para evaluar el locus ga1, ambos
son homocigotes dominantes (Ga1-S/Ga1-S), y fueron
identificados por De la Cruz et al. (2008b). En el caso del
locus tcb1 se usó la cruza simple LUG03xW22-TIC-1.1
en estado heterocigote (Tcb1-S/-). Además se utilizaron
los probadores macho G-8327A y P-32R21 sin factores
de incompatibilidad (ga1/ga1, tcb1/tcb1), seleccionados
a partir del estudio realizado por De la Cruz et al. (2008a).
(CUCBA) of Universidad de Guadalajara, located in
Nextipac, Zapopan, Jalisco, México, at 20º 44’ 42.5” north
latitude and 103º 30’ 52.5” west longitude, at a height
of 1 650 m, average temperature of 23.6 ºC in months
from June-October and yearly average precipitation of
816 mm.
Genetic material
For study of locus ga1 184 accessions were planted and for
locus tcb1 122, all representing 54 Mexican maize breeds
(Table 1). In Table 1 can be seen that for certain breeds the
number of accessions was higher than in others because
in breeds where incompatibility genes were detected
(Cíntora, 1963; De La Cruz, 2007) sampling was widen
within them. Also, female testers NC-348xW22-P4830
and NC-348xW22-P5270 were used, to assess locus ga1,
both with dominant homozygotes (Ga1-S/Ga1-S), and were
identified by De la Cruz et al. (2008b). In case of locus
tcb1 LUG03xW22-TIC-1.1 simple cross in heterozygous
state (Tcb1-S/-) was used. Also male testers G-8327A and
P-32R21 without incompatibility factors (ga1/ga1, tcb1/
tcb1) were used, selected from study made by De la Cruz
et al. (2008a).
Study variables
Studied variable was grain filling in ear, which was
quantified with presence or absence of grain from
crossings of maize breeds with each type of tester, and in
individual plants from each breed grain filling percentage
was calculated, obtained with three testers applying
methodology proposed by Kermicle and Allen (1990). The
Cuadro 1. Razas y número de accesiones estudiadas por raza.
Table 1. Breeds and number of accessions studied per breed.
Raza
Ancho
Apachito
Arrocillo Amarillo
Azul
Bofo (Coreño)
Bofo
Bolita
Cacahuacintle
Celaya
Chalqueño
Chapalote
Comiteco
Acc.
1
1
1
1
2
11
6
1
2
2
9
1
Raza
Dulcillo del Noroeste
Dzit Bacal
Elotero de Sinaloa
Elotes Cónicos
Elotes Occidentales
Gordo
Harinoso de Ocho
Jala
Maíz Blando de Sonora
Maíz Dulce
Motozinteco
Mountain Yellow
Acc.
10
1
3
2
40
1
1
2
1
28
1
1
Raza
Olotón
Onaveño
Palomero de Chihuahua
Palomero Toluqueño
Pepitilla
Ratón
Reventador
Tablilla de Ocho
Tabloncillo
Tabloncillo Perla
Tehua
Tepecintle
Acc.
1
1
5
2
1
1
14
1
2
1
1
1
529
Cuadro 1. Razas y número de accesiones estudiadas por raza (Continuación).
Cuadro 1. Razas y número de accesiones estudiadas por raza (Continuation).
Raza
Complejo Serrano de Jalisco
Conejo
Coscomatepec
Cristalino de Chihuahua
Cónico
Cónico Norteño
Acc.
1
1
1
1
3
1
Raza
Mushito
Nal Tel
Nal Tel de Altura
Negrito
Negro Chimaltenango
Olotillo
Variables de estudio
La variable estudiada fue el llenado de grano de la mazorca,
que se cuantificó con la presencia o ausencia de grano de
los cruzamientos de las razas de maíz con cada tipo de
probador, y en las plantas individuales de cada cruza se
estimó el porcentaje del llenado de grano, obtenido con
tres probadores aplicando la metodología propuesta por
Kermicle y Allen (1990). La estimación del llenado de
grano se hizo visualmente redondeando con aproximación
a 10%. Esto es, llenado abajo 5% se designó 0%, de 5 a
15% el valor fue 10% y así sucesivamente hasta alcanzar
95% al cual se asignó 100%.
Diseño y manejo de experimentos
Las accesiones se sembraron en el campo con base en su
clasificación racial en dos surcos de 5 m de longitud y 0.77
de ancho con 17 plantas por surco. El manejo agronómico
fue el recomendado por el INIFAP para esta zona. Se llevó
a cabo un análisis de varianza en donde se consideraron
como fuentes de variación a las razas y a las accesiones
dentro de razas. En los casos en que se detectaron diferencias
significativas, se utilizó la prueba de medias de Dunnett
al 0.05 de probabilidad. En ambos análisis se utilizó el
procedimiento GLM del paquete estadístico SAS versión
8.2 (SAS Institute, 1992). Los testigos de comparación
para la prueba de Dunnett fueron tomados de los mismos
materiales incluidos en el estudio. El procedimiento
GLM calculó para cada comparación el valor de Dunnett
debido a que hubo diferencias entre razas para el número
de accesiones. Para el caso del probador macho recesivo
sin factores de incompatibilidad, se eligió un material con
valores de 100% de llenado de grano en mazorca, mientras
para el caso de probadores hembra dominantes con factores
de incompatibilidad se usaron materiales con valores de 0%
de llenado de grano.
Acc.
1
1
1
2
1
1
Raza
Tuxpeño
Tuxpeño Norteño
Vandeño
Zamorano Amarillo
Zapalote Chico
Zapalote Grande
Acc.
3
1
1
1
2
1
calculation of grain filling was made visually with
approximation at 10%. This is, filling bellow 5% was
designed 0%, from 5 to 15% value was 10%, and so on up
to 95% which was assigned 100%.
Experimental design and handling
Accessions were sown based in their breed classification
in two 5m length furrows and 0.77 m wide with 17 plants
per furrow. INIFAP’s agronomical handling recommended
for this region was used. Where variation sources were
considered breeds and accession within breeds, analysis
of variance was performed. In cases in which significant
differences were detected, Dunnett means test at 0.05 of
probability was used. In both analyses GLM procedure from
statistical software SAS version 8.2 (SAS Institute, 1992)
was used. Comparison controls for Dunnet test were taken
from same materials included in study. GLM procedure
calculated for each comparison Dunnet value due there were
differences between breeds for number of accessions. For the
case of recessive male tester without incompatibility factors,
while in case of female dominant testers with incompatibility
factors materials with 0% of grain filling values were used.
Dominant female testers from locus ga1 (Ga1-S/Ga1-S)
and from locus tcb1 (Tcb1-S/tcb1), received pollen from
each studied accession and each accession received pollen
from recessive male tester (ga1/ga1, tcb1/tcb1). Plants from
female tester with incompatibility factors and plants from
accessions were come to ear before stigmas emergence.
Spikes from male testers and accessions were covered
the day previous to pollination; the pollination were done
manually between 12:00 and 14:00 h, time in which pollen
is viable in Nextipac, Zapopan, Jalisco (Rodríguez et al.,
2006). The design was completely randomized blocks with
one repetition. In the first two cycles were assessed 184
accessions with locus
Los probadores hembra dominante del locus ga1 (Ga1-S/
Ga1-S) y del locus tcb1 (Tcb1-S/tcb1), recibieron polen de
cada accesión bajo prueba, y cada accesión recibió polen del
probador macho recesivo (ga1/ga1, tcb1/tcb1). Las plantas
del probador hembra con factores de incompatibilidad y las
plantas de las accesiones se jilotearon antes de la emergencia
de los estigmas. Las espigas de los probadores macho y de
las accesiones se cubrieron el día anterior a la polinización;
las polinizaciones se realizaron manualmente entre las 12:00
y 14:00 h, horario en que el polen es viable en Nextipac,
Zapopan, Jalisco (Rodríguez et al., 2006). El diseño fue
de bloques completos al azar con una repetición. Los dos
primeros ciclos fueron evaluados 184 accesiones con el
locus ga1 y en el último ciclo 122 accesiones con el locus
tcb1. Los probadores hembra se sembraron en tres fechas de
siembra, y los probadores macho tuvieron hasta cinco fechas
de siembra para lograr la coincidencia con la floración de
las accesiones en estudio.
Criterios para detectar los alelos de incompatibilidad
Para detectar los alelos de los loci ga1 y tcb1 se utilizaron
los promedios de llenado de grano en mazorca con ambos
tipos de probadores, macho recesivo y hembra dominante.
Se ejecutaron tres etapas:
Etapa 1. Probador macho recesivo (sin alelos de
incompatibilidad): cuando la accesión se polinizó con el
probador macho recesivo y no hubo llenado de grano y
además, los valores determinados con la prueba de Dunnett
fueron estadísticamente iguales al control (0% de llenado
de grano en la mazorca), se identificó la presencia de algún
alelo de incompatibilidad (Ga1-S, Tcb1-S). En el caso de
formación de grano en la mazorca y cuando la prueba de
Dunnett señaló valores estadísticamente iguales al control,
con 100% de llenado de grano en la mazorca, se identificó la
presencia de los alelos neutros (Ga1-m, Tcb1-m) o recesivos
(ga1, tcb1), y se continuó con la etapa 2.
Etapa 2. Cruzamientos al probador hembra dominante
Ga1-S/Ga1-S: una vez excluidas las accesiones con
presencia de los alelos Ga1-S o Tcb1-S, el siguiente paso
fue llevar polen del material seleccionado a los probadores
hembra dominantes. Cuando en el material de prueba se
observó 100% de llenado de grano y fue estadísticamente
igual al control se identificó la presencia del alelo Ga1-m.
Si el llenado de grano fue 0% y fue estadísticamente
igual al control, se interpretó como accesión sin alelos de
incompatibilidad.
ga1 and in the last cycle 122 accessions with locus tcb1.
Female testers were planted in three planting dates, and male
testers had up to five planting dates to achieve coincidence
with flowering of studied accessions.
Criteria to detect incompatibility alleles
To detect alleles from loci ga1 and tcb1 se averages of grain
filling in ear were used with both types of markers, recessive
male and dominant female. They were done in three stages:
Stage 1. Recessive male tester (without incompatibility
alleles): when the accession was pollinated with male
recessive tester and there was no grain filling and also, the
values calculated with Dunnett test were statistically equal
to control (0% of grain filling in ear), it was identified the
presence of any incompatibility allele (Ga1-S, Tcb1-S). In
case of grain formation in ear and when Dunnett test pointed
values statistically equal to control, with 100% of grain filling
in ear, it was identified the presence of neutral alleles (Ga1-m,
Tcb1-m) or recessive (ga1, tcb1), and it continued with stage 2.
Stage 2. Crossings to dominant female tester Ga1-S/Ga1-S:
once the accessions with presence of alleles Ga1-S or Tcb1-S
were excluded, the following step was to take pollen from
selected material to dominant female testers. When in test
material was observed 100% of grain filling and it was
statistically equal to control it was identified the presence
of allele Ga1-m. If grain filling was 0% and was statistically
equal to control, it was interpreted like accession without
incompatibility alleles.
Stage 3. Crossings to dominant heterozygous female tester
(Tcb1-S/-): without considering the accessions with alleles
Ga1-S or Tcb1-S from Stage 1, then if grain filling was 0%
and it was statistically equal to control, it was identified the
presence of recessive allele tcb1. On the other hand, if grain
filling was 100% and it was statistically equal to control, it
was identified presence of allele Tcb1-m.
In the analysis of variance of grain filling variable, the
following results were obtained: in crossings with recessive
testers (ga1/ga1, tcb1/tcb1) and dominant female testers
(Ga1-S/Ga1-S) there were highly significant differences
as well in breeds as in accessions within breeds; while in
531
Etapa 3. Cruzamientos al probador hembra heterocigote
dominante (Tcb1-S/-): sin considerar las accesiones con
alelos Ga1-S o Tcb1-S de la Etapa 1, entonces si el llenado
de grano fue 0% y fue estadísticamente igual al control, se
identificó la presencia del alelo recesivo tcb1. En cambio, si
el llenado de grano fue 100% y fue estadísticamente igual al
control, se identificó la presencia del alelo Tcb1-m.
En el análisis de variación de la variable llenado de grano,
se obtuvieron los resultados siguientes: en las cruzas con los
probadores recesivos (ga1/ga1, tcb1/tcb1) y los probadores
hembra dominantes (Ga1-S/Ga1-S) hubo diferencias altamente
significativas tanto entre razas como entre accesiones dentro
de razas; mientras que en las cruzas con el probador hembra
Tcb1-S/- las diferencias sólo fueron significativas entre razas
(Cuadro 2). Los valores altos del coeficiente de variación
para el caso del locus tcb1 son debidos a que los porcentajes
de llenado de grano son predominantemente ceros, con
pocos casos cercanos a 50% (Cuadro 3). Los coeficientes
de determinación fueron superiores a 0.8, valores que son
considerados como reflejo de un modelo apropiado.
crossings with female tester Tcb1-S/- the differences were
only significant between breeds (Table 2). And high values
of variation coefficient for case of locus tcb1 are due grain
filling percentages are predominantly zero, with little cases
near to 50% (Table 3). The determination coefficients were
greater than 0.8, values that are considered like result of
suitable model.
General average of grain filling in maize breeds with
recessive male testers ga1/ga1, tcb1/tcb1 and dominant
female Ga1-S/Ga1-S was high, at 85 and 72% respectively
(Table 3), while crossings with female tester Tcb1-S/- general
average was very low (6%). In crossings of maize breeds
with female tester Ga1-S/Ga1-S, very little breeds had grain
filling in ear averages less than 20%, among them Azul,
Bofo (Coreño), Cristalino de Chihuahua, Gordo, Harinoso
de Ocho, Jala, Ratón, Tabloncillo, Tuxpeño Norteño and
Zamorano Amarillo, while in crossings with female tester
Tcb1-S/-, only breeds Elotes Occidentales and Maíz Dulce,
had grain filling average greater than 20%.
With base in averages of grain filling from Table 3 and
Dunnett tests, it was determined the presence of both
incompatibility systems (Ga1-S and Tcb1-S) in six maize
breeds: Bolita, Dulcillo del Noroeste, Elotes Occidentales,
Cuadro 2. Análisis de varianza de los sistemas de incompatibilidad ga1 y tcb1 en razas mexicanas de maíz con el probador
macho recesivo y los probadores hembra dominantes (Ga1-S y Tcb1-S), durante los ciclos 2007 a 2009. Zapopan,
Jalisco, México.
Table 2. Analysis of variance of incompatibility systems ga1 and tcb1 in maize Mexican breeds with recessive male tester
and the dominant female testers (Ga1-S and Tcb1-S), during 2007 to 2009 cycles. Zapopan, Jalisco, Mexico.
FV
Raza
Accesiones(Raza)
Error
Total
CV
R2
GL
57
155
419
631
34.18
Locus ga1
Probador hembra
(Ga1-S/Ga1-S)
GL
CM
56
4 241.3
**
154
508.62
**
156
180.76
366
16.18
0.9
0.9
Probador
macho
recesivo
CM
12 408.74
1 620.74
268.63
**
**
Locus tcb1
Probador hembra
(Tcb1-S/-)
GL
CM
54
0.5267
**
67
0.0498
83
0.1018
204
89.35
0.8
FV= fuente de variación; GL= grados de libertad; CM= cuadrado medio; CV= coeficiente de variación; R2= coeficiente de determinación; ** valor altamente significativo
de 0.01 de probabilidad.
El promedio general de llenado de grano en las razas de
maíz con los probadores macho recesivo ga1/ga1, tcb1/
tcb1 y hembra dominante Ga1-S/Ga1-S fueron altos, del
Maíz Dulce, Negrito and Reventador (Table 3), and in
the remaining breeds there were detected any of the three
variants of alleles from locus ga1.
orden de 85 y 72% respectivamente (Cuadro 3), mientras
que las cruzas con el probador hembra Tcb1-S/- el promedio
general fue muy bajo (6%). En las cruzas de las razas de
maíz con el probador hembra Ga1-S/Ga1-S, muy pocas
razas tuvieron promedios de llenado de grano en mazorca
menores que 20%, entre ellas Azul, Bofo (Coreño),
Cristalino de Chihuahua, Gordo, Harinoso de Ocho, Jala,
Ratón, Tabloncillo, Tuxpeño Norteño y Zamorano Amarillo,
mientras que en cruzas con el probador hembra Tcb1-S/-,
sólo las razas Elotes Occidentales y Maíz Dulce, tuvieron
promedios de llenado de grano mayores que 20%.
Con base en los promedios de llenado de grano del Cuadro 3
y las pruebas de Dunnett, se determinó la presencia de ambos
sistemas de incompatibilidad (Ga1-S y Tcb1-S) en seis razas
de maíz: Bolita, Dulcillo del Noroeste, Elotes Occidentales,
Maíz Dulce, Negrito y Reventador (Cuadro 3), y en el resto
de las razas se detectaron cualquiera de las tres variantes de
los alelos del locus ga1.
The proportional presence of allele Ga1-S, responsible of
non-reciprocal incompatibility, was 53.8% of 184 accessions
assessed from 54 breeds; in neutral allele Ga1-m, compatible
with any genotype of locus ga1; 55.43% of accessions, and
15.76% with the allele ga1 (Table 4). Only two breeds from all
accessions, Elotes Occidentales and Maíz Dulce, contain the
dominant allele in homozygous state (Ga1-S), together with
other five breeds from at least one of their accessions Bofo,
Chapalote, Dulcillo del Noroeste, Palomero de Chihuahua
and Reventador. In eight breeds, all accessions were recessive
homozygous (without incompatibility alleles) and they were:
Azul, Bofo (Coreño), Cristalino de Chihuahua, Gordo, Ratón,
Tabloncillo, Tuxpeño Norteño and Zamorano Amarillo; also
in other breeds were recessive homozygous in at least one of
their accessions Jala, Palomero de Chihuahua and Reventador
(Table 3). De la Cruz (2007) reported in 71 accessions that 48%
were Ga1-m/Ga1-m; 18% recessive and only 21% with allele
Ga1-S, also in heterozygous state Ga1-m/ga1 with 13% versus
6.52% from this study (Table 4). Cíntora (1963), from 229
Cuadro 3. Presencia de alelos de incompatibilidad de los loci ga1 y tcb1 en las razas mexicanas evaluadas (en porcentajes
del llenado de grano en mazorca).
Table 3. Presence of incompatibility alleles from loci ga1 and tcb1 in assessed Mexican breeds (in percentages of grain
filling in ear).
Probador macho
Probador
Probador
recesivo
hembra Ga1-S hembra Tcb1-S/100
56
0
Ancho
83.3
26.7
0
Apachito
Arrocillo Amarillo
100
75
0
Azul
89.4
0
0
62.5
2.5
Bofo (Coreño)
76.5
92.3
0
Bofo
Bolita
59.8
95.6
16.4
Cacahuacintle
100
91
Celaya
98.5
67.5
0
Chalqueño
87.2
100
2.5
Chapalote
39.2
97.3
0
100
94
0
Comiteco
84
93.3
Complejo Serrano Jalisco
100
100
Conejo
Cónico
96.1
90.4
0
90
100
0
Cónico Norteño
93.3
100
0
Coscomatepec
Cristalino Chihuahua
85.8
0
0
31
94.3
16
Dulcillo del Noroeste
Dzit Bacal
100
83.3
0
Elotero de Sinaloa
73.4
83.3
0
Elotes Cónicos
68.1
100
0
Elotes Occidentales
15.6
98.7
28.9
100
0
0
Gordo
Harinoso de Ocho
86.7
18
0
Raza
ne= no evaluado.
Alelos detectados
locus ga1
locus tcb1
Ga1-m
Ga1-m, ga1
Ga1-m
ga1
ga1
Ga1-m, Ga1-S
Ga1-m, Ga1-S
Ga1-m
Ga1-m, ga1
Ga1-m
Ga1-S, Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
ga1
Ga1-S, Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m, Ga1-S
Ga1-m
Ga1-S, Ga1-m
ga1
ga1, Ga1-m
tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
n.e.
tcb1
Tcb1-S, tcb1
n.e.
tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
ne
ne
tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
Tcb1-S, tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
Tcb1-S, tcb1
tcb1
tcb1
533
Cuadro 3. Presencia de alelos de incompatibilidad de los loci ga1 y tcb1 en las razas mexicanas evaluadas (en porcentajes
del llenado de grano en mazorca) (Continuación).
Table 3. Presence of incompatibility alleles from loci ga1 and tcb1 in assessed Mexican breeds (in percentages of grain
filling in ear) (Continuation).
Raza
Jala
Maíz Blando de Sonora
Maíz Dulce
Motozinteco
Mountain Yellow
Mushito (Michoacan)
Nal Tel
Nal Tel de Altura
Negrito
Negro Chimaltenango
Olotillo
Olotón
Onaveño
Palomero de Chihuahua
Palomero Toluqueño
Pepitilla
Ratón
Reventador
Tablilla de Ocho
Tabloncillo
Tabloncillo Perla
Tehua
Tepecintle
Tuxpeño
Tuxpeño Norteño
Vandeño
Zamorano Amarillo
Zapalote Chico
Zapalote Grande
Promedios
ne= no evaluado.
Probador
Probador
Probador hembra
macho recesivo hembra Ga1-S
Tcb1-S/95.3
16.7
0
97
56.7
0
2.4
98.7
98.2
97.8
100
95.8
84.7
100
90.5
96.7
100
0
100
100
0
59.8
97.9
71
100
90
0
86.7
100
0
100
83.3
0
100
80
42.5
75.5
0
97.9
98.7
0
97.2
100
0
100
10
0
68.7
84.8
34.2
91.1
100
0
98.3
5
0
96.7
30
0
100
100
92.1
100
0
95.6
41.1
0
92.6
10
0
100
74
96.3
0
0
93.3
97.5
0
100
100
0
85.45
71.93
6.07
La presencia proporcional del alelo Ga1-S, responsable
de la incompatibilidad no-recíproca, fue 53.8% de las 184
accesiones evaluadas de las 54 razas; en el alelo neutro
Ga1-m, compatible con cualquier genotipo del locus ga1;
55.43% de las accesiones, y 15.76% con el alelo ga1 (Cuadro
4). Sólo dos razas en casi la totalidad de sus accesiones, Elotes
Occidentales y Maíz Dulce, contienen el alelo dominante en
estado homocigoto (Ga1-S), junto con otras cinco razas en al
menos una de sus accesiones Bofo, Chapalote, Dulcillo del
Noroeste, Palomero de Chihuahua y Reventador. En ocho
razas, todas las accesiones fueron homocigotas recesivas (sin
alelos de incompatibilidad) y fueron: Azul, Bofo (Coreño),
Cristalino de Chihuahua, Gordo, Ratón, Tabloncillo,
Alelos detectados
locus ga1
ga1, Ga1-m
Ga1-m, ga1
Ga1-S
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m, Ga1-S
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-S, Ga1-m, ga1
Ga1-m
Ga1-m
ga1
Ga1-m, Ga1-S, ga1
Ga1-m
ga1
ga1, Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m
Ga1-m, ga1
ga1
Ga1-m, ga1
ga1
Ga1-m
Ga1-m
locus tcb1
tcb1
tcb1
Tcb1-S
ne
ne
ne
tcb1
tcb1
Tcb1-S
tcb1
tcb1
tcb1
n.e.
tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
Tcb1-S, tcb1
tcb1
tcb1
tcb1
ne
tcb1
tcb1
tcb1
ne
tcb1
tcb1
tcb1
studied accessions, informed that detected 74% for Ga
(probably Ga1-m/Ga1-m); 17% ga1/ga1 recessive and only
3% for Ga1-S/Ga1-S. The results obtained in this research
show that in maize Mexican breeds there is high presence of
neutral allele Ga1-m, which breaks reproductive isolation
from those populations of homozygous maize for allele Ga1-S.
Dominant allele Tcb1-S from locus tcb1 was present in
breeds Elotes Occidentales and Maíz Dulce; as well in some
accessions of breeds: Bolita, Dulcillo del Noroeste, Negrito
and Reventador. The remaining breeds showed percentages
lower than 3% of grain filling ear for recessive homozygous
allele tcb1 (Table 3).
Tuxpeño Norteño y Zamorano Amarillo; además en otras
tres razas fueron homocigotas recesivas en al menos una de
sus accesiones Jala, Palomero de Chihuahua y Reventador
(Cuadro 3). De la Cruz (2007) reportó en 71 accesiones que
48% fueron Ga1-m/Ga1-m; 18% recesivas y sólo 21% con el
alelo Ga1-S, además en estado heterocigoto Ga1-m/ga1 con
13% contra 6.52% del presente estudio (Cuadro 4). Cíntora
(1963) de 229 accesiones estudiadas, informó que 74% para
Ga (probablemente Ga1-m/Ga1-m); 17% recesivas ga1/ga1
y sólo 3% para Ga1-S/Ga1-S. Los resultados obtenidos en
esta investigación muestran que en las razas Mexicanas de
maíz existe una alta presencia del alelo neutro Ga1-m, el cual
rompe el aislamiento reproductivo de aquellas poblaciones
de maíz homocigotas para el alelo Ga1-S.
El alelo dominante Tcb1-S del locus tcb1 estuvo presente
en las razas Elotes Occidentales y Maíz Dulce; así como
en algunas accesiones de las razas: Bolita, Dulcillo del
Noroeste, Negrito y Reventador. El resto de las razas
presentó porcentajes menores a 3% de llenado de grano en
mazorca para el alelo homocigoto recesivo tcb1 (Cuadro 3).
En estudios anteriores Kermicle y Allen (1990), Kermicle
(2006), Evans y Kermicle (2001) y Kermicle y Evans (2005)
informaron la presencia de factores genéticos que limitaban
el cruzamiento del maíz con el teocintle y lo denominaron
Complejo de Incompatibilidad del Teocintle (TIC),
responsable de la incompatibilidad no-recíproca. Asimismo,
indicaron que TIC es único en teocintle y “podría estar jugando
un papel muy importante en el aislamiento reproductivo
entre el maíz y el teocintle”. Con base en el muestreo amplio
de accesiones de maíz de todo México y la utilización de
probadores apropiados, el sistema de incompatibilidad TIC se
encontró en las razas de maíz: Bolita, Dulcillo del Noroeste,
Elotes Occidentales, Maíz Dulce, Negrito y Reventador.
Las bases bioquímicas y genéticas para los sistemas de
incompatibilidad en el género Zea son aún muy poco
conocidas; no hay claridad si son genes individuales, o
grupos de genes estrechamente ligados, e incluso existe
la idea de que la fecundidad del grano de polen se ve
afectada por genes expresados por ambos sistemas, tanto
esporofítico como gametofítico (Bedinger y Fowler, 2009).
Evans y Kermicle (2001) y Kermicle y Evans (2005)
reportan que los genes de incompatibilidad conocidos
en maíz y teocintle actúan independientemente y que la
sola existencia de un alelo incompatible es suficiente
para bloquear la fertilización, lo cual concuerda con este
estudio, en que se las accesiones de maíz reaccionaron
Cuadro 4. Alelos detectados del locus ga1 y su
representatividad proporcional del total de
accesiones de las razas de maíz evaluadas.
Table 4. Alleles detected from locus ga1 and its proportional
portion from total accessions of assessed maize
breeds.
Combinación
Accesiones
de alelo(s)
ga1
Ga1-m, ga1
Ga1-m
Ga1-m, Ga1-S
Ga1-S, ga1
Ga1-S
Totales
13
12
60
30
4
65
184
Porcentajes
en las
accesiones
7.07
6.52
32.61
16.31
2.17
35.33
100%
Presencia
proporcional
de alelos (%)1/
15.76 ga1
55.44 Ga1-m
53.81 Ga1-S
125 %
= suma total del alelo individual y combinado por accesiones.
1/
In previous studies Kermicle and Allen (1990), Kermicle
(2006), Evans and Kermicle (2001) and Kermicle and
Evans (2005) informed the presence of genetic factors
that limit maize crossing with teosinte and it was called
Teosinte Incompatibility Complex (TIC), responsible of
non-reciprocal incompatibility. Also, indicated that TIC
is only in teosinte and “could be playing an important role
in reproductive isolation between maize and teosinte”.
Based in wide sampling of maize accessions from
Mexico and usage of suitable testers, TIC incompatibility
system was found in maize breeds: Bolita, Dulcillo del
Noroeste, Elotes Occidentales, Maíz Dulce, Negrito and
Reventador.
Biochemical and genetic bases for incompatibility systems
in genera Zea are still little known; there is no certainty if
are individual genes or grouped genes tightly related, and
even there is the idea that pollen grain fecundity is affected
by genes expressed by both systems, as well sporophytic
as gameotphytic (Bedinger and Fowler, 2009). Evans and
Kermicle (2001) and Kermicle and Evans (2005) report
that the known incompatibility genes in maize and teosinte
act independently and that the simple presence of one
incompatible allele is enough for blocking fertilization,
which coincides with this study, in which maize accessions
reacted to recognition or rejection of pollen grain, such
reaction depends on genotype studied and from recessive
male tester alleles (ga1/ga1, tcb1/tcb1). Kermicle et al.
(2006) pointed out that incompatibility gametophytic
al reconocimiento o rechazo del grano de polen, este
reacción depende del genotipo en estudio y del los alelos del
probador macho recesivo (ga1/ga1, tcb1/tcb1). Kermicle
et al. (2006) señalaron que los factores gametofíticos de
la incompatibilidad, además de ser agentes de aislamiento
reproductivo, previenen la formación de híbridos mal
adaptados y, además, mantienen la identidad de las razas,
específicamente las razas Elotes Occidentales y Maíz Dulce
de este estudio. Kermicle (2006) señaló que la presencia del
gene Tcb1-S, con potencial de dispersión y fijación, podría
añadir diversidad genética en las poblaciones de maíces
locales, que concuerdan con los resultados del estudio
reflejada en la variación existente entre razas como entre
accesiones dentro de razas.
Los sistemas de incompatibilidad presentan un patrón
definido dentro de los complejos raciales del maíz,
especialmente en las razas Elotes Occidentales y Maíz Dulce
(Figura 1); el origen de este sistema de incompatibilidad
pudiera ser diferente al complejo de incompatibilidad
del teocintle (TIC); sin embargo, se requerirán pruebas
de alelismo detalladas y ubicación y secuencia de las
regiones del genoma involucradas con dicho sistema a fin
de considerarlo como de novo.
Las razas mexicanas que presentaron en la misma accesión
los alelos Tcb1-S como Ga1-S fueron: Dulcillo del Noroeste,
Elotes Occidentales, Maíz Dulce y Reventador. Kermicle
et al. (2006) señalaron que es posible que el alelo Ga1-S,
responsable de la incompatibilidad no-recíproca, sea en si
un modificador para el fortalecimiento de otros sistemas de
barrera de incompatibilidad como el locus tcb1 de manera
independiente o de forma interactiva, faltan estudios
adicionales para sustentar si el alelo Ga1-S per se, un
alelo modificador del alelo Tcb1-S, ya que los probadores
de ambos locus del presente estudio fueron trabajados en
forma separada y se obtuvo respuestas individuales por
locus probado.
535
factors, besides being reproductive isolation agents, prevent
formation of hybrids with miss-adaptation and, also, keep
breeds identity, specifically Elotes Occidentales and
Maíz Dulce breeds from this study. Kermicle (2006) also
mentioned that presence of gene Tcb1-S, with potential for
dispersion and fixing, could add genetic diversity in local
maize populations, which coincides with study results
reflected in existing variation between breeds as well
between accessions within breeds.
Incompatibility systems have a defined pattern within
maize breed complexes, specially in breeds Elotes
Occidentales and Maíz Dulce (Figure 1); the origin of this
incompatibility system could be different to the origin of
teosinte incompatibility complex (TIC); however, detailed
allelic tests will be required and location and sequence
from genome regions involved in such system in order to
consider it de novo.
Conclusiones
Figura 1. Distribución geográf ica de los alelos de
incompatibilidad Ga1-S (●), TIC/-(●), TIC en
Elotes Occidentales (■), TIC en Maíz Dulce (■)
y de las accesiones sin alelos de incompatibilidad
(●) en México.
Figure 1. Geographical distribution of incompatibility alleles
Ga1-S (●), TIC/- (●), TIC in Elotes Occidentales (■),
TIC in Maíz Dulce (■) and from accessions without
incompatibility alleles (●) in Mexico.
Los genes responsables de la incompatibilidad no recíproca
Ga1-S y Tcb1-S fueron encontrados en seis de las razas
mexicanas de maíz evaluadas con ambos sistemas de
incompatibilidad en al menos una accesión de maíz (Bolita,
Dulcillo del Noroeste, Elotes Occidentales, Maíz Dulce,
Negrito y Reventador), pero debido a la presencia en altas
Mexican breeds that showed in same accession the alleles
Tcb1-S as well as Ga1-S were: Dulcillo del Noroeste, Elotes
Occidentales, Maíz Dulce and Reventador. Kermicle et
al. (2006) mentioned that is possible that allele Ga1-S,
responsible of non-reciprocal incompatibility, is in
itself a modifier for strengthening of other systems for
proporciones del alelo neutro Ga1-m, las barreras existentes
en las razas de maíz y del teocintle basadas únicamente en
el alelo Ga1-S pueden no ser suficientes para evitar el flujo
genético no deseado.
Se identificaron 16 accesiones de maíz de las razas Bolita,
Dulcillo del Noroeste, Elotes Occidentales, Maíz Dulce,
Negrito y Reventador, con frecuencias altas del alelo Tcb1-S;
las cuales se localizan especialmente en el Occidente de
México; resultados que demuestran que el sistema TIC no
está presente sólo en el teocintle de México.
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incompatibility barrier like locus tcb1 in an independent or
interactive way. There are missing additional studies to prove
if allele Ga1-S per se, a modifier allele for Tcb1-S, since
testers of both loci from this study were developed apart
one from each other and individual responses per assessed
locus were obtained.
Conclusions
Genes responsible of non reciprocal incompatibility
Ga1-S and Tcb1-S were found in six maize Mexican breeds
assessed with both incompatibility systems in at least one
maize accession (Bolita, Dulcillo del Noroeste, Elotes
Occidentales, Maíz Dulce, Negrito and Reventador), but
due presence in high rates of neutral allele Ga1-m, the
existing barriers in maize breeds and in teosinte based only
in allele Ga1-S could not be enough to avoid unwanted
genetic flow.
16 maize accessions from breeds Bolita, Dulcillo del
Noroeste, Elotes Occidentales, Maíz Dulce, Negrito and
Reventador were identified, with high frequencies of allele
Tcb1-S; which in particular are located in Western Mexico;
the results show that TIC system is not only present in
teosinte from Mexico.
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El CaCl2 en la vida florero de gerbera: pigmentos,
fenoles, lignina y anatomía del escapo*
CaCl2 in gerbera vase life: pigments, phenols,
lignin and scape anatomy
Susana González-Aguilar1 y Araceli Zavaleta-Mancera2§
Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma del Estado de México. Instituto Literario Núm. 1000 Toluca, C. P. 5000. Estado de México, México. 2Colegio de Postgraduados,
Botánica. Carretera México-Texcoco, Montecillo, km 36.5. C. P. 56230. Estado de México, México. §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
Gerbera jamesonii presenta una vida f lorero corta
caracterizada por el doblado del tallo floral (escapo). Con
el objetivo de alargar la vida florero de gerbera se probaron
tres concentraciones de CaCl2 (0.1, 0.5 y 1.0%) en las
variedades Duela y Shirlaine. Las concentraciones 0.5% y
1.0% redujeron la pérdida de peso de la flor entera y lígulas
en comparación con el testigo. La concentración 0.5% fue
el mejor tratamiento, aumentó la vida media florero (25 d
Duela y 24 d Shirlaine). Los tallos florales tratados con CaCl2
acumularon más Ca+2 en el ápice (25.33 μg g-1 Duela y 64.0
μg g-1 Shirlaine), permaneciendo erectos por más tiempo
que el testigo (9.67 μg g-1 Duela y 13.67 μg g-1 Shirlaine).
Con la concentración 0.5% se hizo un segundo experimento
para evaluar los cambios en concentración de carotenos,
antocianinas (pelargonidina, cianidina) y fenoles totales
de las lígulas. Las antocianinas de Shirlaine, no cambiaron
entre tratamientos. Los fenoles aumentaron 21% en Shirlaine
y 40% en Duela con respecto a su concentración inicial,
en contraste los carotenos disminuyeron al fin de la vida
florero 60% y 35%. En Duela el tejido interfascicular es más
lignificado que en Shirlaine confiriéndole mayor resistencia.
El área relativa (%) lignificada de la región media del escapo
fue mayor en Duela (7%) que en Shirlaine (4%). La mayor
Gerbera jamesonii has short vase life characterized by
bending of floral stem (scape). With the purpose to extend
gerbera vase life, three different CaCl2 concentrations
(0.1, 0.5 and 1.0%) were tested in Duela and Shirlaine
varieties. Weight loss of whole flower and ligules was
less than in control with 0.5% and 1.0%concentrations.
Whole flower and ligules weight was reduced with 0.5%
and 1.0% concentrations when compared to control. 0.5%
concentration was best treatment; it increased average vase
life (25 d for Duela and 24 d for Shirlaine). Floral stems
treated with built up CaCl2 more Ca+2 in apex (25.33 μg g-1
for Duela and 64.0 μg g-1 for Shirlaine), lasting erect longer
than control (9.67 μg g-1 for Duela and 13.67 μg g-1 for
Shirlaine). With 0.5% concentration a second experiment
was performed to assess total carotenes, anthocyanins
(pelargonidin, cyanidin) and phenols concentration changes
in ligules. Shirlaine’s anthocyanins did not change in
treatments. Phenols increased 21% in Shirlaine and 40%
in Duela with regards their initial concentration, in contrast
carotenes decreased 60% and 35% at the end of vase life,
respectively. Interfascicular tissue is more lignified in
cv Duela than in cv Shirlaine, giving it more resistance.
The lignified relative area (%) on scape’s medium region
Susana González-Aguilar y Araceli Zavaleta-Mancera
resistencia del tallo de Duela es explicada por su anatomía
y lignificación pero el CaCl2 fue efectivo para retrasar la
senescencia y el doblado del escapo en las dos variedades.
Palabras clave: calcio, gerbera, senescencia, solución
preservativa.
Introducción
En poscosecha la vida útil de las flores varía dependiendo
de la especie y caracteres de senescencia que presente.
La vida de florero de la mayoría de las flores cortadas es
regulada por el etileno. Cuando las flores entran a su etapa
de senescencia, la mayoría de los pétalos adquieren una
apariencia traslúcida, seguido de la pérdida de turgencia y
después una ligera desecación (Van Doorn, 2001). En gerbera
(Germena jamesonii H. Bolus ex Hook. F., la senescencia se
relaciona con la maduración de las flores de la cabezuela, el
fin de la vida útil en florero es caracterizado por el doblado del
escapo, deshidratación de las flores liguladas y pérdida de 10%
del peso fresco (Baas et al., 1995). La curvatura del escapo entre
45 y 90° de su plano vertical, es el principal indicador del fin de
la vida útil en florero y según algunos autores(as) está asociado
a la calidad de las inflorescencias (Mentcarelli et al., 1995).
La finalidad de las soluciones preservativas es incrementar la
vida útil de las flores; la mayoría de éstas contienen sustratos,
bactericidas y antimicóticos (Wounter et al., 1994). En los
pétalos el contenido de azúcar disminuye durante la vida
florero, causando marchitamiento (Amariutei et al., 1986).
En clavel el azúcar en la solución preservativa disminuye los
efectos de la senescencia (Acock y Nichols, 1979).
El calcio es un nutrimento esencial, ya que reduce o retrasa el
deterioro de la pared celular, ayuda a mantener las funciones
de la membrana, en el citosol actúa como segundo mensajero
para eventos metabólicos y es componente esencial de la
pared celular y lámina media confiriéndole firmeza y rigidez
mecánica (Conway et al., 1995; Serrano, 2002). El uso de
calcio en soluciones florero aumenta el flujo de agua a través
de los tallos por la asociación con la pectina de las paredes
celulares del xilema (Van Leperen y Van Gelder, 2006). El
Ca2+ afecta la calidad y vida de florero en tulipán (Tulipa
gesneriana L.); mostrado mejor respuesta de crecimiento y
calidad poscosecha, cuando la relación K+/Ca es la óptima
en la solución nutritiva (Ramírez-Martínez et al., 2010). Con
el objeto de contribuir a la solución del problema del doblado
del escapo en poscosecha de esta especie de importancia
was greater in Duela (7%) than in Shirlaine (4%). Greater
stem resistance in Duela is explained by its anatomy and
lignification, but in both varieties CaCl2 was effective to
delay senescence and scape’s bent.
Key words: calcium, gerbera, senescence, preserving
solution.
Introduction
In postharvest, flowers’ service life varies depending on
species and their senescence characters. Vase life for most
of cut flowers is ruled by ethylene. Most of petals acquire
translucent appearance, followed by loss of turgidity and
then slight desiccation (Van Doorn, 2001) when flowers
reach senescence stage. In gerbera (Gerbera jamesonii
H. Bolus ex Hook. F.) senescence is related to maturity
of head’s flowers, the end of vase life is characterized
by scape bent, ligulated flowers dehydration and loss
of 10% of fresh weight (Baas et al., 1995). The main
indication about end of service life in vase is scape bent,
which varies between 45 and 90° from vertical plane, and
according to some authors, is related to inflorescence’s
quality (Mentcarelli et al., 1995). The aim of preserving
solutions is to increase flower’s vase life; most of them
contain substrates, bactericides and antimycotics (Wounter
et al., 1994). In petals, sugar content decreases during
vase life, causing wilting (Amariutei et al., 1986). Sugar
in preserving solution diminishes senescence effects in
carnation (Acock and Nichols, 1979).
Calcium is an essential nutriment, since reduces or delays
cell wall decay, helps to keep membrane functions, and
cytosol becomes secondary carrier for metabolic events and
is an essential component in cell wall and middle lamella
giving mechanical stiffness and rigidity (Conway et al.,
1995; Serrano, 2002). The use of calcium in vase solutions
increases water flow through stems by association with
pectin from xylem’s cell walls (Van Leperen y Van Gelder,
2006). Ca2+ affects tulip (Tulipa gesneriana L.) vase life
and quality; when K+/Ca relationship is optimum in
nutrimental solution, it shows better growth response and
postharvest quality (Ramírez-Martínez et al., 2010). With
the aim to help on this economically important species
scape bent problem in postharvest, this research was
proposed to study CaCl2 addition to vase solution effect
in flower service life, scape bent, changes in pigments
El CaCl2 en la vida florero de gerbera: pigmentos, fenoles, lignina y anatomía del escapo
541
económica, se planteo la presente investigación en la que
se estudia el efecto de CaCl2 agregado a la solución florero,
en la vida útil de la flor, doblado del escapo, cambios en
pigmentos (antocianinas, cianidinas y carotenos) y fenoles
en las lígulas de dos variedades (Shirlaine y Duela) así como
su relación con la anatomía del tallo.
(anthocyanins, cyanidins and carotenes) and phenols in
ligules of two varieties (Shirlaine and Duela) as well as its
relationship with stem anatomy.
Biological material
Material biológico
Se usaron las variedades Duela (de color amarillo) y
Shirlaine (de color púrpura) de gerbera provenientes de
la empresa COXFLOR del municipio de Villa Guerrero,
Estado de México. Todas la flores se cortaron el mismo día,
cuando el capítulo mostró dos anillos de flores masculinas
en antesis. Las flores se colocaron en agua y no recibieron
ningún tratamiento químico por parte de la empresa.
Experimento 1
El objetivo de este experimento fue comparar el efecto de
tres concentraciones de CaCl2 (0.1, 0.5 y 1%) con el testigo
(solución base sin CaCl2) en la vida media florero, pérdida
de peso fresco de la inflorescencia, anillos del disco central
y pérdida de peso fresco del capítulo, lígulas y escapo
para seleccionar la mejor solución preservativa. Se usaron
10 inflorescencias para las variables de peso y 15 para la
medición de calcio.
Experimento 2
Una vez seleccionado el mejor tratamiento de CaCl2 (0.5%)
el objetivo de este experimento fue comparar los cambios en
pigmentos (antocianinas, cianidinas, carotenos y xantofilas)
y fenoles entre tratamientos y en el tiempo (0, 10, 20, 30 d),
se usaron tres repeticiones (flores) por tratamiento. Además
se evaluó la incidencia (%) de los síntomas al final de su vida
útil, en 20 flores por variedad.
Soluciones florero y tratamientos
Se probaron tres concentraciones de CaCl2 (0.1, 0.5 y 1.0%)
como fuente de Ca2+ en una solución florero base (0.1%
de sacarosa en agua deionizada). El testigo fue la solución
base sin calcio. De cada variedad se usaron 20 flores por
tratamiento. Cada inflorescencia se colocó en un florero
Gerbera’s Duela (from yellow color) and Shirlaine (from
purple color) varieties were used. They came from company
COXFLOR of municipality Villa Guerrero, Estado de
Mexico. All flowers were cut the same day, when capitulum
showed two rings of masculine flowers in anthesis. The
flowers were put in water and they receive no chemical
treatment at all in the company.
Experiment 1
The aim of this experiment was to prove effect on average
vase life, inflorescence fresh weight loss, central disc
rings and capitulum, ligules and scape fresh weight loss
for three different CaCl2 concentrations (0.1, 0.5 and 1%)
against control (basic solution without CaCl2) to select best
preserving solution. 10 inflorescences were used for weight
variables and 15 for calcium measurement.
Experiment 2
Once best CaCl2 treatment was selected (0.5%) the aim
of this experiment was to compare changes in pigments
(anthocyanins, cyanidins, carotenes and xanthophylls) and
phenols between treatments and Turing time (0, 10, 20, 30
d), three repetitions (flowers) per treatment were used. Also,
symptoms incidence (%) was evaluated at the end of service
life, in 20 flowers by variety.
Vase solutions and treatments
Three CaCl2 concentrations were tested (0.1, 0.5 and 1%)
like Ca2+ source basic vase solution (0.1% of sacarose
in deionized water). Control was basic solution without
calcium. From each variety 20 flowers per treatment
were used. Each inflorescence was put in an individual
20 cm tall glass vase with 100mL of solution. They were
put under indirect light (300 µmol m-2 s-1 PAR), with
photoperiod of 14 h light (19-22 °C) and 10 h of dark
(14-16 °C).
individual de vidrio de 20 cm de altura con 100 mL de la
solución. Se colocaron bajo luz indirecta (300 µmol m-2
s-1 PAR), con un fotoperiodo de 14 h luz (19-22 °C) y 10 h
oscuridad (14-16 °C).
Vida media florero
En el presente estudio se propone el concepto de “vida media
florero” el cual corresponde a la fecha en d cuando 50% de las
flores en el florero o en el experimento presentaron al menos
uno de los siguientes síntomas de senescencia: marchitamiento
de lígulas; doblado del escapo >90º; ahorcamiento del tallo
caracterizado por adelgazamiento debajo de la cabezuela,
pudrición en la base del escapo; ruptura del escapo. Este
concepto da una idea objetiva de la vida media de la flor. La
incidencia de estos síntomas (%) en cada variedad, se comparo
entre el mejor tratamiento CaCl2 (0.5%) y el testigo (n= 20).
Pérdida de peso fresco
Las inflorescencias se etiquetaron individualmente. Cada
5 d se midieron los cambios en peso fresco de la flor entera
(peso inicial-peso final) (n= 10) y también se pesó el escapo,
la cabezuela y 20 lígulas para estimar los cambios en peso
fresco de las partes (n= 3). Asimismo, se contaron el número
de anillos de flores masculinas en antesis como un indicador
de senescencia.
Calcio en el escapo
La concentración de Ca2+ se midió en tallos sin tratamiento
(al corte) y en los tratamientos CaCl2 (0.1%, 0.5%, 1%)
y testigo al final de su vida útil (n= 15). Los escapos se
dividieron en dos regiones (basal y apical) y de cada región
se obtuvieron 0.2 g de tejido seco el cual se trituró y se
procesó en 5 mL de ácido nítrico (HNO3) concentrado en
microondas por periodos de 10 min a 75% de potencia y 5 min
al 100%. Las muestras frías se filtraron por una membrana
de 0.45 µm de poro, y se aforaron con agua de-ionizada. Las
muestras se leyeron mediante espectrometría de emisión
óptica de inducción por plasma acoplado (ICP-OES) en un
espectrofotómetro 400 ‘Perkin Elmer’ el cual se calibró con
un estándar de calcio.
Antocianinas, carotenos y xantofilas en lígulas
Los cambios en la concentración de fenoles, antocianinas,
carotenos y xantofilas se midieron a los 0, 10, 20, 30 d en el
testigo y el tratamiento con CaCl2 (0.5%). Las antocianinas
Average vase life
In this study “average vase life” term is proposed, and
corresponds to date in days when 50% of flowers in vase or in
experiment showed at least one of the following senescence
symptoms: ligules wilting, scape bent > 90º; stem hanging
characterized by slimming below head, rot at scape’s base;
scape rupture. This concept means an objective measure
about flower average life. Symptoms incidence (%) in each
variety, was compared between best CaCl2 treatment (0.5%)
and (n= 20).
Fresh weight loss
Inflorescences were individually labeled. Changes in fresh
weight of whole flower (initial weight-final weight) (n=
10) were measured each 5 d and also, in order to estimate
changes in fresh weight of parts (n= 3); scape, head and
20 ligules were weighted. Also, as senescence indicator,
amount of rings from male flowers in anthesis were
counted.
Calcium in the scape
Ca 2+ concentration was measured in stems without
treatment (at moment of cut) and in CaCl2 treatments
(0.1%, 0.5%, 1%) and control at the end of service life (n=
15). Scapes were divided in two regions (basal and apical)
and from each region 0.2 g of dry tissue were obtained,
which were crushed and processed in 5mL of nitric acid
concentrated in microwave by 10 min periods at 75%
of power and by 5 min at 100% of power. By means of
induction coupled plasma optic emission spectrometry
(ICP-OES) in a 400 ‘Perkin Elmer’ spectrophotometer,
which was calibrated with a calcium standard, samples
were analyzed.
Anthocyanins, carotenes and xanthophylls in ligules
Changes in phenols, anthocyanins, carotenes and
xanthophylls concentration were measured at 0, 10, 20,
30 d in control and treatment with CaCl2 (0.5%). The
anthocyanins were measured by Wrolstad colorimetry
technique (1976), method called anthocyanins differential
of pH. Three inflorescences were used per treatment,
from each head six ligules were taken; three ligules were
macerated in KCl-HCl buffer (pH 1, 50 mL of KCl 0.2
M and 97 mL de HCl 0.2 M diluted in 200 mL) and other
three in acetate buffer (pH 4.5, 30.5 mL of acetic acid 0.2
se cuantificaron mediante la técnica colorimétrica de
Wrolstad (1976), método denominado diferencial del pH de
antocianinas. Se usaron tres inflorescencias por tratamiento,
de cada cabezuela se tomaron seis lígulas; tres lígulas se
maceraron en el amortiguador de KCl-HCl (pH 1, 50 mL
de KCl 0.2 M y 97 mL de HCl 0.2 M se afora a 200 mL) y
otras tres en un amortiguador de acetato (pH 4.5, 30.5 mL
de ácido acético 0.2 M y 19.5 mL de acetato de sodio 0.2
M se afora a 100 mL ajustando el pH con ácido acético 0.2
M. Posteriormente cada extracto y centrifugó (4 000 g), y el
sobrenadante se midió en un espectrofotómetro a 520, 530 y
700 nm. La concentración de la pelargonidina (PGD-3glu) y
de cianidina se calculó de acuerdo a la fórmula de Wrolstad
(1976). Los carotenos y xantofilas (ca+xa) se cuantificaron en
extractos cetónicos 80% en un espectrofotómetro (Hach Dr/4
000U) a 470, 676, y 663 nm, y la concentración se calculó con la
fórmula de Lichtenthaler y Wellburn (1983). Considerando que
durante la senescencia las lígulas sufren una marcada pérdida
de peso fresco por marchitez y que la percepción del color
de la inflorescencia es por unidad morfológica (lígula), los
resultados de pigmentos se expresaron por lígula (µg lígula-1).
Fenoles en lígulas
Los fenoles se midieron en las mismas fechas y tratamientos
que los pigmentos totales con un espectrofotómetro (Hach
Dr/4 000U) a 760 nm, mediante la reacción con el reactivo
Follin-Ciocalteu, modificado por Singleton y Rossi (1965).
Los resultados de fenoles también se expresaron por unidad
morfológica (µg lígula-1).
Histología del escapo
Con la finalidad de conocer si la estructura del tallo
contribuye a la resistencia al dolado del escapo, se usaron
cinco escapos por variedad después del corte, al inicio de
la vida florero. Se cortaron fragmentos de 1 cm, de la parte
basal, media y apical de los tallos. Los fragmentos se fijaron
en FAA (10% formadehído (al 36%), 50% etanol, 5% ácido
acético en agua desionizada) por 48 h. Posteriormente se
deshidrataron e incluyeron en parafina y se obtuvieron cortes
transversales (15 µm) y se tiñeron con safranina y verde fijo
(FCF) según Zavaleta-Mancera y Engleman (1994).
Histoquímica para lignina
Con el objeto de conocer la abundancia y distribución de
los tejidos lignificados que sirven de sostén al escapo se
estudiaron 5 escapos por variedad después del corte. Se
543
M and 19.5 mL of sodium acetate 0.2 M is diluted in 100
mL adjusting pH with acetic acid 0.2 M). Then each extract
was centrifuged (4 000 g), and supernatant was measured
in spectrophotometer at 520, 530 and 700 nm. Pelargonidin
(PGD-3glu) and cyanidin concentration was calculated
according to the Wrolstad equation (1976). Carotenes and
xanthophylls (ca+xa) were quantified in cetonic extracts
80% in spectrophotometer (Hach Dr/4 000U) a t470,
676, and 663 nm, and concentrations was determined by
Lichtenthaler and Wellburn equation (1983). Considering
that during senescence ligules suffer a strong loss of fresh
weight due wilting and that determination of inflorescence
color is by morphologic unit (ligule), pigments results were
defined by ligule (µg ligule-1).
Phenols in ligules
Phenols were measured in same dates and treatments than
total pigments with spectrophotometer (Hach Dr/4 000U)
at 760 nm, by reaction using Follin-Ciocalteu reactive,
modified by Singleton and Rossi (1965). Phenols results
were also defined by morphologic unit (µg ligule-1).
Scape histology
With the purpose to know if stem structure contributes with
the resistance to scape bent, five scapes per variety were
used after cut, at the beginning of vase life. 1 cm portions
were cut from stem’s basal, medium and apex section.
Fragments were fixed in FAA (10% formaldehyde (at 36%),
50% ethanol, 5% acetic acid in deionized water) during 48
h. Afterwards, they were dehydrated and were put in wax
and transversal cuts (15 µm) were obtained and staining
with safranin and fast green (FCF) according to ZavaletaMancera and Engleman (1994).
Histochemistry for lignin
With the aim to know abundance and distribution of
lignified tissues that work as support for scape, 5 scapes
per variety were studied after cut. 40 µm transversal cuts
were taken by hand microtome at basal, medium and
apex section. Lignin was detected with phloroglucinol
2% and HCl at 25% according to Zavaleta-Mancera
and Engleman (1994). Red color in tissue shows
lignin presence. Pictures were taken from cuts in optic
microscope, Axioscop 2 Plus (Carl Zeiss) with digital
camera Cyber Shot DSC25 (Sony). From each image,
relative area (%) if lignified tissue was calculated with
obtuvieron cortes trasversales de 40 µm con un micrótomo de
mano de la parte basal, media y ápical. La lignina fue detectada
con fluroglucinol 2% y HCl al 25% según Zavaleta-Mancera
y Engleman (1994) el color rojo en el tejido indicó la presencia
de lignina. Los cortes se observaron y fotografiaron en un
microscopio óptico, Axioscop 2 Plus (Carl Zeiss, Alemania)
equipado con una cámara digital Cyber Shot DSC25 (Sony,
Japón). De cada imagen se calculó el área relativa (%) del
tejido lignificado con respecto al área transversal del escapo
con el programa UTHSCSA Image Tool 1.28 (University of
Texas Health science Center, San Antonio, TX, USA).
Análisis estadísticos
El diseño experimental fue completamente al azar, los datos
se expresaron como valores promedios ± el error estándar
y se analizaron mediante un ANOVA. En el experimento
1 las medias de los tratamientos para las variables de peso
fresco (capitulo, lígulas y escapo) y concentración de calcio
se analizaron mediante la prueba de Tukey (p≤ 0.05). En
el experimento 2 se usó la prueba t de Student (p≤ 0.05)
para comparar los datos de pigmentos y fenoles de flores
tratadas con 0.05% de CaCl2 y el testigo. La cantidad relativa
de lignina entre variedades se comparó con la prueba t de
Student (p≤ 0.05) y entre partes del escapo mediante la
prueba de Tukey (p≤ 0.05).
Resultados
Experimento 1. Efecto del CaCl2 en la vida media florero
El 50% de las flores mantenidas en la solución base (testigo)
terminaron su vida útil a los 20 d en Duela y a los 13 d en
Shirlaine, en contraste, las tres concentraciones CaCl2
retrasaron la senescencia siendo la concentración de 0.5%
la que mayormente alargo la vida de la flor (25 d en Duela,
y 24 d en Shirlaine).
La mayor pérdida de peso se observó en la concentración
0.1% en las dos variedades. En contraste las concentraciones
0.5% y 1.0% redujeron la pérdida de peso en comparación
con el testigo. No obstante la concentración de calcio afecto
retrasando la apertura de anillos (Cuadro 1). En el caso de
las lígulas estas siguieron la misma tendencia que la flor
completa mientras que el capítulo y escapo mostraron
variación, incluyendo algunas ganancias de peso (Cuadro 1).
regards transversal area from scape using software
UTHSCSA Image Tool 1.28 (University of Texas Health
Science Center, San Antonio, TX, USA).
Experimental design was completely random, data are
expressed as average values ± standard error and were
analyzed by ANOVA. In the experiment 1, treatments
averages for fresh weight variables (capitulum, ligules, and
scape) and calcium concentration were analyzed by Tukey
test (p≤ 0.05). In experiment 2, Student’s t test (p≤ 0.05) was
used to compare data of pigments and phenols from flowers
treated with 0.05% of CaCl2, and from control. Student’s
t test (p≤ 0.05) was used to compare relative amount of
lignin between varieties and Tukey test (p≤ 0.05) was used
to compare between scape’s parts.
Results
Experiment 1. CaCl2 effect in average vase life
50% of flowers kept in basic solution (control) ended their
service life at 20d in cv Duela and at 13 d in Shirlaine, on the
contrary, the three CaCl2 concentrations delayed senescence,
being the 0.5% concentration the one that better lengthened
flower life (25 d in Duela, and 24 d in Shirlaine).
The greatest loss was detected at 0.1% concentration in
both varieties. In contrast, 0.5% and 1% concentrations
diminished weight loss if compared to control. Nevertheless,
calcium concentration affected delaying rings opening
(Table 1). Ligules had same trend than complete flower
while capitulum and scape showed variation, including some
weight increases (Table 1).
Calcium concentration in scape
Ca+2 concentration at cut showed no change between
varieties. The greatest Ca+2 concentration in scape were
for flowers treated with 0.5% and 1% of CaCl2, specially
in apex region, outstanding cv Shirlaine with 9 times
more concentration than control. In cv Duela, 0.1% and
0.5% concentrations showed no important differences
between scape regions, while with 1% concentration they
did (Table 2).
545
Cuadro 1. Efecto del CaCl2 en la vida florero, pérdida del peso fresco de la inflorescencia, capítulo, lígulas, escapo y anillos
del disco central en antesis en Duela y Shirlaine.
Table 1. CaCl2 effect in vase life, fresh weight loss of inflorescence, capitulum, ligules, scape and central disk rings in
anthesis for Duela and Shirlaine.
Vida media
Variedades
floreroz
(días)
Duela
0.1%
0.5%
1.0%
Testigo
Shirlaine
0.1%
0.5%
1.0%
Testigo
24
25
21
20
19
24
20
13
Pérdida de peso
fresco de la
inflorescencia (%)
31.28 +1.68 a
22.01 +2.72 b
17.65 +1.95 c
26.80 +0.86 b
25.15 +0.93 a
18.79 +1.32 c
20.29 +1.33 b
20.50 +1.92 b
Anillos del disco
central en antesis X
(No.)
Pérdida de peso fresco (g)
Capítulo
6.70 +0.23 a
6.33 +0.58 a
4.83 +0.41 b
6.93 +0.14 a
7.78 +0.37 a
6.00 +0.31 b
5.00 +0.23 c
5.50 +0.33 c
LígulasY
Y
EscapoY
0.34 +0.24 a
0.57 +0.06 a
¶
0.66 +0.88 b
0.32 +0.12 b
¶
1.80 +0.35 c
0.09 +0.09 c
0.39 +0.12 a
0.60 +0.03 a
¶
0.78 +0.24 d
0.58 +0.06 a
0.26 +0.44 b
0.41 +0.07 b
¶
0.28 +0.26 c
0.33 +0.05 c
1.96 +0.42 a ¶
0.61 +0.08 a
0.62 +0.54 d ¶
0.30 +0.68 a
0.10 +0.12 b
0.47 +0.10 c ¶
0.17 +0.31 b
1.49 +0.32 c ¶
0.28 +0.15 a
0.12 +0.32 b
Vida media florero fue el día cuando 50% de las flores terminaron su vida útil; YLos datos son promedios de 10 inflorescencias y de 20 lígulas por inflorescencia ± EE;
Número de anillos con flores masculinas en antesis, al término de la vida florero. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (Tukey, p≤0.05).
¶
indica ganancia de peso.
Z
X
Concentración de calcio en el escapo
Experiment 2. Effect of 0.5% CaCl2 treatment in vase life
La concentración Ca +2 al corte no presentó variación
entre variedades. Las flores que acumularon mayor
concentración de Ca+2 en los escapos fueron las tratadas
con 0.5% y 1.0% de CaCl2 especialmente en la región
apical, siendo más marcada esta tendencia en Shirlaine;
la cual acumuló nueve veces más Ca+2 que el testigo. En
Duela las concentraciones de 0.1% y 0.5% no presentaron
diferencias significativas entre regiones del escapo, en
tanto que en la concentración de 1.0% si se presentaron
(Cuadro 2).
Due 0.5% CaCl2 concentration was the better, a second
experiment was performed, in which senescence, pigments
and phenols incidence was assessed.
The most frequent symptoms in senescence for cv Shirlaine
were scape bent (30%) and ligules wilting (70%), while for
cv Duela, hanging below capitulum was main senescence
symptom, and scape bent holds 24%. When compared to
control, scape bent reduction effect becomes the main one:
20% in cv Duela and 10% in cv Shirlaine (Table 3).
Cuadro 2. Concentración de calcio en la región basal y apical de escapo de Duela y Shirlaine al fin de su vida útil.
Table 2. Calcium concentration in scape’s basal and apex region for Duela and Shirlaine at the end of its service life.
Tratamientos
0.1%
0.5%
1%
Testigo
Al cortez
Duela
Ápice
21.67 +0.51 b
25.33 +4.19 b
62.67 +4.17 a
9.67 +0.51 d
14.33 +0.19 c
Concentración de calcio (µg g-1)
Shirlaine
Base
Ápice
22.67 +0.19 b
22.67 +0.84 c
25.67 +1.68 b
64 +4.36 b
41.67 +8 a
114 +5.55 a
13.33 +0.51 c
13.67 +0.39 d
14 +0.88 c
12.67 +0.51 d
Base
19.67 +0.77 c
36.33 +8 b
49 +5.51 a
1 +0.33 d
13 +1.45 d
Permite conocer la concentración inicial de calcio en el escapo. Los datos son promedio de 15 repeticiones ± error estándar. Letras diferentes indican diferencias
significativas entre tratamientos (Tukey, p≤ 0.05).
z
Experimento 2. Efecto del tratamiento de 0.5% CaCl2
en la vida de florero
Debido a que la concentración de 0.5% de CaCl2 fue la mejor,
se realizó un segundo experimento, en el que se evaluó la
incidencia de los síntomas de senescencia, pigmentos y
fenoles.
Los síntomas más frecuentes en la senescencia de Shirlaine
fueron el doblado del escapo (30%) y el marchitamiento de
las lígulas (70%), mientras que en Duela el ahorcamiento
debajo del capítulo fue el principal síntoma de senescencia,
y el doblado del escapo fue 25%. El principal efecto del
calcio fue en la reducción del doblado del escapo con
respecto al control; 20% en Duela y 10% en Shirlaine
(Cuadro 3).
Pigments and phenols
In Duela, anthocyanins presence was not detected, therefore
only carotenes and phenols are reported. In CaCl2 treatments,
carotenesconcentrationinliguleswassignificantlyreduced.These
results show that CaCl2 speed up degradation of these pigments,
in Shirlaine decreased 40% and in Duela 65% at end of vase life.
CaCl2 treatment had null effect in anthocyanins concentration
for cv Shirlaine, and along time either important differences
were detected.
CaCl2 promoted phenols build up in both varieties at end of
vase life (30 d) with regards initial concentration, but there
were no significant differences in control. Treated Duela
increased 40% and Shirlaine 21.66% (Table 4).
Cuadro 3. Efecto de 0.5% de CaCl2 en la incidencia (%) de síntomas al fin de la vida florero de Duela y Shirlaine.
Table 3. Effect of 0.5% CaCl2 in symptoms incidence (%) at end of vase life in Duela and Shirlaine.
Variedades
Vida media
floreroz (días)
Marchitamiento
de las lígulas (%)
Doblado del
escapo (%)
Ahorcamiento
debajo del capítulo
Pudrición de la base
del escapo (%)
Duela (0.5%)
Testigo
25
20
45
20
5
25
50
50
--5
Shirlaine (0.5%)
24
60
20
---
20
Testigo
13
70
30
---
---
La vida media florero es el día cuando 50% de las flores terminaron su vida útil. (---) Indica ausencia del síntoma. Las observaciones fueron realizadas en 20 repeticiones
por tratamiento.
Pigmentos y fenoles
Histology of scape and lignin
En Duela no se detectó presencia de antocianinas, por lo
cual, sólo se reportan carotenos y fenoles. La concentración
de carotenos en las lígulas se redujo significativamente
en los tratamientos con CaCl2. Estos resultados indican
que el CaCl2 aceleró la degradación de estos pigmentos,
en Shirlaine disminuyó 40% y en Duela 65% al fin de la
vida florero.
Stems of studied varieties showed typical anatomy of
herbaceous stem from dicotyledon; collateral vascular
bundles (internal xylem and external phloem) arranged
in central ring. Both varieties’ stem showed acropetal
maturity. Base (mature tissue) showed largest bundles
with lignified interfascicular tissue, in scape’s middle
portion interfascicular tissue was found scarcely
lignified and apex scape (youngest tissue) showed
small bundles and non-lignified interfascicular tissue
(Figure 1).
El tratamiento de CaCl2 no tuvo efecto en la concentración
de antocianinas en Shirlaine, ni se detectaron diferencias
significativas en el tiempo.
El CaCl2 promovió la acumulación de fenoles en las lígulas
de las dos variedades al fin de su vida florero (30 d) con
respecto a la concentración inicial pero en el testigo no se
detectaron diferencias significativas. Duela tratada aumentó
40% y Shirlaine 21.66% (Cuadro 4).
Shirlaine scape was thicker than Duela’s and showed
greater number of vascular bundles, but smaller with
incipient lignifications of interfascicular tissue. In
contrast, Duela scape, despite being thinner, showed larger
vascular bundles connected by lignified interfascicular
tissue conforming solid cylinder of hard tissue which gave
547
Cuadro 4. Efecto de 0.5% CaCl2 en el contenido de pigmentos y fenoles de Duela y Shilaine, en el tiempo.
Table 4. Effect of 0.5% CaCl2 in pigments and phenols content in Duela and Shirlaine, in time.
Duela
Shirlaine
Ca+Xa
Fenoles
Ca+Xa
Fenoles
Cianidina
Días (µg lígula-1)
-1
-1
-1
(µg lígula )
(µg lígula )
(µg lígula )
(µg lígula-1)
Testigo CaCl2 Testigo CaCl2 Testigo CaCl2 Testigo CaCl2 Testigo CaCl2
0.5%
0.5%
0.5%
0.5%
0.5%
0
4.4 aA 4.4 aA 1.29 aA 1.29 bA 3.25 aA 3.25 aA 1.88 aA 1.88 bA 45.21aA 45.21 aA
10 4.73 aA 1.71cB 1.4 aA 1.01 bA 3.33 aA 2.71 bB 2.07 aA 1.71 bB 48.62 aA 45.60 aA
20 3.01 aA 2.91 bB 0.67 bB 1.12 bA 3.3 aA 1.23 c B 1.16 aA 1.06 bA 43.03 aA 37.76 bB
30 3.38 aA 2.86 bB 1.73 aB 2.13 aA
1.30 c
2.4 a
50.58 a
Pelargonidina
(µg lígula-1)
Testigo CaCl2
0.5%
55.39 aA 55.39 aA
50.44 aB 52.24 aA
47.49 aA 45.23 aA
63.22 a
Letras minúsculas diferentes en columnas indican diferencias significativas en el tiempo (Tukey, p≤ 0.05). Letras mayúsculas en hileras indican diferencias significativas
entre tratamientos (t de Student p≤ 0.05). Los datos son promedio de tres repeticiones (flor) con tres replicas por tratamiento (n= 3). Ca+Xa= carotenos + xantofilas. (-)
No se incluyen los datos del testigo de Shirlaine porque duró sólo 20 d.
Histología del escapo y lignina
Los tallos de las variedades estudiadas presentaron la
anatomía típica de un tallo herbáceo de dicotiledónea;
haces vasculares colaterales (xilema interno y floema
externo) arreglados en un anillo central. El tallo de las
dos variedades presentó una maduración acropeta. La
base (tejido maduro) presentó los haces mayores con
tejido interfascicular lignificado, en la parte media del
escapo el tejido interfascicular se encontró escasamente
lignificado y el escapo apical (tejido más joven) presentó
haces pequeños y tejido interfascicular no lignificado
(Figura 1).
higher rigidity to stem and support to head. The lignified
relative surface from Duela scape was 7% and from Shirlaine
4% (Figure 2).
El escapo de Shirlaine fue más grueso que el de Duela,
y presentó un mayor número de haces vasculares pero
más pequeños con incipiente lignificación del tejido
interfascicular. En contraste el escapo de Duela, a pesar
de ser más delgado, presentó haces vasculares mayores
conectados por tejido interfascicular lignificado formando
un cilindro sólido de tejido duro que dio mayor rigidez al
tallo y soporte a la cabezuela. El área relativa lignificada
del escapo de Duela fue 7% y en Shirlaine 4% (Figura 2).
Discusión
En el presente estudio la adición de 0.5% CaCl 2 a la
solución preservativa demostró ser efectiva para alargar
la vida florero de Duela y Shirlaine reduciendo el doblado
del escapo. Se ha observado que el CaCl2 puede alargar la
vida florero en otras especies; Gladiolus cv. ‘Happy End’
(Pruthi et al., 2001), Rosa hybrida cv. Kiss (Capdeville et al.,
2005), Chrysanthemumm indicum y Tagetes erecta (Patel
Figura. 1. Anatomía transversal del escapo de gerbera en la
región apical, media y basal de las variedades Duela
(A, B, C) y Shirlaine (D, E, F) respectivamente. Tinción
con safranina y verde fijo. Ti, tejido interfascicular;
f, floema; ff, fibras del floema; x, xilema; m, médula,
pc, parénquima cortical. Barra: 50 µm.
Figure. 1. Gerbera’s scape transversal anatomy in apical,
middle and basal region of varieties Duela (A, B, C)
and Shirlaine (D, E, F) respectively. Staining with
safranin and fast green. Ti, interfascicular tissue;
f, phloem; ff, phloem fibers; x, xylem; m, pith, pc,
cortical parenchyma. Bar: 50 µm.
El calcio (Ca+2) es un ion relacionado con la estabilidad
y fuerza mecánica de la pared celular, ésta propiedad
se atribuye a la unión cooperativa de las cadenas
poligalacturónicas con los iones calcio para formar
pectatos en la lámina media (Conway et al., 1995; Halevy
et al., 2001). Un estudio realizado por (Albino-Garduño
et al., 2008), demostró la importancia del Ca en el cultivo
hidropónico de Gerbera jamesonii, y reportó que bajas
concentraciones (6 meq Ca+2L-1) reducían la producción,
diámetro de la cabezuela y calidad (longitud y firmeza) del
escapo con respecto a 9 y 12 meq Ca++L-1. Tratamientos
con calcio mantuvieron la firmeza del fruto en poscosecha;
melón “Campsol” (Rinaldi, et al., 2004) y en manzanas
(Poovaiah, 1988; Dilmaghani et al., 2005). Los escapos
de Duela y Shirlaine tratados con CaCl 2 acumularon
significativamente Ca+2 en la región apical, lugar donde
comúnmente el tallo se dobla; así los tallos tratados se
mantuvieron erectos por más tiempo en contraste con el
testigo; en Duela se redujo 10% y en Shirlaine 20%.
La presencia de lignina estuvo asociada a los elementos de
vaso del xilema, fibras floemáticas y tejido interfascicular.
Estos datos indican una mayor rigidez del escapo de Duela.
La anatomía y lignificación del tallo entre variedades
son indicadores importantes que pueden determinar la
9
Área lignificada (%) en corte trnsversal
y Mankad, 2002). La evidencia del retraso de la senescencia
en flores por CaCl2 se ha demostrado en pétalos de rosas, ya
que mantiene la integridad de membranas celulares, reduce
la producción de etileno y promueve el transporte de solutos
(Torre et al., 1999); tratamiento con CaCl2+sacarosa+HQS,
aumentó en 7 días la vida florero, retrasando la pérdida de
peso fresco, turgencia de los pétalos y hojas, así como mayor
porcentaje de flores abiertas (Cortes et al., 2011). Un estudio
demostró el efecto positivo de aplicaciones de CaCl2 pre y
postcosecha en cuatro variedades de gerbera (Campitano,
Dino, Sangría y Testarossa) encontrando que la inyección
de los escapos con CaCl2 1% en precosecha incrementó la
vida florero (Gerasopoulos y Chebli, 1999). No obstante las
diferencias en la vida florero de las variedades de gerbera
del presente estudio, estas duraron más tiempo (24 d) que el
reportado para esta especie, estimado en 15 d (Gerasopoulos y
Chebli, 1999). La adición de CaCl2 a la solución preservativa
mejoró significativamente la vida poscosecha de Shirlaine;
variedad que presentó en el testigo una mayor incidencia al
doblado asociado a una baja proporción de tejido lignificado
en contraste con Duela. Éstos resultados demuestran el efecto
particularmente positivo del ion Ca+2 en variedades con tallos
poco lignificados y de vida de florero corta.
8
Duela
Shirlaine
7
a a
a
6
5
4
b
3
2
1
0
c
c
ápice
media
base
Figura 2. Área lignificada del escapo de Duela y Shirlaine, (n= 5
± EE) medida como área relativa del escapo ocupada
por las células lignificadas en cortes transversales del
ápice (5cm debajo de la cabezuela), parte media y la
base. Letras diferentes indican diferencias significativas
entre partes del escapo (Tukey p≤ 0.05). (*). Indica
diferencias significativas entre variedades (t de Student
p≤ 0.05).
Figure 2. Duela and Shirlaine scape lignified area, (n= 5 ± EE)
measured like relative area of scape occupied by
lignified cells in apical (5cm below head), medium
section and base transversal cuts. Different letters
means important differences beween scape’s part (Tukey
p≤ 0.05). (*). Significant average differences between
varieties (Student’s t p≤ 0.05).
Discussion
In this study addition of 0.5% CaCl2 to preserving solution
proved to be effective in extending vase life for Duela and
Shirlaine reducing scape bent. It has been observed that CaCl2
can extend vase life in other species; Gladiolus cv. ‘Happy
End’ (Pruthi et al., 2001), Rosa hybrida cv. Kiss (Capdeville
et al., 2005), Chrysanthemumm indicum and Tagetes erecta
(Patel and Mankad, 2002). Evidence of senescence delay in
flowers by CaCl2 has been probed in rose petals, since it keeps
integrity of cell membranes, reduces ethylene production
and promotes solutes transport (Torre et al., 1999); treatment
with CaCl2+sacarosa+HQS increased in 7 vase flower,
delaying fresh weight loss, petals and leaves turgence, as
well as greater percentage of open flowers (Cortes et al.,
2011). A study showed positive outcome when using CaCl2
applications previous to crop and postharvest in four gerbera
varieties (Campitano, Dino, Sangria and Testarossa) finding
that addition of CaCl2 1% previous to harvest in scapes
increased vase life (Gerasopoulos and Chebli, 1999). Despite
resistencia del tallo, independientemente del tratamiento en
la solución preservativa. Así la baja incidencia del doblado
en Duela estuvo asociada a una mayor abundancia relativa
de lignina en la parte media del tallo y lignificación del tejido
interfascicular.
El CaCl2 en las dos variedades aceleró la degradación de
carotenos pero promovió la acumulación de fenoles. En el
caso particular de la flor roja de Shirlaine, CaCl2 promovió
la acumulación de cianidina y pelargonidina a los 30 d,
los testigos sólo duraron 20 d; las lígulas se observaron
oscurecidas. Esto podría estar asociado al fenómeno
denominado copigmentación en el que las antocianinas
con compuestos fenólicos forman uniones no covalentes
por enlaces Van der Waals, en presencia de glucosa, hecho
que limita la interacción de la antocianina con H2O evitando
su degradación y perdida de color (Brouillard et al., 1989;
Boulton, 2001). Adicionalmente los compuestos fenólicos
tienen actividad antioxidante, que contrarresta el efecto de
los radicales libres (Vinson y Hontz, 1995; Proestos et al.,
2005). Durante la senescencia las células producen una gran
cantidad de radicales libres (ROS) que oxidan las membranas
y producen daño celular como se ha demostrado en gerbera
(Trujillo-Villagarcía et al., 2006) y trigo (Zavaleta-Mancera
et al., 2007). Se considera que el aumento de fenoles en las
lígulas de gerbera tratadas con CaCl2 pudo proteger las células
del daño oxidativo, promoviendo el retraso de la senescencia.
Conclusiones
La aplicación de CaCl 2 a la solución f lorero retrasó
la senescencia de las dos variedades de gerbera; la
concentración de 0.5% de CaCl2 fue la que produjo mayor
vida florero. El Ca+2 se acumuló significativamente en la
región apical del escapo de las dos variedades, favoreciendo
el endurecimiento del tejido y reduciendo la incidencia al
doblado preferentemente en Shirlaine. Uno de los elementos
que determinó las diferencias en la vida florero entre Duela
y Shirlaine fue la anatomía y el grado de lignificación del
escapo, características establecidas genéticamente. Así la
menor incidencia al doblado del escapo observado en Duela,
sería explicado por su mayor proporción de tejido lignificado
y una temprana lignificación del tejido interfascicular en
la parte del tallo donde se presenta la ruptura y el retraso
de la senescencia entre tratamientos dentro de la misma
variedad estaría explicado por el efecto del CaCl2 en la
solución florero.
549
differences in vase life for gerbera varieties in this study, they
last longer (24 d) than reported for this species, estimated
in 15 d (Gerasopoulos and Chebli, 1999). CaCl2 addition
to preserving solution improved significantly postharvest
life on Shirlaine; variety that in control showed greater bent
incidence associated to lower proportion of lignified tissue
than cv Duela. These results show the positive effect of Ca+2
ion in varieties with few lignified stems and short vase life.
Calcium (Ca+2) is a ion related with cell wall stability
and mechanical strength, property that is attributable to
cooperative bonds between polygalacturonic chains and
calcium ions to create pectates in medium lamellae (Conway
et al., 1995; Halevy et al., 2001). A study performed by
Albino-Garduño et al., 2008, proved Ca importance in
hydroponic culture of Gerbera jamesonii, and reported that
low concentrations (6 meq Ca+2L-1) reduced production, head
diameter and scape quality (length and rigidity) with regards
9 and 12 meq Ca+2L-1. Treatments with calcium kept fruit
rigidity in postharvest; “Campsol” watermelon (Rinaldi, et
al., 2004) and in apples (Poovaiah, 1988; Dilmaghani et al.,
2005). Scapes from Duela and Shirlaine treated with CaCl2
significantly built up Ca+2 in apical region, place where
usually stem bends; thus stems treated kept rise longer than
control; in cv Duela it reduced 10% and in Shirlaine 20%.
Presence of lignin was associated with elements of xylem
vase, phloem fibers and interfascicular tissue. These data
reveals greater rigidity of Duela scape. Stem anatomy and
lignification between varieties are important indicators that
can define stem resistance, independently of preserving
solution treatment. Thus low incidence of bent in cv Duela
was associated to greater relative content of lignin in middle
section of stem and lignification of interfascicular tissue.
CaCl2 in two varieties accelerated carotenes degradation, but
promoted phenols built up. In the case of Shirlane red flower,
CaCl2 promoted accumulation of cyanidin and pelargonidin
at 30 d, control only last 20 d; ligules were detected
darkened. This could be associated to process known as
co-pigmentation in which anthocyanins with phenolic
compound create non covalent bonds by Van der Waals
bonds en presence of glucose, fact that limits interaction of
anthocyanin with H2O avoiding its degradation and color
loss (Brouillard et al., 1989; Boulton, 2001). Also, phenol
compounds give antioxidant activity, which counteract
effect of free radicals (Vinson and Hontz, 1995; Proestos et
al., 2005). During senescence cells produce great amount
of free radicals (ROS) that oxidize membranes and produce
Agradecimientos
Las autoras agradecen al doctor Humberto López
Delgado del programa nacional de papa, del Instituto
Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y
Pecuarias (INIFAP) por las facilidades de laboratorio
brindadas, y a Miguel Vega Zúñiga por la asistencia
técnica en la elaboración de los cortes histológicos en
el Laboratorio de Anatomía e Histoquímica Vegetal del
Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Campus
Montecillo.
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cell damage like has been demonstrated in gerbera (TrujilloVillagarcía et al., 2006) and wheat (Zavaleta-Mancera et al.,
2007). It is considered that increase of phenols in ligules of
gerbera treated with CaCl2 could protect cells from oxidative
damage, promoting senescence delay.
Conclusions
CaCl2 addition to vase solution delayed senescence in two
gerbera varieties; concentration of 0.5 CaCl2 was the one that
gave best vase life. Significantly build up in apical region of
scape in both varieties, favoring tissue hardening and reducing
incidence to bent specially in Shirlaine. Scape anatomy and
degree of lignification are key to define differences in vase life
between cv Duela and cv Shirlaine. Then, lower incidence to
scape bent seen in Duela, would be explained by its greater rate
of lignified tissue and an early lignification of interfascicular
tissue in stem portion where tends to break and delaying
senescence between treatments within same variety would
be explained by CaCl2 in vase solution.
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Biocontrol de la pudrición de raíz de nochebuena de
interior con Trichoderma spp.*
Root rot biocontrol for indoor poinsettia
with Trichoderma spp.
Felipe de Jesús Osuna-Canizalez1§, María Félix Moreno-López1, Faustino García-Pérez1, Sergio Ramírez-Rojas1 y Jaime Canul-Ku1
Campo Experimental Zacatepec-INIFAP. Carretera Zacatepec-Galeana, km. 0.5. C. P. 62780. Zacatepec, Morelos, México. Tel. 7341103906. (garcia.faustino@inifap.
gob.mx), ([email protected]), ([email protected]). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
En Morelos, la pudrición de la raíz causada por Fusarium
spp., es una de las principales enfermedades de la
nochebuena de interior. Por su efecto devastador, en su
prevención o control se realizan aplicaciones frecuentes
de productos químicos, con los riesgos inherentes a la
salud humana y al ambiente. En la búsqueda de alternativas
bioracionales al manejo de esta enfermedad, se realizó un
ensayo en el que se evaluaron tres cepas comerciales de
Trichoderma spp., en tres diferentes sustratos: S1= “tierra
de hoja” (70% v/v)+tezontle grueso (15% v/v)+tezontle fino
(10% v/v)+agrolita (5% v/v); S2= turba (80% v/v)+ fibra
de coco (20% v/v); S3= “tierra de hoja” (70%) + “tepojal”
(30%), en las variedades comerciales más comunes,
Freedom Red y Prestige Red. Se utilizó un diseño factorial
de tratamientos 4 x 3 x 2 y los tratamientos resultantes se
evaluaron en un diseño completamente al azar con seis
repeticiones. Respecto a la incidencia de pudrición de
la raíz, las cepas comerciales de Trichoderma spp., no
mostraron diferencias entre sí ni con el testigo químico.
La pudrición de la raíz estuvo asociada con S2, debido
a una baja capacidad de aireación, y sólo se presentó en
Prestige Red. La población (UFC g-1) de Trichoderma
spp., en el sustrato al término del ciclo, fue igual (p≤ 0.05)
entre cepas comerciales y entre estas y el testigo químico
In Morelos, root rot caused by Fusarium spp., is one of
the main diseases of indoor poinsettia. In order to prevent
or control its devastating effect, frequent applications of
chemical products are performed, with inherent risks to
human health and environment. In quest for alternative
biorational options, an essay in which three commercial
strains of Trichoderma spp., was done, in three different
substrates: S1= “organic soil” (70% v/v)+thick tezontle
(15% v/v)+thin tezontle (10% v/v)+agrolita (5% v/v); S2=
peat moss (80% v/v)+ coconut fiber (20% v/v); S3= “organic
soil” (70%)+“tepojal” (30%), in most common commercial
varieties, Freedom Red and Prestige Red. A factorial design
of 4 x 3 x 2 treatment was used and resulting treatments
were evaluated in a completely random design with six
repetitions. Regards root rot incidence, commercial strains
of Trichoderma spp., did not show differences between
them, either with chemical control. Root rot was associated
with S2, due low aeration capacity, and only it was seen in
Prestige Red. Population of Trichoderma spp.,(UFC g-1) in
the substrate at end of cycle was the same (p≤ 0.05) between
commercial strains and between them and the control
(without inoculation), due presence of native strains of
Trichoderma in organic components of substrates (“organic
soil”, peat moss and coconut fiber).
Felipe de Jesús Osuna-Canizalez et al.
(sin inoculación), debido a la presencia de cepas nativas de
Trichoderma en los componentes orgánicos de los sustratos
(“tierra de hoja”, turba y fibra de coco).
Key words: Euphorbia pulcherrima, Fusarium spp., native
strains, substrates, varieties.
Palabras clave: Euphorbia pulcherrima, Fusarium spp.,
cepas nativas, sustratos, variedades.
Introduction
Introducción
En México se producen anualmente alrededor de 14 millones
de plantas de nochebuena de interior; Morelos es el estado
productor más importante, con 5.85 millones de plantas
(Anónimo, 2009). En Morelos, uno de los problemas
fitosanitarios más importante en este cultivo es la marchitez de
la planta causada por pudrición de la raíz (García et al., 2009), la
cual se presenta durante cualquier etapa del ciclo de desarrollo,
aunque su incidencia es mayor en etapas avanzadas, al inicio
del proceso de pigmentación; los síntomas de la enfermedad
son los siguientes: las hojas pierden gradualmente turgencia,
se debilitan, adquieren tonalidades que van del verde claro al
amarillo verdoso, finalmente empardecen, se desprenden y
la planta muere. Estudios previos permitieron identificar al
hongo Fusarium sp., como el principal agente causal de esta
enfermedad de la raíz en nochebuena (García et al., 2009).
Tradicionalmente, los métodos para controlar la pudrición
de raíz en nochebuena se basan en aplicaciones frecuentes
de productos agroquímicos (García, 2008), los cuales
incrementan tanto el costo de producción como los riesgos a
la salud humana, por exposición directa a los productos o por
contaminación de aire y agua con los mismos. En Morelos,
dicho riesgo se incrementa por el hecho de que la mayoría de
viveros comerciales de producción de nochebuena se localizan
en zonas urbanas o periurbanas, con alta densidad poblacional.
El uso de agentes de control biológico para prevenir o controlar
enfermedades en plantas cultivadas, es una alternativa
sustentable que ha mostrado efectividad en amplio número
de casos (Harman, 2000). El hongo Trichoderma spp., es uno
de los agentes de biocontrol más eficaces debido a que posee
una serie de mecanismos contra agentes patógenos, como
micoparasitismo, producción de antibióticos, estimulación de
mecanismos de defensa de las plantas y competencia efectiva
por espacio en la rizosfera (Lorito et al., 2010; Shoresh et al.,
2010); esto último se debe a sus altas tasas de crecimiento y a
su habilidad para adaptarse a condiciones de estrés, como el
de temperatura alta (Montero-Barrientos et al., 2010).
In Mexico there are produced around 14 millions of plants
of indoors poinsettia; being Morelos the most important
producer state, with 5.85 millions of plants (Anonymous,
2009). In Morelos, in this crop one of the most important
phytosanitary problems is plant wilting caused by root
rot (García et al., 2009), which is seen during any stage
of development cycle, although its incidence is higher in
advanced stages, at the beginning of pigmentation process;
disease symptoms are the following: leaves gradually loss
turgence, they weaken and acquire tones ranging from clear
green to greenish yellow, they finally got darkened, detached
and the plant dies. Previous studies allowed identification
of fungi Fusarium sp., as main causing agent for this root
disease in poinsettia (García et al., 2009).
Normally, methods to control root rot in poinsettia are
based on frequent application of agrochemical products
(García, 2008), which increase as well production costs
as human health risks, by direct contact with them or air
and water pollution. In Morelos, such risk is increased by
the fact that most greenhouses for poinsettia commercial
production are located in high population density urban
or semi-urban areas.
Use of biological control agents to prevent or control
diseases in cultivated plants, is a sustainable alternative
that has proven effectiveness in wide number of
cases (Harman, 2000). Fungi Trichoderma spp., is
on of the most effective biocontrol agents due it has a
number of mechanisms against pathogen agents, like
microparasitism, antibiotic production, stimulation of
plants defense mechanisms and effective competence
by space in rhizosphere (Lorito et al., 2010; Shoresh et
al., 2010); the latter is because its high growing rates and
its capacity to adapt under stressing conditions like high
temperature (Montero-Barrientos et al., 2010).
Poinsettia for indoors is cultivated in containers or
flowerpots of diverse capacities. The most common used
substrates include like organic component to “organic soil”
and “ocochal”, which consist in vegetable remains built up
in surface of forest soils located in Villa del Carbón, State of
La nochebuena de interior se cultiva en contenedores
o macetas de diversas capacidades. Los sustratos más
comúnmente empleados incluyen como componente
orgánico a la “tierra de hoja” y al “ocochal”, que consisten
en residuos vegetales acumulados en la superficie de suelos
forestales ubicados en Villa del Carbón, Estado de México,
compuestos principalmente por hojas de encino y acículas de
pino; los componentes inorgánicos de las mezclas incluyen
materiales como el “tezontle” y el “tepojal”, ambos de origen
volcánico, obtenidos localmente, en el caso del primero, y en la
localidad de Calimaya, estado de México, el segundo; el tercer
componente inorgánico comúnmente empleado es la agrolita,
producida mediante un proceso industrial que involucra la
expansión de la perlita a altas temperaturas.
En el cultivo de plantas en contenedor, la selección de un sustrato
con propiedades físicas y químicas adecuadas es fundamental,
debido al volumen reducido en el que desarrollan las raíces
(Caron y Rivière, 2003), en comparación a cuando desarrollan
en suelo. Desde el punto de vista microbiológico, diversos
reportes señalan interacciones significativas entre la naturaleza
del sustrato y el desarrollo de microorganismos benéficos, en
términos positivos en algunos casos (Callejas-Ruiz et al., 2009)
o negativos en otros (Vestverg y Kukkonen, 2007). En diversos
estudios se reportan efectos supresivos de sustratos sobre el
desarrollo de patógenos de la raíz, especialmente con la adición
de composta (Yogev et al., 2006; Raviv, 2007; Pane et al., 2011).
En Morelos, actualmente las dos variedades de nochebuena
de interior más demandadas son Freedom Red y Prestige
Red, ambas reportadas como susceptibles a la secadera
por pudrición de raíz. Por ello, los objetivos del presente
estudio fueron: a) determinar la factibilidad del biocontrol
de pudrición de la raíz de nochebuena de interior en las dos
variedades, mediante la inoculación de cepas comerciales
de Trichoderma spp.; y b) definir el efecto del sustrato sobre
variables del crecimiento y calidad de planta terminada
de nochebuena de interior y su interacción con las cepas
comerciales de Trichoderma spp.
555
Mexico, comprised mainly by oak leaves and pine acicular;
inorganic components of mixtures include material such as
“tezontle” and “tepojal”, both from organic origin, locally
obtained in the case of first, and in locality of Calimaya,
Estate of Mexico, the latter; the third inorganic component
commonly used is agrolita, produced by industrial process
which involves perlite expansion at high temperatures.
During plants cultivation in container, is fundamental
selection of substrate with suitable physical and chemical
properties, due reduced volume in which roots develop
(Caron and Rivière, 2003), in comparison when they
develop in soil. From microbiological point of view, several
reports give significant interactions between substrate
nature and development of beneficial microorganisms,
in some cases in positive way (Callejas-Ruiz et al., 2009)
or negative in others (Vestverg and Kukkonen, 2007).
In diverse studies suppressive effects of substrates on
development of root pathogens are reported, specially
with compost addition (Yogev et al., 2006; Raviv, 2007;
Pane et al., 2011).
Currently, in Morelos, the most demanded two varieties of
poinsettia for indoors are Freedom Red and Prestige Red,
both reported as susceptible to wilting by root rot. In this way,
aims of this study were: a) define biocontrol feasibility on
indoors poinsettia root rot in both varieties, by inoculation
of commercial Trichoderma spp., strains; and b) to define
effect of substrate on growth and plant quality variables
for indoors poinsettia and its interaction with commercial
Trichoderma spp., strains.
Experiment site
Essay was performed in greenhouse located in Tetela del
Monte, Cuernavaca, Morelos, at 2 200 masl, 18° 58' 0"
northern latitude and 99° 15' 0" west longitude. Structure
is metallic, with white polyethylene on roof, 30%
transferability and shade net with 50% transferability in
walls.
Sitio experimental
Design of treatments and experimental design
El ensayo se llevó a cabo en un vivero ubicado en la localidad
de Tetela del Monte, Cuernavaca, Morelos, a 2 200 msnm,
18° 58' 0" latitud norte y 99° 15' 0" longitud oeste. La
It was used a complete 4 x 3 x 2 factorial treatments design.
The first factor had four levels: three commercial strains of
Trichoderma spp., locally available, a) c1= FithanMR, c2=
estructura es metálica, con polietileno blanco-lechoso en el
techo, con transmisividad 30% y malla sombra con 50% de
transmisividad, en las paredes.
Diseño de tratamientos y diseño experimental
Se utilizó un diseño de tratamientos factorial completo 4 x 3 x 2.
El primer factor constó de cuatro niveles: tres cepas comerciales
de Trichoderma spp., disponibles localmente, a) c1= FithanMR,
c2= Trico-BioMR, c3= BactivaMR; el testigo químico fue el
cuarto nivel, en el que se realizaron cuatro aplicaciones de
fungicidas químicos (1) Carbendazim; 2) Metalaxil; 3) Captan;
y 4) Carbendazim). El factor dos fueron los sustratos, con tres
niveles: S1= “tierra de hoja” (70%) + tezontle grueso (15%) +
tezontle fino (10%) + agrolita (5%); S2= turba + fibra de coco
(80% y 20%, respectivamente); y S3= “tierra de hoja” (70%)
+ “tepojal” (30%) (sustrato tradicional); en todos los casos,
la proporción se expresa en términos de v/v. El tercer factor
correspondió a las dos variedades más comunes en el estado de
Morelos, Freedom Red y Prestige Red, ambas de flor roja. Los 24
tratamientos formados se evaluaron en un diseño completamente
al azar con seis repeticiones. La unidad experimental
constó de una maceta con 1.8 L de sustrato y una planta.
Sustratos
Una vez mezclados los diferentes componentes, los sustratos se
analizaron en laboratorio para determinar algunas propiedades
físicas como densidad aparente, densidad real, espacio poroso
total, así como proporción de agua, aire y material sólido a
capacidad de contenedor; las determinaciones se llevaron
a cabo en un medidor de tres fases del suelo, marca Daiki,
modelo DIK 1120, con modificaciones al protocolo para
adaptarlo a sustratos; dicha modificación consistió en tomar la
muestra de cada sustrato a capacidad de contenedor, mediante
el cilindro metálico de volumen conocido que normalmente
se usa para tomar muestras de suelo en campo, para de ahí
determinar en el equipo las proporciones de aire, sólidos y
agua presentes en la muestra de sustrato. Las propiedades
químicas evaluadas fueron pH y conductividad eléctrica,
usando una proporción sustrato: agua de 1:1.5. Los sustratos
no se esterilizaron previo a su uso.
También se determinó la presencia de Trichoderma spp., en los
sustratos previo a su utilización, mediante la técnica de dilución
en placa, usando PDA(39 g L-1) y rosa de bengala (50 ppm) más
sulfato de estreptomicina (48 ppm) para prevenir crecimiento
de bacterias, ajustando el medio a pH= 3.5 con ácido láctico.
Las cajas con cada sustrato en medio de cultivo se incubaron
Trico-BioMR, c3= BactivaMR; chemical control was fourth
level, in which four application of chemical fungicides were
performed: 1) Carbendazim; 2) Metalaxil; 3) Captan; and
4) Carbendazim. Second factor was substrates, with three
levels: S1= “organic soil” (70%) + thick tezontle (15%) +
thin tezontle (10%) + agrolita (5%); S2= peat moss + coconut
fiber (80% and 20%, respectively); and S3= “organic soil”
(70%) + “tepojal” (30%) (normal substrate); in all cases,
proportion is expressed in terms of v/v.
Third factor was two most common varieties in state of
Morelos: Freedom Red and Prestige Red, both have red
flowers. 24 treatments were assessed in completely random
design with six repetitions. Experimental unit consisted in
a pot with 1.8 L of substrate and a plant.
Substrates
Once different components are mixed, substrates were
analyzed in laboratory to determine some physical properties
like apparent density, real density, total porous space, as well as
water, air and solid material proportion at container capacity;
calculations were made in a three phase soil device, Daiki
model DIK 1120, with modifications to protocol to adapt
it to substrates; such modification consisted in taking each
sample of substrate at container capacity, by means of known
volume metallic cylinder normally used in field, for defining
in equipment air, solids and water proportions existing in
substrate sample. Chemical properties assessed were pH and
electric conductivity, using proportion substrate:water 1:1.5.
Substrates were not sterilized previous to use.
Also presence of Trichoderma spp., in substrates previous
to its use, by plate dilution technique, using PDA (39 g L-1)
and rose bengal (50 ppm) plus streptomycin sulfate (48
ppm) to prevent bacteria growth, adjusting medium at pH=
3.5 with lactic acid. Boxes with each substrate in culture
medium were incubated at 25 ºC in darkness; after 48 hours
observations started to morphologically identify colonies,
and then see structures in microscope, and with help of
Barnet and Hunter guides (1972), determine presence of
Trichoderma spp.; finally substrate UFC g-1 were quantified.
Substrates properties are listed in Table 1.
Vegetable material
Rooting cuts of Freedom Red and Prestige Red poinsettia
cultivars of 32 days of age were used, which were developed
in the same site of experiment.
a 25 ºC en la oscuridad; transcurridas 48 horas se iniciaron las
observaciones para identificar morfológicamente las colonias,
para después observar estructuras en el microscopio, y con el
auxilio de las claves de Barnet y Hunter (1972), determinar la
presencia de Trichoderma spp.; finalmente se cuantificaron
las UFC g-1 de sustrato. Las propiedades de los sustratos se
muestran en el Cuadro 1.
557
Cuadro 1. Propiedades químicas y físicas (a capacidad de
contenedor) de los sustratos evaluados.
Table 1. Chemical and physical properties (at pot capacity)
of assessed substrates.
Material vegetal
Se utilizaron esquejes enraizados de los cultivares de
nochebuena Freedom Red y Prestige Red, de 32 días de edad,
desarrollados en el mismo sitio experimental.
Inoculación y reinoculación de Trichoderma spp.
La inoculación inicial se llevó a cabo tres días después del
trasplante (ddt), en dosis de 1 ml L-1 de agua en el caso de
FithanMR y Trico-BioMR y 1 g L-1 en el caso de BactivaMR; esta
y las siguientes inoculaciones se hicieron durante los riegos.
Se realizaron cuatro reinoculaciones de las cepas comerciales,
en las dosis indicadas; la decisión de reinocular se tomó
con base en muestreos periódicos de sustrato, mediante el
siguiente procedimiento: se invertía la maceta y se extraía
la planta con cepellón, tomando cuidadosamente alrededor
de 15 g de sustrato en total, de tres partes del cepellón. En el
último muestreo se tomaron tres repeticiones por tratamiento
y se analizaron por separado para realizar análisis estadístico;
en todos los muestreos previos se formaron muestras
compuestas, considerando el sustrato de cada repetición como
una submuestra. Se decidía reinocular cuando en el sustrato
de alguno de los tratamientos de biocontrol se presentaba
conteos bajos, con tendencia a cero, de UFC de Trichoderma.
Variables del crecimiento y color de brácteas
Se midieron las variables altura de planta en seis repeticiones,
así como el número de tallos, hojas y brácteas, en tres
repeticiones por tratamiento; el color se midió en una bráctea
totalmente pigmentada, con un espectrofotómetro X-Rite,
Modelo 3960. Debido a su ciclo más corto, en Freedom Red
las mediciones se hicieron a los 161 ddt, mientras que en
Prestige Red se realizaron a los 189 ddt.
pH
CE (dS m-1)
Da (g cm-3)y
CA (%)x
EPT (%)w
MS (%)v
Sustrato 1z
5.33
0.28
0.33
63.49
85.67
14.33
Sustrato 2
6.0
0.62
0.12
25.68
90.38
9.62
Sustrato 3
6.23
2.08
0.52
41.76
77.66
22.33
Sustrato 1: “tierra de hoja” (70% v/v); tezontle grueso (15% v/v), agrolita (10%
v/v); tezontle fino (5% v/v); sustrato 2: turba (Sunchine Mix 1, 80% v/v); fibra de
coco (20% v/v); sustrato 3: “tierra de hoja” (70% v/v); “tepojal” (30% v/v); yDa=
densidad aparente; xcapacidad de aireación; wEPT= espacio poroso total; vmaterial
sólido. Propiedades físicas a capacidad de contenedor.
z
Inoculation and re-inoculation of Trichoderma spp.
Initial inoculation was performed three days after transplant
(ddt), at a dose of 1 ml L-1 of water in case of FithanMR and
Trico-BioMR; and 1 g L-1 in case of BactivaMR; this and the
following inoculations were made during irrigations. Four
re-inoculations of commercial strains were made, at indicated
doses; decision to inoculate was taken based on periodic
samples of substrate, by the following procedure: pot was
put upside down and plant was extracted with plug, carefully
taking 15 g of substrate, from three portions of plug. In the
last sampling three repetitions per treatment were taken and
analyzed individually to make statistical analysis; in all previous
sampling compound samples were formed, considering each
substrate of each repetition as sub-sample. It was decided to
re-inoculate when substrate of any of biocontrol treatments
showed low count, with trend to null, of UFC of Trichoderma.
Variables of growth and bracts color
In six repetitions height plant variables were measured, as well
as number of stems, leaves and bracts, in three repetitions per
treatment; color was measured in a totally pigmented bract,
by X-Rite, model 3960 spectrophotometer. Due its shorter
cycle, in cv Freedom Red measurements were made at 161
ddt, while in cv Prestige Red were made at 189 ddt.
Evaluación de pudrición de la raíz
Assessment of root rot
Se realizaron observaciones semanales para detectar
síntomas de pudrición de la raíz (García et al., 2009). Cuando
aparecieron plantas enfermas, se llevaron a laboratorio y
Weekly observations were made to detect root rot symptoms
(García et al., 2009). When ill plants emerged, they were
taken to the laboratory and a standard procedure was
se siguió un procedimiento estándar mediante el cual se
colocaron trozos de raíz en un medio con PDA, se incubó
por 72 h a 25 °C en la oscuridad, después de lo cual, las
colonias desarrolladas se identificaron morfológicamente
y microscópicamente con base en las claves de Barnett y
Hunter (1972) y Toussoun y Nelson (1976).
Análisis estadístico
Se realizó un análisis de varianza a los resultados de
las variables evaluadas, utilizando el procedimiento
GLM del paquete estadístico SAS 2000, versión 8.1.
En función de los resultados del análisis de varianza, se
realizaron comparaciones de medias de tratamientos, de
acuerdo con la prueba de Tukey, con el mismo paquete
estadístico.
Resultados
followed, in which portions of root were put in medium with
PDA, it was incubated during 72 h at 25 °C in darkness, then
the developed colonies were morphologically identified
based on Barnett and Hunter (1972) and Toussoun and
Nelson (1976) guides.
To results of assessed variables an analysis of variance is
applied, using GLM procedure of SAS 2000, versión 8.1,
statistic software. In function of anova results, comparisons
of treatments average were made, according to Tukey test,
with the same software.
Results
Growth of Trichoderma spp.
Crecimiento de Trichoderma spp.
No se presentaron diferencias significativas en el
número de UFC g -1 de sustrato, entre las diferentes
cepas evaluadas, ni entre estas y el testigo químico, en
el que no se inoculó artificialmente a Trichoderma spp.
(Cuadro 2).
There were no significant differences in value of UFC g-1 of
substrate, between different assessed strains, either between
them and chemical control, in which Trichoderma spp. was
not artificially inoculated (Table 2).
In samples of different substrates, taken before assessment
and analyzed in laboratory, presence of Trichoderma spp.,
was detected in “organic soil” (69 UFC g-1), in peat moss
Cuadro 2. Población de Trichoderma en el sustrato, en función de la cepa comercial inoculada (muestreo al final del ciclo
del cultivo).
Table 2. Population of Trichoderma in the substrate, in function of inoculated commercial strain (sampling at end of crop cycle).
Cepa comercial
FithanMR
Trico-BioMR
BactivaMR
Testigo químico
UFC g-1
1 558 az
1 614 a
1 633 a
1 400 a
Medias con la misma letra son iguales (Tukey, p≤ 0.05).
z
En las muestras de los diferentes sustratos, tomadas antes
del establecimiento del ensayo y analizadas en laboratorio,
se detectó la presencia de Trichoderma spp., en la “tierra de
hoja” (69 UFC g-1), en la turba (1 400 UFC g-1) y en la fibra
de coco (100 UFC g-1); en los sustratos inorgánicos (tezontle
en sus dos granulometrías, tepojal y agrolita) no se detectó
la presencia de Trichoderma.
En lo que respecta al efecto del sustrato sobre la población
de Trichoderma al final del ciclo del cultivo, no hubo
diferencias estadísticas significativas (Cuadro 3).
(1 400 UFC g-1) and in coconut fiber (100 UFC g-1); in the
inorganic substrates (tezontle in its two granulometries,
tepojal and agrolita) presence of Trichoderma was not
detected.
About effect of substrate on Trichoderma population at
the end of crop cycle, there were no significant statistical
differences (Table 3).
Finally, Trichoderma populations in the substrate were not
affected by used variety (Table 4).
Cuadro 3. Población de Trichoderma en el último muestreo,
en función del sustrato utilizado.
Table 3. Trichoderma population in last sampling, in
function of used substrate.
Sustratoz
UFC g-1
S1
1543 aby
S2
1225 b
559
Cuadro 4. Población de Trichoderma en el sustrato, en
función de la variedad cultivada.
Table 4. Trichoderma population in the substrate, in
function of cultivated variety.
S3
1906 a
S1: “tierra de hoja” (70% v/v); tezontle grueso (15% v/v); agrolita (10% v/v);
tezontle fino (5% v/v); S2: turba (Sunchine Mix 1, 80% v/v); fibra de coco (20%
v/v); S3: “tierra de hoja” (70% v/v); “tepojal” (30% v/v). b) medias con la misma
letra son iguales (Tukey, p≤ 0.05).
z
Finalmente, las poblaciones de Trichoderma en el sustrato
no fueron afectadas por la variedad utilizada (Cuadro 4).
Pudrición de raíz
En general, se tuvo una incidencia baja de plantas con
pudrición de la raíz (Cuadro 5); la enfermedad se presentó
solamente en la variedad Prestige Red y se asoció con el
sustrato de turba+fibra de coco, debido probablemente a su
elevada retención de humedad (Cuadro 1).
Variedad
Freedom Red
Prestige
UFC g
1604 a
1512 a
-1
z
Medias con la misma letra son iguales (Tukey, p≤ 0.05).
z
Root rot
In general, low incidence of plants with root rot was
obtained (Table 5); disease only emerged in cv Prestige
Red and it was related with peat moss+coconut fiber
substrate, probably due its high humidity retention
(Table 1).
In roots with ill plants Fusarium sp., and Trichoderma spp.,
were the predominant ones; Fusarium spp., was detected in
all ill plants of essay (5 of 5), while Trichoderma was found
in 3 of 5 ill plants.
Cuadro 5. Efecto de los factores evaluados sobre la presencia de plantas con pudrición de la raíz y patógenos identificados.
Table 5. Effect of assessed factors on plants with presence of root rot and identified pathogens.
Factor
Plantas con pudrición de raíz
Hongos identificados
FithanMR
Trico-BioMR
BactivaMR
1
1
2
Fusarium spp., Trichoderma spp., Rhizopus oryzae
Fusarium spp., Trichoderma spp.
Fusarium spp., Rhizopus oryzae
Testigo químico
Sustratoz
S1
1
Fusarium spp., Trichoderma spp., Rhizopus oryzae
Cepa comercial
1
Fusarium spp., Trichoderma spp.
S2
3
Fusarium spp., Rhizopus oryzae
S3
Variedad
Freedom Red
Prestige Red
1
Fusarium spp., Rhizopus oryzae, Trichoderma spp.
0
5
S1= tierra de hoja (70% v/v); tezontle grueso (15% v/v); agrolita (10% v/v); tezontle fino (5 % v/v); S2= turba (Sunchine Mix 1, 80% v/v), fibra de coco (20% v/v); S3=
tierra de hoja (70% v/v); tepojal (30% v/v).
z
En las raíces de plantas enfermas predominaron
Fusarium sp., y Trichoderma spp., Fusarium spp., se
detectó en todas las plantas enfermas del ensayo (5 de 5),
mientras que Trichoderma se encontró en 3 de 5 plantas
enfermas.
Growth variables and bracts color
No significant effect was found on inoculated Trichoderma
strains, on variables of plant growth nor color; the
components of color, chromatic and luminosity, got
Variables del crecimiento y color de brácteas
No se encontró efecto significativo de las cepas de
Trichoderma inoculadas, sobre variables del crecimiento
de la planta ni sobre el color; los componentes de color,
croma y luminosidad, tuvieron valores más altos (p≤ 0.05)
en el testigo químico, comparado con los tratamientos que
incluyeron inoculación artificial (Cuadro 6).
higher values (p≤ 0.05) in chemical control, compared
to treatments that included artificial inoculation
(Table 6).
Substrate 1 got higher values (p≤ 0.05) of variables plant height
and number of leaves, regards the other two substrates; substrate
3 (commercial control), got lower values (p≤ 0.05) from all
growth variables, while in substrate 2 there were no found
Cuadro 6. Efecto de los factores evaluados sobre variables del crecimiento y componentes del color de las brácteas.
Table 6. Effect of assessed factors on variables growth and bracts color components.
Factor
Altura cm
Núm. tallos
Color
Núm. hojas Núm. brácteas Luminosidad
Croma
Hue
Cepa comercial
FithanMR
31.11 az
12.41 a
83.75 a
170.46 a
30.36 b
53.66 b
24.85 a
Trico-BioMR
32.21 a
13.04 a
87.16 a
173.00 a
30.28 b
53.14 b
25.62 a
Bactiva
32.72 a
13.33 a
88.16 a
179.92 a
30.76 b
54.75 b
25.27 a
12.91 a
91.04 a
186.38 a
31.93 a
55.38 a
24.98 a
MR
Testigo químico
31.42 a
Sustratoy
S1
34.20 a
13.06 a
S2
30.93 b
13.18 a
S3
30.45 b
Freedom Red
Prestige Red
104.81 a
181.78 a
30.86 a
53.79 a
25.37 a
80.93 b
202.66 a
31.48 a
55.11 a
25.05 a
12.53 b
76.84 b
147.88 b
30.16 a
53.80 a
25.19 a
36.69 a
12.10 b
78.22 b
210.06 a
32.36 a
54.93 a
24.89 a
27.15 b
13.75 a
96.83 a
144.81 b
29.24 b
53.40 b
25.51 b
Variedad
Dentro de columnas, medias con la misma letra son iguales (Tukey, P≤ 0.05). yS1= tierra de hoja (70% v/v); tezontle grueso (15% v/v), agrolita (10% v/v); tezontle fino
(5% v/v); S2= turba (Sunchine Mix 1, 80% v/v); fibra de coco (20 % v/v); S3= tierra de hoja (70% v/v); tepojal (30% v/v).
z
El sustrato 1 tuvo valores más altos (p≤ 0.05) de las
variables altura de planta y número de hojas, respecto a
los otros dos sustratos; el sustrato 3 (testigo comercial),
tuvo los valores más bajos (p≤ 0.05) de todas las
variables del crecimiento, mientras que en el sustrato 2 no
se encontraron diferencias significativas con el
sustrato 1 en las variables número de tallos y número
de brácteas (Cuadro 6). Ningún componente del color
fue afectado significativamente por el factor sustratos
(Cuadro 6).
Entre variedades, Freedom Red presentó valores más altos
(p≤ 0.05) en las variables altura y número de brácteas, así
como en todos los componentes del color; Prestige Red
tuvo mayor número de tallos y hojas en comparación con
Freedom Red (Cuadro 6).
significant differences with substrate 1 in variables number of
stems and number of bracts (Table 6). None color components
were significantly affected by factor substrates (Table 6).
Between varieties, Freedom Red showed higher values (p≤
0.05) in variables height and number of bracts, as well in all
color components; Prestige Red got higher number of stems
and leaves if compared to Freedom Red (Table 6).
Discussion
The obtained results show that is possible improve root
rot issue handling on indoors poinsettia by inoculation of
Trichoderma commercial strains, without using chemical
Discusión
Los resultados obtenidos muestran que es posible manejar
el problema de pudrición de la raíz de nochebuena de
interior mediante la inoculación de cepas comerciales de
Trichoderma, sin recurrir al uso de productos químicos.
Las tres cepas comerciales evaluadas se pueden obtener sin
problemas en las empresas que distribuyen agroquímicos
localmente y la facilidad de su aplicación hace viable su
utilización a nivel comercial.
El uso indiscriminado de agroquímicos es una práctica
común en los viveros de producción de nochebuena de
interior (García, 2008); ésta práctica se ve agravada por el
hecho de que las plantas se producen en ambientes cerrados
o semicerrados y porque la mayoría de las zonas productoras
se ubican en áreas urbanas o periurbanas. El uso de agentes de
biocontrol en el manejo de diversas enfermedades de plantas,
así como otras estrategias bioracionales como el uso de
extractos botánicos para el control de plagas, son alternativas
que deben explorarse para reducir los riesgos del uso de
agroquímicos en la salud humana y en los ecosistemas. En
este sentido, la utilización de Trichoderma spp., en el manejo
de enfermedades que atacan a las raíces de las plantas se ha
documentado con amplitud (Harman, 2000; Harman et al.,
2004). A pesar de que en los últimos años se ha incrementado
el número de agentes biológicos de control disponibles en
el mercado, éstos sólo representan 0.02% (Paulitz, 2001) al
1% (Fravel, 2005) de las ventas totales a nivel mundial, en
comparación con los agroquímicos.
En todos los componentes orgánicos de los sustratos
evaluados se encontraron cepas nativas de Trichoderma sp.,
en las pruebas de laboratorio realizadas antes del inicio de los
ensayos. En la “tierra de hoja” ya se tenían antecedentes de
este hecho, en evaluaciones previas realizadas por nuestro
grupo (no publicadas); al respecto, Callejas-Ruiz et al.
(2009), reportan la presencia de cepas nativas de micorriza en
la “tierra de hoja”, en un ensayo con nochebuena cv. Supjibi.
Por otro lado, no se esperaba encontrar Trichoderma en turba
o en fibra de coco, tal como ocurrió, ya que se asegura por
parte de las empresas productoras, que estos sustratos son
esterilizados, regularmente con vapor de agua, previo a su
venta. Al respecto cabe señalar reportes sobre la tolerancia
de Trichoderma a altas temperaturas (Montero-Barrientos
et al., 2007; 2008) y otros estreses abióticos (Montero et al.,
2010), lo cual podría explicar su presencia en el material
original previo al ensayo.
561
products. In companies that locally distribute agrochemicals
the three assessed commercial strains can be in easy
obtained, and its simple handling makes viable its use at
commercial level.
Indiscriminate use of agrochemicals is a common practice
in greenhouses producing indoor poinsettia (García, 2008);
this practice is worsen by the fact that plants are harvested
in closed or semi-closed environments and because most
of producing areas are located in urban or periurban zones.
Biocontrol agents used for handling diverse plant diseases,
as well as other biologic rational strategies like botanic
extracts for plague control, are alternatives that would be
explored to reduce agrochemical application risk for human
health and ecosystems. In this sense, Trichoderma spp., use
for handling diseases that attack plant’s root as been widely
documented (Harman, 2000; Harman et al., 2004). Despite
in last year number of available biological control agents in
the market has increased, compared to agrochemicals, they
only represent from 0.02% (Paulitz, 2001) to 1% (Fravel,
2005) of total worldwide sales.
In the laboratory tests performed before beginning essays, in
all organic components of assessed substrates native strains
of Trichoderma sp., were found. Previous assessments not
published made by our team about this issue were already
recorded for “organic soil”; Callejas-Ruiz et al. (2009),
report presence of native Straits of mycorrhiza in “organic
soil”, in an assessment with poinsettia cv. Supjibi.
On the other hand, it was not expected to find Trichoderma
in peat moss or coconut fiber, like it did, since producer
companies assure that such substrates are regularly sterilized
with water steam pervious to sale. In this regard, there are
reports about Trichoderma tolerance to high temperatures
(Montero-Barrientos et al., 2007; 2008) and to other abiotic
stress (Montero et al., 2010), which would explain its
presence in material previous to assessment.
Under assessment conditions, native strains apparently
grew in suitable way, since their populations in the
substrate in the treatments without inoculation of
commercial strains were the same (p≤ 0.05) as the
quantified in treatments where artificial inoculation was
made (Table 2 and Table 3).
Root rot incidence was clearly related with variety and
substrate (Table 5). Variety Prestige Red is expected to take
part of market share of cv Freedom Red, the most popular
Bajo las condiciones del ensayo, las cepas nativas al
parecer crecieron adecuadamente, ya que sus poblaciones
en el sustrato, en los tratamientos sin inoculación de cepas
comerciales, fueron iguales (p≤ 0.05) a las cuantificadas en
los tratamientos en que se realizó la inoculación artificial
(Cuadros 2 y 3).
La incidencia de pudrición de la raíz se asoció claramente
con la variedad y con el sustrato (Cuadro 5). Prestige Red
es una variedad de nochebuena de interior que se espera
ocupe parte del mercado de Freedom Red, la variedad
más popular en Morelos; los resultados obtenidos en el
estudio muestran una mayor susceptibilidad de Prestige
Red a la pudrición de la raíz, lo que motiva una alerta
a los productores. De hecho, en los tratamientos que
incluyeron Freedom Red no se presentó ninguna planta
con pudrición de la raíz. Por otro lado, en la mezcla de
turba y fibra de coco se presentó el mayor número de
plantas con problemas de secadera (Cuadro 5), lo cual
probablemente se debió a la baja capacidad de aireación
de este sustrato (Cuadro 1). La planta de nochebuena se
considera como demandante intermedia de porosidad de
aireación (Johnson, 1968) y probablemente la proporción
de poros de aire fue insuficiente en este sustrato. En el
caso de turba, se reporta que tiene baja supresividad de
patógenos asociados a la raíz (Bonanomi et al., 2007),
por lo que regularmente se deben utilizar fungicidas para
prevenir damping-off o “secadera”, tanto en la producción
de plántulas como en sistemas de cultivo sin suelo en
invernadero (Pane et al., 2011).
A nivel internacional, la turba es el sustrato orgánico más
ampliamente utilizado (Carlile, 2009); la producción anual
se estima en 25 millones de m3 (Caron y Rivière, 2003).
Por otro lado, la fibra de coco es un sustrato emergente
que se pretende sustituya parcialmente a la turba, debido al
agotamiento de las reservas mundiales de ésta y a la amplia
y sostenida disponibilidad de la fibra de coco (Nichols,
2007); a nivel mundial, se estima que la disponibilidad
anual de fibra de coco es alrededor de 8 millones de
toneladas con las que pueden cultivarse unas 350 000 ha
de invernadero (Nichols y Savidov, 2009).
En Morelos y los otros estados productores de ornamentales
en la región central de México, los componentes orgánicos
más utilizados en la producción en contenedor, son
“tierra de hoja” y “ocochal”, los cuales provienen del
Estado de México y se obtienen en bosques manejados
por comuneros y ejidatarios, con supervisión de
variety in Morelos. Results obtained in the study show
greater susceptibility to root rot for cv Pretige Red, rising
alert to producers. Indeed, in treatments that included cv
Freedom Red there was no plant with root rot. On the other
hand, in mixture of peat moss and coconut fiber, greater
number of plants with wilting issues (Table 5) was seen,
probably due to low aeration capacity of this substrate
(Table 1).
Poinsettia is considered like intermediate aeration porosity
requirement plant (Johnson, 1968) and probably the rate
of air pores was not enough in this substrate. In the case of
peat moss, it is reported that has low suppressive action of
root related pathogens (Bonanomi et al., 2007), therefore
fungicides should be regularly used in order to prevent
damping-off or wilting, as well in seedling productions as in
greenhouse harvest systems without soil (Pane et al., 2011).
At international level, peat moss is the most widely used
organic substrate (Carlile, 2009); yearly production is ca.
25 millions of m3 (Caron and Rivière, 2003). On the other
hand, coconut fiber is an emerging substrate that is expected
to replace peat moss, due to its worldwide reserves depletion
and to the wide and sustained availability of coconut fiber
(Nichols, 2007); at world level, it is estimated that yearly
availability of coconut fiber is around 8 million of tons which
would yield around harvest of 350 000 ha in greenhouse
(Nichols and Savidov, 2009).
In Morelos and other ornamental plants producer states
in Central Mexico, the most used organic components for
production in container are “organic soil” and “ocochal”,
which come from state of Mexico and come from forest
managed by common landers and ejidatarios, under
supervision of Federal Attorney for Environmental
Protection (PROFEPA). Results of this study show that
organic soil is a competitive organic component in poinsettia
production, since in suitable proportions, contributes with
good physic and microbiologic properties to substrate, such
as high total porous space, aeration capacity and native
strains of beneficial microorganisms.
Conclusions
The obtained results showed feasibility of root rot
biocontrol for indoor poinsettia by inoculation of
substrate with Trichoderma spp., commercial strains.
Procuraduría Federal de Protección al Medio Ambiente
(PROFEPA). Los resultados del presente estudio
muestran que la tierra de hoja es un componente orgánico
competitivo en la producción de nochebuena, ya que
en proporciones adecuadas, aporta buenas propiedades
físicas y microbiológicas al sustrato, tales como elevada
proporción de espacio poroso total, capacidad de aireación
y cepas nativas de microorganismos benéficos.
563
High incidence of root rot was seen in the substrate with
peat moss (80% v/v) + cocount fiber (20%), which was
related to low aeration capacity of mixture. Native strains
of Trichoderma spp., were detected in “organic soil”, peat
moss and coconut fiber. Variety Prestige Red showed
higher susceptibility to root rot, in comparison to Freedom
Red, which had null incidence.
Conclusiones
Los resultados obtenidos mostraron la factibilidad del
biocontrol de pudrición de la raíz de nochebuena de
interior mediante inoculación del sustrato con las cepas
comerciales de Trichoderma spp. La mayor incidencia de
pudrición de la raíz se presentó en el sustrato con turba (80%
v/v) + fibra de coco (20%), lo cual se asoció con una baja
capacidad de aireación de la mezcla. Se detectaron cepas
nativas de Trichoderma spp., en la “tierra de hoja”, la turba
y fibra de coco. La variedad Prestige Red mostró mayor
susceptibilidad a pudrición de la raíz, en comparación con
Freedom Red, que tuvo cero incidencia.
Literatura citada
Anónimo. 2009. Estadísticas de producción: nochebuena.
(SAGARPA-SIAP).
Barnet, H. L. and Hunter, B. B. 1972. Ilustrated genera of
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Red de mercadeo y rentabilidad de flor de corte en el
Valle de Mexicali, Baja California, México*
Marketing network and profitability of cut flower for
Mexicali Valley, Baja California, Mexico
Blancka Yesenia Samaniego-Gámez1, Gloria Virginia Cano-García2, María Teresa Beryl Colinas-León2, Carlos Sánchez-Abarca2
y Alejandro Manzo-González2
Instituto de Ciencias Agrícolas. Universidad Autónoma de Baja California. Carretera a Delta s/n C. P. 21705. Tel: 6861715001. Ejido Nuevo León, Baja California, México.
Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km 38.5.Chapingo, C. P. 56230, Estado de México. Tel. 595 95 21500. (gloria.
[email protected]), ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). §Autora para correspondencia: [email protected].
1
2
Resumen
Abstract
La comercialización de flor de corte para Baja California
aportó durante 2004 poco más de 122 millones de pesos,
considerando semilla para flor y producción de flor de corte.
Debido a la exportación de casi la totalidad de la producción
estatal de flor cortada, el mercado local representa una
oportunidad para la introducción de productos de calidad a
precios competitivos de empresas nacionales, siendo Mexicali
una ciudad cercana Estados Unidos de América, y aunado
al poder adquisitivo de la población es la rentabilidad de las
producciones de algodón y hortalizas del Valle de Mexicali,
una de las principales zonas productoras del país. Por lo anterior
y aunado al importante número de florerías localizadas en la
zona se planteó como objetivo describir la red de mercadeo
y rentabilidad de la flor de corte en el Valle de Mexicali. Se
realizó un estudio de mercado y el diagnóstico para elaborar
el análisis FODA, se determinaron las estrategias para el
aprovechamiento del potencial económico. El sistema de
redes de distribución y mercadeo actual consiste en trasladar
las flores de corte desde los centros de producción, Córdoba,
Veracruz y distrito de Coatepec Harinas, Estado de México,
hasta el Valle de Mexicali, Baja California conservando la
calidad y óptima vida de florero hasta su consumo final,
asimismo, se requiere de una adecuada planeación de la cadena
Cut flower commercialization for Baja California contributed
during 2004 with more than 122 million pesos, considering
flower seed and cut flower production. Most of cut flowers
produced in state of Baja California Norte is for export
market, by this reason local market means an opportunity for
introducing quality products at market prices from national
companies. Mexicali city, by being near USA and together
with its population economic wealth thanks to profitability of
cotton and orchards production in Mexicali Valley, is one or the
main producer region in the country. By this reason and thanks
to great amount of flower shops located in the region the aim of
describing marketing network and profitability for cut flower
in Mexicali Valley is proposed. Market study and diagnose
to make FODA analysis were developed, defining strategies
in order to seize economic potential. Actual distribution
networks and marketing system consist in moving cut flowers
from production centers, Córdoba, Veracruz and Coatepec
de Harinas district, state of Mexico, up to Mexicali Valley,
Baja California, keeping quality and optimum vase life for
final customer, also proper planning for production chain due
not covered demand along year it is required, the population
has economical potential and tradition to give f lowers
guaranteeing good profitability. Roses (Rosa gigantea and
Blancka Yesenia Samaniego-Gámez et al.
productiva debido a la presencia de una demanda insatisfecha
a lo largo del año, la población cuenta con el potencial
económico y la tradición de obsequiar flores lo cual garantiza
una buena rentabilidad. Las especies de mayor interés de los
consumidores son rosas (Rosa gigantea y R. chinensis L.), lilis
asiáticas (Lilium spp.), polar [Dendranthema x grandiflorum
(Ramat) Kitamura c. v. Polaris White], clavel (Dianthus
caryophyllus), gerbera (Gerbera jamesonii H. Bolux ex Hook
F.) y lilis orientales (Lilium spp.).
R. chinensis L.), asian lilies (Lilium spp.), chrysanthemum
[Dendranthema x grandiflorum (Ramat) Kitamura c. v.
Polaris White], carnation (Dianthus caryophyllus), gerbera
(Gerbera jamesonii H. Bolux ex Hook F.) and oriental lilies
(Lilium spp.) are species with more consumers’ interest.
Palabras clave: análisis FODA, cadena productiva,
comercialización, potencial económico, producción de flores.
Introduction
Introducción
Las flores de corte -y los productos derivados de su cultivoson bienes suntuarios, cuyo consumo está relacionado con el
nivel de ingresos, tendencias de la moda, hábitos, gustos y
preferencias de las personas; haciendo que su demanda sea
inestable y variable en el tiempo, destacándose como uno
de los detonadores económicos más importantes del sector
agrícola (Chedid, 2008; Gómez y Jiménez, 2008; Rubí et
al., 2009). Esta dinámica también provoca la entrada en el
mercado de nuevos actores que ven en las flores de corte
un potencial de exportación y de mejora en los niveles de
ingreso, especialmente para los países en desarrollo. No
obstante los notables cambios tecnológicos y económicos
que ha enfrentado la industria durante los últimos 30 años,
el mercado mundial de flores ha mantenido una estructura
relativamente rígida en lo referente a los centros de consumo.
La demanda por flores de corte y productos afines se
concentra principalmente en tres regiones: Europa
Occidental, América del Norte y Japón (Oficina de Estudios
y Políticas Agrarias, 2007). México posee una gran variedad
de condiciones ambientales adecuadas para el desarrollo de
la floricultura, se encuentran un amplio número de climas
y suelos que permiten el cultivo de innumerables especies
ornamentales, siendo comercializadas en mercados interno y
externo. Sin embargo, con la entrada en vigor del Tratado de
Libre Comercio (TLC) con Estados Unidos de Américas y
Canadá surgieron una serie de barreras a la comercialización
que evidenciaron la necesidad de estrategias para aprovechar
el potencial productivo y aumentar la participación del
sector a nivel internacional, mismo que ha sido partícipe en
la economía nacional (Mosquera et al., 2010). El cultivo de
flores en México ocupó una superficie agrícola para el año
Key words: FODA analysis, productive chain, marketing,
economical potential, flower production.
Cut flowers -and their byproducts- are sumptuous goods,
whose consumption is related to income level, fashion
trends, habits, preferences and tastes of people; thus making
demand unstable and variable along time, outstanding as one
of most important triggers for agricultural sector (Chedid,
2008; Gómez and Jiménez, 2008; Rubí et al., 2009). This
process also causes introduction of new participants that
see cut flowers with export potential and improvement on
income levels, especially for countries in development.
Despite the remarkable technological and economical
changes in the last 30 years, world flowers market has kept
a relatively unmodified structure about consumption market.
Cut flowers and similar products demand is focused mainly
in three regions: Western Europe, North America and Japan
(Oficina de Estudios y Políticas Agrarias, 2007). Mexico
has great diversity of proper environmental conditions for
development of flower horticulture, there are wide number
of climates and soils that allow to harvest many ornamental
species, being marketed in internal and external markets.
However, with the introduction of NAFTA with USA and
Canada some marketing barriers arose and showed the need
of strategies to seize productive potential and increase share
at international level, has it has been in national market
(Mosquera et al., 2010). In 2006 flowers crop in Mexico
used an agricultural surface of 11 703 hectares, for cut flower
production, managed by approximately 10 000 producers
(Rijk, 2008), outstanding state of Mexico with a contribution
near to 86% of total national surface (Orozco, 2007). For year
2009, national cut flowers production contributed to national
economy with $ 2 930 million pesos (SIAP, 2011). Such
value includes income by exportation of 12% of production
volume, from which 96% go to United States of America and
around 4% to Canada (Rijk, 2008). This activity produces
in Mexico 225 000 jobs, as well direct as indirect jobs
(Orozco, 2007). During 2004 cut flower marketing for Baja
Red de mercadeo y rentabilidad de flor de corte en el Valle de Mexicali, Baja California, México
2006 de 11 703 hectáreas, para la producción de flor de corte,
generadas por aproximadamente 10 000 productores (Rijk,
2008), destacándose el Estado de México con una aportación
cercana a 86% de la superficie total nacional (Orozco, 2007).
Para el año 2009, la producción nacional de flores de corte
aportó a la economía nacional $ 2 930 millones de pesos
(SIAP, 2011). Dicho valor incluye divisas generadas por la
exportación de 12% del volumen de la producción, de las
cuales 96% se dirigen hacia Estados Unidos de América
y alrededor de 4% a Canadá (Rijk, 2008). Esta actividad
genera en México 225 000 empleos, tanto directos como
indirectos (Orozco, 2007). La comercialización de flor de
corte para Baja California aportó durante 2004 poco más de
122 millones de pesos, considerando la semilla para flor y la
producción de flor de corte. Debido a la exportación de casi la
totalidad de la producción estatal de flor cortada, el mercado
local representa una oportunidad para la introducción de
productos con buena calidad a precios competitivos de otras
empresas nacionales. Mexicali es una de las principales
ciudades industrializadas del estado de Baja California y
del país, por su cercanía a los Estados Unidos de América
un gran número de empresas se han asentado en su territorio,
y actualmente es una de las principales ciudades con gran
cantidad de maquiladoras a nivel nacional.
Asimismo, otro factor que aumenta el poder adquisitivo
de la población es la rentabilidad de las producciones de
algodón y otras hortalizas en el Valle de Mexicali, una de las
principales zonas productoras del país (Consejo Mexicano
de la Flor, 2008). La importancia de la producción de
hortalizas del Valle de Mexicali radica en la generación de:
a) valor, al aportar 42.60 % del total de la producción; b)
divisas, al orientarse a la exportación alrededor de 90% de
la producción; y c) empleo, ya que genera cerca de 15 000
empleos directos, principalmente durante el ciclo agrícola
otoño-invierno (Avendaño y Schwentesius, 2005; Avendaño
y Varela, 2010). Por lo anterior y el importante número de
florerías localizadas en esta ciudad y en los ejidos del Valle de
Mexicali el presente estudio tuvo como objetivo describir la
red de mercadeo y rentabilidad de la flor de corte en el Valle
de Mexicali, con el fin de determinar su potencial económico.
El trabajo se realizó en el Valle de Mexicali, el cual
pertenece al municipio del mismo nombre, en el estado de
Baja California, y se ubica al noroeste de México, dentro
567
California contributed with more than 122 millions of pesos,
considering flower seed and cut flower production. Due
exportation of almost whole state production, local market
is an opportunity for introducing good quality products at
competitive prices from other national companies. Mexicali
is one of the main industrialized cities in the state of Baja
California and in the country, for being near USA many
companies have settled within its region, and currently is one
of the main cities with many maquila plants at national level.
Also, another factor that increases population’s purchasing
power is profitability from production of cotton and other
orchards in Mexicali valley, one of the main producing zones
in the country (Consejo Mexicano de la Flor, 2008). The
importance of orchards production in Mexicali valley is based
on the creation of: a) value, when contributing with 42.60 %
of total production; b) foreign currencies, when focused on
exporting around 90% of production; and c) employment,
since creates near 15 000 direct jobs, mainly during autumnwinter agricultural cycle (Avendaño and Schwentesius, 2005;
Avendaño and Varela, 2010). By this and the great number of
flower shops located in the city and in ejidos from Mexicali
valley this study had as objective to describe marketing
network and profitability for cut flower in Mexicali valley,
with the aim to determine its economical potential.
The work was performed at Mexicali valley, which belongs
to the municipality of the same name, in the state of Baja
California, and is located in the northwest of Mexico,
within 2009 to 2010 period. Methodology. The following
cut flowers species were selected to identify the most
selling ones in the market: roses, asian lilies, western lilies,
gerberas, peruvian lilies, tulips, chrysanths and carnation.
A questionnaire was made for interviews (Bernal-Torres,
2006), based in the following criteria: a) production; b)
post-harvest and packing; c) suppliers and localization; d)
local and national offer; and e) demand and feasibility of
crop growth. Sample size was determined according with
formula of finite population (Vargas, 2008).
Interviews were done (Tlahuextl et al., 2005) to target
wholesalers (6); retailers (flower shops, street sellers, social
events organizers) (50); direct consumers (44) also, visits
were made to cut f lower distributors on Mexicali city,
where interviews were made to target wholesalers and direct
Canal 1
Canal 2
Canal 2
Canal 1
Canal 1
Canal 2
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Figura 1. Canal de comercialización de flor de corte.
Figure 1. Commercialization channel for cut flower.
CONSUMIDOR
Producer sends flower to target wholesaler who sell it directly
to final consumer. In this channel origin wholesalers create
the highest profits from all channels, since despite offering
flowers in packages and not in flower bouquets, it is a product
with few cut days then has greater postharvest life, and can be
sell to higher price. However, it is done in less percentage in
contrast with the other commercialization channels (Figure 1).
Minorista
Canales de comercialización. La flor de corte distribuida
en la ciudad de Mexicali llega allí mediante 3 canales
(Figura 1), iniciando por el productor y finalizando con el
consumidor final, similares a los reportados en otras zonas
de México (Ávila y Calderón, 2009): canal 1: representa 43%
del mercadeo de flor de corte realizado en la ciudad. Los
productores venden la flor de corte a empresas mayoristas de
origen que fungen como acopiadoras de una gran diversidad
de especies de flores de corte, las cuales a su vez la distribuyen
hacia los mayoristas de destino de la ciudad de Mexicali,
mismos quienes la venden a minoristas o florerías, encargados
de darle un valor agregado y venderla al consumidor final.
Canal 2. Integra 43% del mercadeo en Mexicali, donde el
productor comercializa directamente al mayorista de destino
la flor, quien la distribuye a los minoristas de la ciudad para ser
llevado al consumidor final. En dicho canal, los mayoristas
de destino obtienen porcentajes de utilidades mayores a los
generados mediante la comercialización del canal 1, debido a
la eliminación del costo de venta de los mayoristas de origen;
sin embargo, ofrecen sus productos a los minoristas al mismo
precio final que en el Canal 1. Canal 3. Representa 14% de
la comercialización.
Commercialization channel. Cut flower distributed in
Mexicali city arrives by three channels (Figure 1), starting
with producer and ending with final consumer, similar to
reported in other zones of Mexico (Ávila and Calderón, 2009):
channel 1: represents 43% of cut flower market done in the
city. Producers sell cut flower to wholesaling companies that
make stockpiling from great diversity of cut flower species,
which in turn distribute towards wholesalers target in Mexicali
city, who sell to retailers or flower shops in charge of giving
added value and sell them to final consumer. Channel 2. Means
43% of Mexicali market, where producer directly markets
to target wholesaler, who distribute them to retailers from
the city to be taken to final consumer. In this channel, target
wholesalers get profit percentages greater to the ones created
by commercialization of channel 1, due elimination of sale
cost of origin wholesalers; however, they offer their products
to retailers at the same final price that in channel 1. Channel
3. It represents 14% of commercialization.
Mayorista de destino
Mayorista de origen
Se realizaron entrevistas (Tlahuextl et al., 2005) a mayoristas
de destino (6); minoristas (florerías, vendedores ambulantes,
organizadores de eventos sociales) (50); consumidores
directos (44) asimismo, se visitaron las distribuidoras de flor
de corte de la ciudad de Mexicali, en donde se realizaron las
entrevistas a mayoristas de destino de flor y a consumidores
directos. Los datos obtenidos se capturaron en el programa
EXCEL® para Windows V. 2007, se elaboraron gráficas y
cuadros del comportamiento de la comercialización mensual.
Se elaboró el análisis FODA con la participación del total de
personas entrevistadas, mediante el proceso deductivo.
customers. Data obtained were transferred to software EXCEL®
for Windows Ver. 2007, graphics were plotted and behavior
tables for monthly marketing. FODA analysis was made with
contribution of all people interviewed, by deduction process.
PRODUCTOR
del periodo 2009 a 2010. Metodología. Se seleccionaron las
siguientes especies de flores de corte para identificar las de
mayor venta en el mercado: rosas, lilis asiáticas, lilis orientales,
gerberas, alstroemerias, tulipanes, polares y clavel. Se elaboró
un cuestionario para la realización de entrevistas (BernalTorres, 2006), en base a los siguientes criterios: a) producción;
b) poscosecha y empacado; c) proveedores y localización;
d) oferta local y nacional; y e) demanda y factibilidad de
crecimiento del cultivo. El tamaño de la muestra se determinó
de acuerdo con la fórmula de población finita (Vargas, 2008).
El productor envía la flor al mayorista de destino mismo
que vende directamente al consumidor final. En este canal
los mayoristas de origen generan las mayores utilidades
de todos los canales, ya que a pesar de ofrecer las flores en
paquetes y no en arreglos florales, es producto con pocos
días de corte por lo que posee una mayor vida poscosecha,
y puede ser vendido a precio mayor. Sin embargo, se realiza
en porcentaje menor a diferencia del resto de los canales de
comercialización (Figura 1).
Red de distribución de flor de corte. Por su localización
dentro de la república mexicana, la ciudad de Mexicali se
encuentra alejada de los principales centros de producción
de flor de corte, siendo su mayor abastecedor el estado de
México, el cual ha sido reportado como uno de los principales
sitios de producción a nivel nacional (Orozco y MendozaMartínez, 2003; Betancourt et al., 2005; Rijk, 2008), debido
a lo anterior, para trasladar el producto hasta este mercado se
requiere de una logística capaz de conservar la calidad del
producto desde su centro de producción hasta su consumo,
así como la rentabilidad de la actividad. Los integrantes de
dicha red poseen en común al productor, siendo el origen de
la materia prima a comercializar, comportamiento similar a
lo reportado en redes de comercialización de la Central de
Abastos del Distrito Federal, principal centro distribuidor
de diversos productos en México (Ávila y Calderón, 2009).
Las flores de corte son producidas en Coatapec de Harinas,
Villa Guerrero, Tenancingo y Chiltepec, Estado de México,
así como en Córdoba, Veracruz, trasladándose de estos
sitios a la Central de Abastos de la Ciudad de México y
el Mercado de Tenancingo, Estado de México, lugares
donde se encuentran establecidos los mayoristas de origen
que acopian la flor de corte para ser trasladada hacia los
mayoristas de destino a lo largo del país (Orozco, 2007).
Red de valor de flor de corte en Mexicali, B. C. N. La
red de valor de flor de corte en Mexicali (Figura 2) inicia
desde que el productor decide la especie para establecer la
producción, generando toda una planeación del cultivo hasta
ser entregado al consumidor final. El productor adquiere la
semilla, bulbo o esqueje en casas especializadas dedicadas
a la venta de material de propagación en Villa Guerrero,
Tenancingo, Estado de México. Asimismo, algunos utilizan
la importación desde otros países como Holanda para el
cultivo de rosas, alstroemerias (Alstroemeria spp. L.),
gerberas, anthurios (Anthurium andreanum), tulipanes
(Tulipa spp.), orquídeas (Phalaenopsis spp. y Cymbidium
spp.), lilis asiáticas y orientales); Perú para la producción de
569
Distribution network for cut flower. Because of its
localization in the country, Mexicali city is located far
from main cut flower production centers, being state
of Mexico the largest supplier, which has been reported
like one of the main production sites at national level
(Orozco and Mendoza-Martínez, 2003; Betancourt et
al., 2005; Rijk, 2008). By this reason, to move product
up to this market a logistic system able to keep product
quality from its production center to final consumer is
required, as well for activity profitability. The actors in
this network have in common to producer, who is the
source of raw material for this market, behavior similar
to reported in commercialization networks from Supply
Center at Distrito Federal, main distributing center
for several products in Mexico (Ávila and Calderón,
2009).
Cut flowers are produced in Coatapec de Harinas, Villa
Guerrero, Tenancingo and Chiltepec, state of Mexico, as
well in Córdoba, Veracruz, moving from these locations
to Supply Center in Mexico City and Tenancingo
Market, state of Mexico, places where are set the origin
wholesalers who made stockpiling for cut flowers to
move them towards target wholesalers along the country
(Orozco, 2007).
Value network for cut flower in Mexicali, B. C. N.
Value network for cut flower in Mexicali (Figure 2)
begins when producer decides which species to produce,
creating whole crop planning up to delivering to final
customer. Producer gets seed, bulb or cutting in specialized
stores dedicated to sell propagation material in Villa
Guerrero, Tenancingo, state of Mexico. Also, some
make importing from other countries like Netherlands
for crops of roses, alstroemerias (Alstroemeria spp. L.),
gerberas, anthuriums (Anthurium andreanum), tulips
(Tulipa spp.), orchids (Phalaenopsis spp. and Cymbidium
spp.), asian lilies and western); Perú for production of
proteas (Protea spp.), safaris (Leucadendron spp.) and
United States supplies gerbera and mini-gerbera (Gerbera
jamesonni Bolus). Mexican imports for sow material has
considerably increased in the last years. Imports value of
cut flowers cuttings has increased from 0.4 million euros
in 1996 to 2.6 million euros in 2006. In the same period
flower bulbs imports increased from 3.4 to 21 million
euros. The variety plant breeder rights are verified only
in export product, in Mexico most of production is for
local market, which favors illegal appearance of varieties
(Rijk, 2008).
proteas (Protea spp.), safaris (Leucadendron spp.) y en Estados
Unidos se adquiere gerbera y minigerbera (Gerbera jamesonni
Bolus). Las importaciones mexicanas de material de siembra
se han incrementado considerablemente en los últimos años.
El valor de las importaciones de esquejes para flores de corte
se incrementó de 0.4 millones de euros de 1996 a 2.6 millones
de euros en 2006. En el mismo periodo las importaciones de
bulbos de flores aumentaron de 3.4 a 21 millones de euros.
Los derechos de obtentor de variedad son verificados sólo
en producto para exportación, en México la mayoría de la
producción se destina al mercado local, lo cual favorece la
multiplicación ilegal de las variedades (Rijk, 2008).
El material vegetativo de importación es trasladado hacia la
zona de producción después de haber realizado una serie de
documentación y cumplido requisitos tales como pedimento
de importación que indica la empresa que generó la variedad,
así como las características, y certificado de origen expedido
por Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural,
Pesca y Alimentación (SAGARPA), donde se verifica que el
material se encuentra libre de organismos fitopatógenos de
importancia cuarentenaria en nuestro país. Posteriormente
llega a los ranchos para dar inicio a la producción, de acuerdo
a los calendarios de cultivo planificados por especie y en
base a fechas de mayores ventas -14 de febrero, 10 de mayo,
graduaciones en junio, bodas y XV Años en octubre, día de
muertos y 12 de diciembre- por tradición en nuestro país
(Betancourt et al., 2005).
Debido a que el tamaño o condición de las flores no mejora
después de su cosecha, es indispensable calcular el momento
óptimo del punto de corte, para conservar la apertura del
botón floral hasta su llegada al consumidor final (Bonarriv
et al., 2003). Teniendo ya la flor en el punto de corte
requerido, es cosechada y se coloca en empaques de acuerdo
a las características propias de cada especie; para la rosa se
utilizan materiales como cartón corrugado para alinear los
botones, se envuelve desde el botón hasta una altura de 10
cm hacia el tallo en cartón corrugado, y se coloca un celofán
grueso encima del último cartón donde lleva el logotipo de
la empresa, nombre de la variedad y las indicaciones de
cuidados poscosecha para el mantenimiento del producto.
Se corta el tallo y se coloca en contenedores previamente
desinfectados, con agua tratada con productos que alargan la
vida poscosecha y evitan el desarrollo enfermedades como
“Botritis” Botrytis cinerea (Leyva et al., 2009) y plagas
tales como “araña roja” Tetranychus urticae ((Bonarriv et
al., 2003; Forero et al., 2008).
Productor
Mayorista de origen
(Estado de México y
Veracruz)
Distribuidoras de flor
de corte y articulos para
florerias por mayoreo
Consumidor final
Florerias
Vendedores ambulantes
Supermercados
Figura 2. Red de valor de flor de corte en Mexicali, Baja
California Norte.
Figure 2. Value network for cut flower in Mexicali, Baja
California Norte.
Imported vegetal material is moved to production region
after accomplished a number of documents and fulfill
requisites such as import documents stating company that
created variety, as well as characteristics and certificate of
origin released by Secretaría de Agricultura, Ganadería,
Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), where
it is verified that material is free of phytopathogen organisms
of quarantine concern in our country. Then it arrives to farms
to start production, according to crop schedules planned per
species and based in highest sale dates -February 14th, May
10th, June’s proms, weddings and XV years, in October Day
of the Dead and December 12th -traditionally in our country
(Betancourt et al., 2005).
Due size or condition of flowers does not improve after
harvest, it is mandatory to calculate the optimum moment
for cutting them, to keep flower button opening when arrives
to final consumer (Bonarriv et al., 2003). When flower it
is in its required cut point, is harvested and put in packages
according to characteristics of each species; materials like
corrugated board is used to align buttons in rose handling,
then is wrapped from button up to 10 cm height of stem
in corrugated board and is put in wrapping film in the last
board with company logo printed on it, variety name and
care instructions for post-harvest maintenance of product.
Stem is cut and put in previously disinfected containers,
with water treated with products that increase post-harvest
life and avoid development of diseases like “Botritis”
Las f lores que presentan mayor sensibilidad a daños
por deshidratación son colocadas en wet packs con agua
combinada con productos químicos para aumentar vida
poscosecha, asimismo son empacadas en un cartón de
longitud variable según la altura de cada especie para ajustar
los paquetes (Figura 3), resguardándose el producto con
una cubierta de plástico, se fleja para sellar el wet pack, y
finalmente es colocada una etiqueta con las especificaciones
del producto: especie, color, cantidad y destinatario. Las
especies con menor sensibilidad a daño por deshidratación
durante el envío son colocadas en cajas diseñadas de
acuerdo al tamaño de cada especie. Es de suma importancia
manejar adecuadamente cada caja, debido a la existencia
de variedades de menor peso y dimensiones, pudiendo
presentarse daños mecánicos por diferencias en pesos.
A
571
Botrytis cinerea (Leyva et al., 2009) and plagues such
as “red spider mite” Tetranychus urticae (Bonarriv et al.,
2003; Forero et al., 2008).
Flowers that have higher sensibility to damages by
dehydration are put in wet packs with water added with
chemical products to increase post-harvest life, as well
are packed in carton board of variable length depending
on height of each species to adjust packages (Figure 3),
saving product with plastic cover, and sealed to fix wet
pack, and finally a label is put with product specifications:
specie, color, quantity and destination. The species with
lowest sensibility to damage by dehydration during
freight are put in boxes designed according to size
of each species. It is important to properly handling
B
C
Figura 3. Flores de corte empacadas: A). Tallos de clavel (Dianthus caryophyllus L.) empacados por gruesas; B). Tallos de
gerbera (Gerbera jamesonii Bolus) empacados en charolas de cartón denominadas “raquetas”; y C). Tallos de polares
(Dendranthema cv. Polaris White) empacados por docenas.
Figure 3. Cut flowers packaged: A). Pink clover stems (Dianthus caryophyllus L.) by packs; B). Gerbera stems (Gerbera jamesonii
Bolus) packaged in board trays called “racquets”; and C). Chrysantemus stems (Dendranthema cv. Polaris White)
packed by dozens.
Estudio de mercado
Mayoristas de destino. Se localizan en la ciudad de
Mexicali, B. C. N. 6 mayoristas de flor de corte, Accyflor
S. A. de C. V., B Floral S. A. de C. V., Floralmex S. A. de C.
V., Flores de Chiltepec S. A. de C. V., Centenario Floral y
Florecer S. A. de C. V. El 67% está integrado por sucursales
de empresas con presencia a nivel nacional dedicadas
a la producción, compra y distribución de flor de corte,
originarias del Estado de México y 33% son empresas
originarias de Mexicali, Baja California que no poseen
otras sucursales a lo largo del país, adquieren los productos
directamente de los productores del Estado de México, de
Ensenada, Baja California, y en menor cantidad de la Central
de Abastos del D. F y San Diego.
each box, since there are varieties of less weight and
dimensions, and mechanical failures could arise by weight
differences.
Market study
Target wholesalers. 6 cut flower wholesalers are located in
Mexicali city, B. C. N.: Accyflor S. A. de C. V., B Floral S. A.
de C. V., Floralmex S. A. de C. V., Flores de Chiltepec S. A.
de C. V., Centenario Floral and Florecer S. A. de C. V.
67% is comprised by companies’ branches with presence at
national level dedicated to cut flower production, purchasing
and distribution, that come from state of Mexico and 33% are
companies from Mexicali, Baja California, that do not have
El transporte para trasladar las flores hasta la ciudad es 83%
rentado hacia otras empresas dedicadas a logística y envíos
con tráileres refrigerados, 17%, posee su propia línea de
trasporte. El costo de flete en temporadas de venta normal
sin incluir las de alta demanda, es de $ 112 000 para Accyflor
y Floralmex, $ 95 000 para Flores de Chiltepec S. A. de C. V.
y de $ 60 000 para B Floral, correspondiente a la recepción
de dos viajes vía terrestre cada semana durante un mes. Las
fechas festivas por tradición son similares a las del resto del
país y a nivel mundial (Juárez et al., 2008), generando la
comercialización de los mayores volúmenes a lo largo del año,
siendo principalmente el 14 de febrero y 10 de mayo, ambas
con 29% cada una, de la venta total anual. La presencia de altas
temperaturas en época de verano disminuye la demanda de
flor de corte teniéndose, de esta manera, los meses de menor
venta julio, agosto y septiembre, recuperándose el mercado
desde inicios de octubre generando 21% de volumen del total
de comercialización anual para el mes de octubre, debido a la
realización de numerosos eventos sociales y a la celebración
de Día de Muertos, debido a la distribución de las flores a
minoristas los días 28 y 29 de octubre.
El mes de diciembre genera 14%, con la demanda del 12
de diciembre y flor que se utiliza en arreglos para Posadas.
Las principales especies comercializadas por mayoristas de
destino son Rosa spp. 23% y Lilí asiática 20% (incluidos
todos los canales de comercialización); se presenta una
menor demanda en tulipán 6% y alstroemeria 8% (Figura
4), debido al mayor costo por tallo de estas especies.
14%
10%
Clavel
Gerbera
Lilí oriental
Lilí asiática
6%
9%
Polar
8%
Tulipan
10%
Rosa
other branches throughout the country, and acquire products
directly from state of Mexico producers, from Ensenada,
Baja California, and in less quantity from Central de Abastos
at Distrito Federal, Mexico and San Diego.
Transport used to move flowers to the city is 83% rented
from other logistic and refrigerated trucks freight companies;
whereas 17% has its own freight lines. Shipment cost
in normal sale seasons without adding high demand is $
112 000 for Accyflor and Floralmex, $ 95 000 for Flores
de Chiltepec S. A. de C. V. and of $ 60 000 for B Floral,
corresponding to reception of two land shipments every
week during one month. Holidays are traditionally similar
to other in the rest of Mexico and at worldwide level (Juárez
et al., 2008), resulting in commercialization of highest
volumes throughout year mainly on February 14th and May
10th, both with 29% each one, from the total yearly sale. The
presence of high temperatures during summer decreases
cut flower demand, giving July, August and September
as the lowest sales volume months. The market recovers
beginning October with 21% of total yearly sales volume
due many events and the Day of the Dead holiday, due flower
distribution to retailers on 28th and 29th of October.
December contributes with 14% of demand, being flowers
used on December 12th and on bouquets for Posadas holidays
the main market. The main species per target wholesaler
are Rosa spp. 23% and asian lilies 20% (including all
commercialization channels); less demand is reported for
tulip 6% and alstroemeria 8% (Figure 4), due higher cost
per stem of these species.
29%
Alstroemeria
23%
Figura 4. Principales especies de flores de corte comercializadas
en Mexicali, Baja California.
Figure 4. Main cut flower species marketed in en Mexicali,
Baja California.
El volumen de venta aumenta en temporadas de mayor
demanda (Cuadro 1) pero la preferencia por cada una de
ellas se mantiene a lo largo del año, siendo similares a las
reportadas a nivel nacional (Orozco, 2007; Rubí et al., 2009).
Sale volume increases in higher demand seasons (Table
1), but preference by each one of them keeps constant
throughout year, being similar to the values reported at
national level (Orozco, 2007; Rubí et al., 2009). The
preferences by a given flower type for each season are
found in function of traditions and stationary trends, except
for Rosa spp., which keeps stable volume demand, slightly
decreasing during Day of the Dead season, due preference
for lower cost flowers.
During this season participation of people at outdoor events
is scarce due presence of high temperatures, either activities
on auditoriums are held since people are out of city during
vacation holidays. The credit system used causes that during
low demand months cash flow decreases, this occurs because
retailers have no income then they do not pay or cover their
credits, and in most of the cases sales occur only using
Las preferencias por cierto tipo de flor para cada temporada
se encuentran en función de las tradiciones y tendencias
de modas, siendo solamente la excepción la Rosa spp.,
misma que mantiene estable el volumen de su demanda,
disminuyendo ligeramente en la temporada del Día de
Muertos, debido a las preferencias por flores de menor costo.
573
credit; this means that retailers make purchases only where
they have credit available, and they almost do not buy in
cash, therefore there is risk of having past due and becomes
difficult to cover those credits, sometimes lawsuits are
issued, but takes longer than 12 months to solve them and
then chances to recover money are very low.
Cuadro 1. Comportamiento del volumen de las principales flores de corte comercializadas en el Valle de Mexicali, Baja California,
por temporada de mayor demanda. Período enero-diciembre 2009. (Porcentaje).
Table 1. Volume behavior of main cut flowers marketed in Mexicali valley, Baja California, per highest demand season. 2009
January-December period (percentage).
Temporada
14 de feb.
Rosa L. asiáticas L. orientales Gerberas Alstroemeria Tulipán Polar Clavel
19
22
22
31
28
40
0
22
10 de may.
19
22
22
31
28
40
12
11
Graduaciones (jul.)
19
17
0
8
14
0
0
0
Bodas y XV Años (oct.)
14
17
34
8
0
20
12
11
Día de muertos (1 de nov.)
6
0
0
0
28
0
50
45
Día de la Virgen de Gpe (12 de dic.)
14
11
0
14
0
0
0
0
Día del padre
Total anual
8
100
11
100
22
100
8
100
0
100
0
100
25
100
11
100
En esta estación del año es escaza la participación de la
población en eventos al aire libre debido a la presencia
de altas temperaturas, asimismo, tampoco se realizan en
salones ya que gran parte de la población sale de vacaciones
fuera de la ciudad. El sistema de crédito que se maneja
ocasiona en meses de poca demanda disminución del flujo
de efectivo, ya que si los minoristas no tienen ingresos no
liquidan o abonan a sus créditos, y es costumbre que la
mayoría de las ventas sean a crédito, los minoristas compran
sólo donde se les otorga crédito, muy poco a contado, por
lo que existe siempre el riesgo de caer a cartera vencida
siendo muy difícil recuperar esos créditos, en ocasiones
se recurre a la demanda, tardándose en algunas ocasiones
más de un año en dictar sentencia y pocas probabilidades
de recuperar el dinero.
Minoristas. El 82% del total de minoristas está integrado por
personas propietarias de florerías establecidas legalmente,
en su mayoría poseen una sola florería, de las personas
entrevistadas sólo 2 poseen más de una. Pertenecen al 10 %
las personas dedicadas al comercio ambulante, vendiéndolas
de 3 formas al consumidor: en los semáforos, colocando
contendores con agua en alguna esquina (Figura 5) y en
centros de diversión.
Retailers. 82% of retailers are comprised by owners which
legally settled flower shops; in most of the cases they own
one single flower shop. From people interviewed, only 2
have more than one. They belong to 10% of people working
as street vendor, selling in three different ways to consumer:
under street lights, placing containers with water in each
corner (Figure 5) and in amusement parks.
8% are people dedicated to organization of several social
events. From retailers, 54% have been in the cut flower
business for more than 15 years in the city of Mexicali,
Baja California; while 17% are in the range between 5 to 10
years, 15% has from 1 to 5 years of commercialization and
the remaining 14% has from 10 to 15% years, therefore in
the last years has been little the beginning of new retailers
for cut flower in Mexicali, due several factor, mainly
market monopoly, 2009 worldwide economic crisis, since
it is not a basic product, and also the presence of limiting
climatic conditions.
Cut flower consumption is based in three characteristics,
being products quality the main one with 53% of preferences,
followed by their price with 46%, and species variety has
only 1%. Main species used for making flower bouquets
Figura 5. Minoristas en comercio ambulante de flores de corte. A). Comercialización en semáforos de avenidas; y B). Mercadeo
de tallos de rosa colocados en contenedores de agua esquinas.
Figure 5. Retailers in cut flowers street vendor. A). Commercialization in street lights; and B). Rose stems marketing placed in
water container.
El 8% lo incluyen personas dedicadas a la organización de
eventos sociales diversos. Del total de minoristas 54% llevan
más de 15 años en el giro comercial de flor de corte en la
ciudad de Mexicali Baja California; mientras tanto 17% se
encuentran en el intervalo de 5 a 10 años, 15% presenta de 1 a 5
años iniciándose en la comercialización y el restante 14% tiene
de 10 a 15 años, por lo que en los últimos años ha sido poca la
incursión de nuevos minoristas en el giro de flor de corte en
Mexicali, debido a diversos factores, siendo principalmente
el acaparamiento del mercado, la crisis económica mundial de
2009, ya que no es un producto básico, y además, la presencia
de condiciones climáticas son limitantes.
El consumo de flor de corte se basa en tres características,
siendo la principal la calidad de los productos con 53% de
preferencias, seguido por el precio de los mismos con 46%, y
la variedad de especies presenta sólo el 1 %. Las principales
especies utilizadas para la elaboración de arreglos florales son
rosas, polar o crisantemo y clavel con preferencias de 32, 20 y
17% respectivamente, (Figura 6) siendo similares a las de mayor
demanda a nivel nacional y mundial (Bonarriv, 2003; Flores
et al., 2005; Oficina de Estudios y Políticas Agrarias, 2007).
50%
0%
32%
20%
17%
15%
11%
Ro
sas P
olar
Clavel
Lilis as
iaticas
Gerbera
5%
Lilis ori
entales
Figura 6. Flores de corte usadas en los arreglos en Mexicali
B. C. N.
Figure 6. Cut flowers used in bouquets in Mexicali, B. C. N.
are roses, polar or chrysanthemums and carnation with
preferences of 32, 20 and 17% respectively, (Figure 6)
being similar to national and worldwide demand (Bonarriv,
2003; Flores et al., 2005; Oficina de Estudios y Políticas
Agrarias, 2007).
With regards species most used like refill flower, there is
goldenrod with 47%, white aster with 40% and alstroemeria
with 13% of consumption, since greater cost that it means in
general is used in bouquets with higher sale prices. Foliage
most used is mini-cambray, with 26%, palma camedor with
25%. With 20% there are several foliages, such as mini-tulia,
ceriman, dracenia, myrtus, pine, tulia, podocarpus, israeli
ruscus, among others.
Japanese clavo and leather with 15 and 13% respectively,
thanks to their higher cost if compared to the already
mentioned. Main limiting factor for cut flower retailers
marketing is decrease of customers’ income, due their
amount of money dedicated for buying flower bouquets
has diminished, and has converted them in sumptuary and
not basic need (Figure 7). Other limiting factor is extreme
weather, temperatures in summer can reach up to 47 °C
during day and 36° during night, affecting flowers postharvest lifetime, these ranges of temperatures are kept
during July and August months, therefore the consumption
is reduced up to 50% during this season.
Final consumers. According with results of surveys it was
found an increase in prices of wholesalers of destination
to consumers 50% higher than given to retailers, to avoid
competence by price for retailers main customers. Figure 8
shows main species demand by final consumers.
Referente a las especies de mayor uso como flor de relleno, se
tiene el solidago con 47%, aster blanco con 40 % y alstroemeria
con 13% en el consumo, dado el costo mayor que presenta,
por lo regular se emplea en arreglos con precios de venta más
elevados. El follaje de mayor uso es el minicambray, con 26%,
camedor con 25%. Con 20% se encontró a follajes diversos,
tales como minitulia, piñanona, dracenia, mirto, pino, tulia,
podocarpus, ruscus israelí, entre otros.
El clavo japonés y leather con 15 y 13% respectivamente,
por su mayor costo en comparación con los anteriores.
El principal factor limitante en la comercialización de
minoristas de flor de corte es la disminución del ingreso de
los consumidores, debido a la reducción del dinero destinado
a la compra de arreglos florales, teniéndolos como un lujo y
no una necesidad básica (Figura 7). Otro factor limitante es el
clima extremoso, las temperaturas en verano suelen llegar a
47 °C durante el día y 36 °C durante la noche, disminuyendo
la vida pos cosecha de las flores, estas temperaturas se
mantienen durante los meses de julio y agosto, por lo que se
reduce su consumo hasta 50% en esta época del año.
575
47%
25%
7%
El clima
7%
2%
12%
Abastecimiento Competencia de Caída de los Disminución del
ingreso de los
de las especies
los productos
precios
consumidores
demandadas por el importados de San
mercado
Diego, Cal. EU
Otros
Figura 7. Principales problemas de minoristas en el proceso
de comercialización.
Figure 7. Main issues retailers face in marketing process.
Alstroemerias
2%
Clavel
7%
Rosas
7%
Gerberas
21%
Lilis
orientales
10%
Consumidores finales. En concordancia con los resultados
de las encuestas se encontró un alza en los precios de
mayoristas de destino para consumidores 50% mayor que
el otorgado a minoristas, para evitar competencias por
precio al ser los minoristas los clientes principales. La
Figura 8 muestra las principales especies demandadas por
consumidores finales:
Figura 8. Especies de flores de corte de mayor demanda por
consumidores(as).
Figure 8. Cut f lowers species with highest demand by
customers.
La rosa oscila entre $180 a 280 cada paquete de 25 tallos, a
lo largo del año, alcanzando su mayor precio para el 14 de
febrero. El costo por paquete de gerbera fluctúa entre $ 80
a 100 cada paquete de 10 tallos. Las lilis asiáticas poseen
un precio que oscila entre $ 120 a 130 por paquete de 10
tallos. Las lilis orientales generalmente poseen un costo de
$ 200 a 220 por paquete de 10 tallos a lo largo del año. El
clavel presenta un valor de $ 300 la gruesa de 144 tallos. La
alstromeria se comercializa $ 40 a 50 cada paquete de 10
tallos. De las características principales observadas por los
consumidores al seleccionar el producto resaltan el tamaño
de botón floral y color de flor, ambas con 21% (Figura 9).
Rose varies between $180 and $280 each package with
25 stems, throughout year, reaching its highest cost on
February 14th. The asian lilies have a cost between $120
and $130 per package with 10 stems. The western lilies
generally have a cost from $200 to $220 per package of
10 stems throughout year. Carnation has a value of $ 300
the pack of 144 stems. Alstroemeria is marketed $ 40 to
50 each package of 10 stems. From main characteristics
observed, by consumers when selecting product size
of flower button and color outstand, both with 21%
(Figure 9).
Diagnóstico
Diagnose
El mercado interno mexicano de flores de corte ha sido
relativamente favorable en los últimos años. Se espera que
la demanda interna continúe creciendo debido al aumento
del nivel de vida en México (Rijk, 2008).
In last years, internal Mexican market of cut flowers has
been profitable. It is expected that internal demand keeps
growing trend due increase in standard of living in Mexico
(Rijk, 2008).
Lilis
asiáticas
16%
Margen de comercialización
Conclusiones
El sistema de redes de distribución y mercadeo actual
traslada las flores de corte desde los centros de producción,
Córdoba, Veracruz, Tenancingo, Villa Guerrero, Coatepec
de Harinas y Chiltepec, Estado de México, hasta el Valle de
Mexicali, Baja california conservando la calidad y óptima
vida de florero de las especies hasta su consumo. Este sistema
genera opciones de venta al consumidor final que reducen
el intermediarismo lo cual aumenta la rentabilidad de los
integrantes de la red. Las principales especies de flores de
corte demandadas en la ciudad de Mexicali a lo largo del
15%
9%
Color de la flor
Forma de la flor
Duración de la floración
Tamaño del botón
2%
Color y forma del follaje
0.19 pesos de ganancia. Gittinger, 1983, señala que el criterio
de aceptación de la relación beneficio /costo, debe ser mayor a
uno, con el resultado obtenido garantiza que esta actividad es
rentable. El interés económico que ha alcanzado la flor de corte
en el mundo la ha convertido en un negocio competitivo, en la
actualidad los tres grandes centros de demanda en el mundo
son la Unión Europea, Estados Unidos de América y Japón.
México basa su potencial florícola en las ventajas climáticas
y su cercanía con Estados Unidos de América, segundo
consumidor mundial de flor (Orozco y Mendoza-Martínez,
2003; Ramos y Merino, 2004). Colindando la ciudad de
Mexicali, Baja California con el segundo consumidor mundial
de flor de corte, Estados Unidos de América, y aunado al nivel
medio y medio alto de ingresos económicos de la mayoría de
la población se tiene la cultura del consumo de flores, por lo
que la producción y mercadeo es viable.
17%
15%
Botón cerrado
Relación Beneficio/ Costo (R B/C). Con base a los
resultados obtenidos, se obtiene el valor de 1.19 lo que
indica que por cada peso invertido en costos durante el mes
de mayo se obtiene
21%
Botón abierto
Por cada peso que paga el consumidor final, 0.1816 pesos
le corresponden al productor; 0.1616 pesos se le quedan al
mayorista de destino; y 0.656 pesos son para el detallista.
Por lo anterior, se observa que este último agente obtiene
un porcentaje de ganancia mayor, en relación a los otros,
pues su venta es al menudeo, misma que depende del valor
agregado dado o la escases del producto de la competencia
lo puede vender el forma inmediata, o bien tener pérdida
por las inclemencias climáticas o la falta de liquidez de los
consumidores (Cuadro 2).
21%
Figura 9. Principales características de flor de corte para
consumidores finales.
Figure 9. Main characteristics of cut f lowers for final
consumers.
Marketing margin
By each peso that f inal consumer pays, 0.1816 pesos
correspond to producer; 0.1616 pesos for wholesaler;
and 0.656 pesos for retailer. Therefore, is seen that the
latter gets highest profit if compared with other two, since
they sale on retail basis, which depends on added value or
product scarcity from competitors allows to sell product
immediately, or to get losses due weather conditions or lack
of cash flow from consumers (Table 2).
Cuadro 2. Precio de venta de arreglo con una docena de
rosas en base de madera.
Table 2. Sale price per bouquet with dozen of roses in wood
basement.
Precio de Precio de M M
(%) de
compra ($) venta ($) ($) (%) participación
Productor
109
18.16
Mayorista
109
206 105 96
16.16
de destino
Minorista
206
600 394 191
65.66
Consumidor
600
99.99
final
Agente
Nota: el arreglo incluye: Aster; Lilis; Astroemerias; ladrillo de espuma floral y
base de madera.
año son rosas, lilis asiáticas, polar, clavel, gerbera y lilis
orientales, por lo que la demanda se sujeta a la programación
de producción de estas especies, generando una demanda
insatisfecha cuando la oferta disminuye. De acuerdo al
diagnóstico realizado para flores de corte y el Valle de
Mexicali se encontró que existe un nicho de mercado con
demanda a lo largo del año, debido al poder económico de
la población y la tradición de obsequiar flores, representa
fortalezas y oportunidades de la actividad ornamental por lo
que se obtiene una estrategia de tipo ofensiva. La Relación
Beneficio Costo (1.19) indica que el mercadeo de flores de
corte es una actividad rentable a lo largo del año debido a
las condiciones económicas de la población que permiten
establecer precios de venta altos que cubren los costos de
producción y operación de la actividad, quedando un margen
de ganancia aceptable.
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) por otorgar
las bases necesarias para el desarrollo de esta investigación.
A la Universidad Autónoma de Baja California (UABC),
en especial al Instituto de Ciencias Agrícolas, por el
tiempo destinado para la redacción de este artículo. A
todas aquellas personas que directa e indirectamente
participaron con su experiencia y conocimientos para que
la presente investigación sea un documento de consulta y
aporte los productores y comercializadores de ornamentales.
Literatura citada
Avendaño, R. B. y Schwentesius, R. R. 2005. Factores de
competitividad en la producción y exportación de
hortalizas: el caso del Valle de Mexicali, B. C.,
México. Problemas del desarrollo. Rev. Latinoam.
Econ. 36(140):165-192.
Avendaño, R. B. y Varela, Ll. R. 2010. La adopción de
estándares en el sector hortícola de Baja California,
México. Estudios fronterizos, nueva época.
2111):171-202.
Ávila, C. G. y Calderón, S. F. 2009. Redes de mercadeo
de las principales f lores de corte en el centro
de la república mexicana. Tesis profesional.
Departamento de Fitotecnia. UACh. Chapingo,
Estado de México. 140 p.
577
Cost/Benefit Relationship (R C/B). Based on obtained
results, there is a value of 1.19 which means that for every
peso invested in costs during May there are 0.19 pesos
of profit. Gittinger, 1983, reports acceptance criteria
for this activity is profitable. Economical interest that
has obtained cut flower around the world has turned
it into competitive business, and actually three great
demand centers worldwide are European Union, United
States of America and Japan. Mexico has it foundation
of f lower potential in the weather advantages and
being so near to USA, second biggest market for cut
flower (Orozco and Mendoza-Martínez, 2003; Ramos
and Merino, 2004).
Bordering Mexicali city, Baja California with second
worldwide consumer of cut f lower, and thanks to the
intermediate and intermediate high level of income from
most of population there is a market for cut flowers, therefore
production and marketing are viable.
Conclusions
Actual distribution and marketing network moves cut
flowers from production centers like Córdoba, Veracruz,
Tenancingo, Villa Guerrero, Coatepec de Harinas and
Chiltepec, state of México, up to Mexicali valley, Baja
California, keeping quality and optimum flower vaselife
of species to final consumer. This system gives sales option
to final consumer which reduces intermediate players and
increases profitability of network members. Main cut flower
species that have demand in Mexicali city throughout year
are roses, asian lilies, chrysanthemum, carnation, gerbera
and western lilies, therefore demand is subjected to the
production of these species, resulting in a not covered
demand when offer decreases. According to diagnose made
for cut flowers is found that there is market with demand
along the year, due population’s economic wealth and culture
of giving flowers, meaning strength and opportunities
for ornamental activity giving a strong sale strategy. The
Cost-Benefit Relationship (1.19) means that cut flowers
market is profitable activity along the year due economical
status of people allow to set high sale prices that can cover
production and operative costs for this activity, giving an
acceptable profit.
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Bioturbosina. Producción de cultivos energéticos
para la aviación comercial*
Jet Biofuel. Production of energy-related
crops for commercial aircraft
Ibis Sepúlveda González1§
Posgrado del Departamento de Sociología Rural. Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco km 38.5, Chapingo, Estado de México. C. P. 56230.
Autora para correspondencia: [email protected].
1
§
Resumen
Abstract
Las más grandes compañías de fabricación de aviones,
entre ellas Boeing y Airbus y la asociación internacional de
líneas aéreas International Air Transport Association (IATA),
decidieron jugar un doble papel: contribuir en la disminución
de emisiones de gases efecto invernadero y asegurar la
disponibilidad de combustible barato. Para ello se ha hecho
un plan para agregar a la turbosina una fracción creciente de
bioturbosina. En México esto se trabajó en el “plan de vuelo
para los biocombustibles sustentables”, convocado por ASA
entre junio de 2010 y marzo de 2011. La bioturbosina debe
reducir la emisión de GEI en más 50% en su ciclo de vida,
con respecto a la turbosina. También se espera que, gracias
a la tecnología, en el tiempo baje el costo de la bioturbosina
mientras, por escasez, suba el del petróleo (Herrera y Morgan,
2010; García, 2010). De esta manera, a nivel mundial estas
compañías han establecido que para 2015 se debe adicionar
1% de bioturbosina a la turbosina, para 2017; 10%, para
2020; 15% y así sucesivamente hasta cambiar al menos 50%
del origen del combustible aéreo para 2050. En México se
vende 2% del combustible aéreo del mundo. Esto significa
una demanda inicial de 40 millones de litros de bioturbosina
para 2015 y de unos 700 millones de litros para 2020. El grupo
encargado de la promoción del biocombustible aéreo a nivel
mundial (Roundtable on Sustainable Biofuels- RSB, con sede
en la École Politechnique Federale de Lausanne) estableció
The largest aircraft making companies, among them
Boeing and Airbus, and International Air Transport
Association (IATA), decided to take double role: to
contribute on greenhouse gas emissions effect decrease
and to ensure economic fuel availability. In order to add
to jet fuel an increasing mixture of biofuel, a plan was
developed. In Mexico this plan was set under “Flight Plan
Towards Sustainable Biofuels” agenda, convoked by ASA
between June 2010 and March 2011. When compared to
jet fuel, jet biofuel must reduce greenhouse gas emission
in more than 50% during its life cycle. It is also expected
that when time elapses, thanks to technology, jet biofuel
cost will be cut down, while petroleum will rise due its
scarcity (Herrera and Morgan, 2010; García, 2010). In
this way, at global level these companies had established
that for year 2015 it must add 1% of jet biofuel to jet fuel,
for 2017; 10%, for 2020; 15%, and so on up to 50% as
minimum to replace source of aircraft fuel for year 2050.
Mexico shares 2% of aircraft fuel sales at worldwide level.
This means a starting 40 millions liters demand of jet
biofuel for year 2015 and around 700 millions litters for
year 2020. The body in charge of promoting worldwide
aircraft biofuel (Roundtable For Sustainable Biofuels
- RSB, headquartered in École Politechnique Federale
from Lausanne) established 12 principles to fulfill in
* Recibido: abril de 2011
Ibis Sepúlveda González
12 principios que deben cumplirse para ser aceptados como
proveedores de aceites para bioturbosina. Estos tienen que ver
con sustentabilidad ecológica y equidad social. En la ponencia
se analizan las condiciones de México para responder a esta
primera demanda real de biocombustibles, así como sus
probables efectos.
Introducción
La inquietud mundial por combustibles en 2011, está muy
fundamentada. Las reservas probadas de petróleo van
a la baja y esto se combina con los problemas políticos
y sociales en Medio Oriente y un invierno 2010-2011
excepcionalmente frío en el Hemisferio Norte. Todo esto está
dando como resultado un alza en los precios del petróleo,
que llegó a US$ 108.00 por barril de Brent.
Hay muchas fuentes de energía alternativas, pero que, por
el momento, resultan más caras, o difíciles de manejar y
riesgosas, o que requieren cambios en el tipo de motores hoy en
uso. Por eso, las miradas se han volcado a los biocombustibles
etanol, biodiesel y bioturbosina -el 11 de julio de 2011,
la ASTM international, anteriormente conocida como la
Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM),
que es un líder reconocido a nivel mundial en el desarrollo
y la entrega de las normas internacionales de consenso
voluntario, aprobó la mezcla de hasta 50% de bioturbosina en
motores de aviones comerciales y militares.Por supuesto, los
biocombustibles, sobre todo los agrocombustibles de primera
generación, compiten y competirán por suelo y otros recursos
productivos con la producción de alimentos.
A nivel mundial hay escasez de biocombustibles. Salvo
Brasil, que lleva más de 40 años trabajando en la producción
de combustibles renovables, para la gran mayoría de países
el ordenamiento de la Unión Europea (UE) con respecto
a que a partir de 2015 no podrán aterrizar aviones en
cuyo combustible no vaya una mezcla de biocombustible
(bioturbosina en México) so pena de pagar altísimas multas,
y que los países que no puedan surtir mezcla con bioturbosina
quedarán fuera de ruta, representa una situación muy
delicada, puesto que no hay oferta en el mercado mundial.
Así, representantes de diversas compañías transnacionales
han llegado al país en búsqueda de materia prima para
el combustible, sondeando diversas opciones. México
resulta atractivo por la extensión de su territorio, su clima y
order to be accepted as jet biofuel oils supplier. These are
related to ecological sustainability and social equity. The
conditions Mexico can offer to face this first real biofuels
demand as well as their likely effects are analyzed in the
agenda.
Introduction
In 2011 the global concern about fuels is seriously founded.
Proven petroleum reserves are under negative growth and
this is combined with political and social issues in the Middle
East region and an exceptionally cold 2010-2011 winter in
the Northern hemisphere. All these factors together give as
result increasing petroleum price, which rose towards US$
108.00 a barrel for Brent crude.
There are many alternative sources of energy, but nowadays
they are more expensive or harder to process and dangerous,
or they require changes in the type of engines currently used.
This is why all efforts have been focused on biofuels like
ethanol, biodiesel and jet biofuel –on July 11th, 2011, ASTM
International, previously known as the American Society for
Testing and Materials (ASTM), which is a worldwide known
leader that develops and publishes voluntary consensus
international standards, approved mixture of up to 50%
jet biofuel in commercial and military aircraft engines. Of
course, biofuels, specially the first generation agricultural
fuels, will compete with food crops by land and other
productive resources.
At world level there is scarcity of biofuels. The EU
regulation in the sense that starting from 2015 airplanes
whose fuel is not a mixture of biofuel (jet biofuel in
Mexico) are not allowed to land, unless paying extremely
high fees, and that countries which can not supply fuel
mixture with jet biofuel will be out of route, for almost
any countries, due there is no offer in global market, it
represents a very complex scenario, except for Brazil
which has more than 40 years working in renewable fuels
production.
Thus, representatives of several transnational companies
had been in the country searching fuel raw material,
assessing different options. Mexico is very attractive due
its size, weather and large young population, all of them
being milestones for biomass production or oils needed for
biodiesel and jet biofuel production.
Bioturbosina. Producción de cultivos energéticos para la aviación comercial
porque tiene una amplia población joven, elementos todos
necesarios para la producción de la biomasa o los aceites
necesarios para el biodiesel y la bioturbosina.
Aunque en otros países existen varios cultivos no
comestibles productores de aceite, entre ellos jatropha
(Jatropha curcas), higuerilla (Ricinus communis), camelina
(Camelina sativa) y salicornia (Salicornia acetaria), en
México sólo se está trabajando en Jatropha e higuerilla.
Recientemente han adquirido especial relevancia las
microalgas productoras de aceite
México consume más de 3 200 millones de litros anuales de
combustible de aviación, que se distribuyen en 62 aeropuertos,
de los cuales, 75% se concentra tan sólo en 6 (ASA, 2010).
En México, la dependencia directamente encargada de surtir
el combustible aéreo es Aeropuertos y Servicios Auxiliares
(ASA), organismo descentralizado del Gobierno Federal.ASA
ha convocado a un grupo amplio y plural de investigadores,
académicos, funcionarios, inversionistas, productores
y políticos, a verter información, a conocer más sobre el
tema, a opinar y a discutir sobre el gran reto que la demanda
internacional presenta para el país. Así, ASA organizó
talleres especializados entre los meses de junio de 2010 y
marzo de 2011, cuyas ponencias han sido fuente principal
para este trabajo. De los talleres de ASA, denominados Plan
de Vuelo Hacia los Biocombustibles Sustentables, se espera
que salga un documento amplio y comprehensivo que sirva
para presentar a los diversos actores que deben intervenir en
el proceso y les proporcione una panorámica que precise el
papel que deben jugar y los resultados esperables.
La mesa redonda para combustibles sustentables
Con la finalidad de que la era de los biocombustibles, al menos
para la aviación, no sea el inicio de una etapa de mayores
problemas para la Tierra y para los seres humanos, que no
utilice terrenos aptos para la producción de alimentos y compita
con ellos, que no genere ni de lejos tantas emisiones como las
actuales -en 2008 la industria de la aviación comercial generó
677 millones de toneladas de bióxido de carbono (CO2) ASA,
2011- que promueva el uso de terrenos actualmente en desuso
y que apoye con ello el desarrollo rural y social de los pobres
del campo, se estableció la mesa redonda para biocombustibles
sustentables (Roundtable on Sustainable Biofuels, RSB).
La RSB es el estándar de certificación global y multi-actor
para biocombustibles sustentables que quieran acceder a
mercados regulados, aplicable a todo tipo de biocombustible
581
Although in other countries there are non-edible oils
producing crops, among them Barbados nut (Jatropha
curcas), castor oil plant (Ricinus communis), camelina
(Camelina sativa) and glasswort (Salicornia acetaria), in
Mexico only Barbados nut and castor oil plant are used.
Farming of oil producing microalgae has recently achieved
great importance.
Mexico’s yearly aircraft fuel consumption is more than
3.2 billion liters, which are distributed in 62 airports, from
which 75% are concentrated only in 6 (ASA, 2010). In
Mexico, the body responsible for supplying airplane fuel
is Aeropuertos y Servicios Auxiliares (ASA), Mexico’s
federal airport operator. ASA has convoked a wide and
plural group of researchers, college members, officers,
investors, producers and politicians to contribute with
information, to know about this matter, to argue and
discuss about the challenge that international demand
represents for Mexico. Between June 2010 and March
2011, ASA arranged an agenda whose presentations have
been the main source for this work. The aim of this agenda,
known as Flight Plan Towards Sustainable Biofuels, is to
get a broad and comprehensive document used to show to
different stakeholders that must participate in the process
and to provide them an overview about the role they need
to play and the expected outcome.
Roundtable for sustainable fuels
With the goal that biofuels era, at least for aircraft,
does not become the beginning of an era with greater
problems for Earth and mankind, that does not take
lands already used in food production and compete with
them, that does not generate emissions so far as the current
ones -in 2008 aircraft industry was responsible for 677
millions tons of carbon dioxide (CO2) (ASA, 2011)-,
that promotes the use of lands currently unused and that
supports rural and social development of countrymen,
the Roundtable on Sustainable Biofuels (RSB) was
established.
RSB is the global certification standard and multiplestakeholder for sustainable biofuels that need access to
standardized markets, and it applies to all kind of biofuel and
raw material. It has coverage on whole supply chain. SRB
headquarters are located in École Politechnique Federale de
Lausanne, Switzerland.
RSB (Rudolph, 2010) set 12 principles and criteria:
y de materias primas. Tiene cobertura sobre toda la cadena de
suministro. La sede de RSB está en la École Politechnique
Federale de Lausanne, Suiza.
La RSB (Rudolph, 2010) estableció 12 principios y criterios:
Principio 1. Marco legal
Principio 2. Planeación, monitoreo y mejora continua
Principio 3. Emisiones de gases de efecto invernadero (GEI)
Principio 4. Derechos humanos y laborales
Principio 5. Desarrollo rural y social
Principio 6. Seguridad alimentaria local
Principio 7. Conservación
Principio 8. Suelo
Principio 9. Agua
Principio 10. Aire
Principio 11. Uso de la tecnología, insumos y manejo de
residuos
Principio 12. Derechos a la tierra
Para tener acceso a los mercados de materias primas para
bioturbosina, los oferentes deberán cumplir con todos y
cada uno de los 12 criterios, cumplimiento que tiene que
ser certificado por un organismo ad hoc acreditado para
ello. Los análisis de ciclo de vida término creado por
los evaluadores ambientales para cuantificar el impacto
ambiental de un material o producto desde que se lo extrae
de la naturaleza hasta que regresa al ambiente como desecho.
En este proceso sistémico se consumen recursos naturales
y se emiten desechos (Fuentes, 2010), serán fundamentales
en los estudios de certificación.
En México no existen por el momento organismos nacionales
con la capacidad legal para otorgar las certificaciones que
la RSB exige, pero antes de 2015, fecha en que ASA debe
incorporar bioturbosina al combustible aéreo, tiene que
haberlos o traer a los certificadores del extranjero. Los
oferentes de los aceites u otras materias primas, deberán
pagar sus certificaciones.
Los cultivos
Jatropha curcas L. Esta planta, conocida también como
piñón mexicano es originaria de Mesoamérica, por lo que
en México existe una amplia variabilidad genética. Como
cultivo es reciente, aunque hay productores que señalan
que la están cultivando desde hace unos cuatro años. Se
ha llevado la semilla a otros países, debido a lo cual la
India es el principal productor, aunque Mozambique
Principle 1. Legal framework
Principle 2. Planning, supervision and continuous
improvement
Principle 3. Greenhouse gas (GHG) emissions effect
Principle 4. Human rights or labor rights
Principle 5. Social and rural development
Principle 6. Local food security
Principle 7. Conservation
Principle 8. Soil
Principle 9. Water
Principle 10. Air
Principle 11. Technology use, raw material and waste
management
Principle 12. Land rights
To have access to jet biofuel’s raw materials markets,
suppliers must fulfill all and every principle, and this
needs to be certified by an authorized consultant body.
The life cycle impact assessments are performed by
environmental consultants in order to measure ambient
impacts associated with material or product’s life from raw
material extraction through disposal again to environment.
During this process natural resources are used and waste
is generated (Fuentes, 2010), which will be key in the
certification studies.
In Mexico currently there is no national consultant body
with legal ability to release the certifications that RSB
demands, but before 2015, deadline defined by ASA
to add jet biofuel to airplane fuel, there must be one or,
on the other hand, to bring foreign certification bodies.
Oils or other raw materials suppliers must pay their
certifications.
Crops
Jatropha curcas L. This plant, known also as purging nut,
it has its origin in Mesoamerica, therefore wide genetic
varieties exist in Mexico. Although there are producers
that state they have been cultivating it since four years,
this crop is recently used. Seed had been sent to other
countries, becoming India main producer, although
Mozambique is also an outstanding producer -Sun Biofuels
from Mozambique recently exported jatropha oil shipment
to Germany, to be used by Lufthansa in jet biofuel. This
airline is currently searching for 400 millions liters of jet
biofuel (http://biofuelsdigest.com/bdigest/2011/07/26). It
is a perennial species with high oil content in seed (from
26.4 to 56.9% in laboratory tests), from which greater
también es muy importante -Sun Biofuels de Mozambique
exportó recientemente un embarque de aceite de jatropha
a Alemania, para ser utilizada en bioturbosina por
Lufthansa. Esta línea aérea está buscando actualmente 400
millones de litros de bioturbosina. (http://biofuelsdigest.
com/bdigest/2011/07/26)-. Se trata de una especie perenne
con altos contenidos de aceite en su semilla (26.4 a 56.9%
en pruebas de laboratorio), de la que se esperan altos
rendimientos (alrededor de 4 toneladas por hectárea).
Hay variedades tóxicas y no tóxicas. En México existen
alrededor de 41 variedades. El 76% son endémicas.
El Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,
Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), está desarrollando
investigación agronómica: evaluación de genotipos en
diferentes ambientes; desarrollo de tecnología de producción
(podas, fechas de siembra, fertilización, poscosecha),
selección de variedades y selección de tecnologías. La
institución ha establecido 2012 como el año en que podrá
informar sus resultados (Zamarripa, 2010).
También el INIFAP ha establecido las zonas potenciales
para este cultivo. Así, señala que en el país existen un
millón 926 748 ha con potencial alto y dos millones 774
182 ha con potencial medio. Esto significa más cuatro
millones y medio de hectáreas de regiones aptas para
esta plantación. Las condiciones son climas cálidos, no
superiores a los 1 500 msnm.
Las plantaciones más extensas están en Chiapas y en Sinaloa,
con semillas no tóxicas y tóxicas provenientes en su mayor
parte de la India.
ProÁrbol, de la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR)
asignó presupuesto para plantaciones forestales
comerciales con Jatropha para los años 2007 a 2010 a
los estados de Campeche, Chiapas, Guerrero, Hidalgo,
Jalisco, Michoacán, Morelos, Oaxaca, Quintana Roo,
Sinaloa, Tabasco, Tamaulipas, Veracruz y Yucatán
para un total de 33 205 hectáreas. De éstas, sólo se
establecieron plantaciones en los estados de Chiapas,
Guerrero, Michoacán, Morelos, Oaxaca y Yucatán en
un total de 3 031 hectáreas, durante el periodo 2008 a
2010. Para 2011-2012, CONAFOR se propone apoyar el
establecimiento de 10 000 mil hectáreas de plantaciones
de jatropha, principalmente en las zonas con mayor
potencial, focalizando recursos en los estados de Chiapas,
Michoacán, Morelos, Guerrero, Oaxaca, Sinaloa,
Tamaulipas y Yucatán.
583
yields are expected (around 4 ton ha-1). There are toxic and
non-toxic varieties. Around 41 varieties exist in Mexico,
from which 76% are endemic.
The National Research Institute for Agricultural, Forestry
and Livestock (INIFAP) is developing agronomic research:
assessment of genotypes in different environments;
development of production technology (pruning, planting
dates, fertilization, post-harvest), varieties selection and
technologies selection. 2012 has been set by the Institute
like year in which it would inform results (Zamarripa,
2010).
Also INIFAP has set potential zones for this crop.
According to its reports there are 1 926 748 ha with high
potential and 1 774 182 ha with intermediate potential in
Mexico. This means more than 4.5 million ha of suitable
soils for this crop. Its conditions are warm weather, with
less than 1 500 masl.
Largest plantations are in Chiapas and Sinaloa, with toxic
and non toxic seed coming most of them from India.
ProÁrbol, from National Forestry Commission
(CONAFOR), allocated budget for commercial forest
plantations with Jatropha from year 2007 to 2010 in the
states of Campeche, Chiapas, Guerrero, Hidalgo, Jalisco,
Michoacán, Morelos, Oaxaca, Quintana Roo, Sinaloa,
Tabasco, Tamaulipas, Veracruz and Yucatán for total
surface of 33 205 ha. From these, plantations were set only
in Chiapas, Guerrero, Michoacán, Morelos, Oaxaca and
Yucatán with total surface of 3 031 ha during 2008-2010
period. For 2011-2012 period, CONAFOR proposal is to
set 10 000 ha of jatropha plantations, mainly in the zones
with greater potential, focusing resources in states of
Chiapas, Michoacán, Morelos, Guerrero, Oaxaca, Sinaloa,
Tamaulipas and Yucatán.
The supports consist in $7 398 per ha for plantation settling
and maintenance during first year, adding an amount
between $438 and $1 096 for technical assistance and from
$548 to $876 for plantation insurance covering first two
years, depending on surface and risk type (SEMARNAT,
2010).
Castor oil plant (Ricinus communis L.). This plant has
great adaptation in Mexico’s territory, but it has never been
used in large portions of land. It is a yearly plant, with 4 to 5
months cycle, but can produce during two or three years, like
Los apoyos consisten en $7 398 por hectárea para
establecimiento y mantenimiento de la plantación
durante el primer año, más una suma entre $438 y $1
096 para asistencia técnica y desde $548 hasta $876 por
concepto de seguro de la plantación para los dos primeros
años, dependiendo de la superficie y el tipo de riesgo
(SEMARNAT, 2010).
Higuerilla (Ricinus communis L.). Esta planta tiene una
gran adaptación en todo el territorio mexicano, pero hasta
ahora nunca se había cultivado en grandes extensiones.
Se trata de una planta anual, que tiene un ciclo vegetativo
de 4 a 5 meses, pero que puede llegar a producir por dos
o tres años, como un cultivo semiperenne. La higuerilla,
de la que se extrae el aceite de ricino o aceite castor, se ha
utilizado desde hace muchos años como planta medicinal,
principalmente para problemas digestivos, pero también
para la gripe, infecciones y golpes externos.
La higuerilla se cultiva comercialmente en más de 30 países.
Tiene frutos semiespinosos que pueden ser dehiscentes -que
se abren espontáneamente al madurar- o indehiscentes, lo
que tiene mucha importancia para la cosecha. En América,
Brasil, Colombia y Costa Rica tienen la delantera en
su cultivo. Como cultivo anual, puede ser parte de un
esquema de rotación de cultivos. Existen variedades enanas
susceptibles de mecanizar.
El INIFAP ha estimado que en México existen 6.3 millones
de hectáreas con “potencial productivo medio en áreas
de temporal”. Requiere suelos con pH neutro, porque no
tolera la salinidad. Prospera bien hasta los 1 800 msnm.
Su producción en el país es muy reciente, por lo que
no se conoce con exactitud el rendimiento medio por
hectárea. En la India, éstos varían de 1.3 a 3.6 toneladas
por hectárea y en Brasil de 1 a 4 toneladas por hectárea
de semilla (Cárdenas, 2010). Sus rendimientos en aceite
varían de 45 a 50%.
Palma africana (Elaeis guineensis). Esta plantación es
originaria de África Oriental y actualmente se cultiva en
numerosos países de Asia, África y América Latina. Entre
todos sobresale Malasia donde se produce 50% de toda la
cosecha mundial, con palmas modificadas genéticamente
y bajo el control de la transnacional Unilever. Entre
sus requerimientos están una humedad relativa de 75%
(1 800 a 2 200 mm anuales bien distribuidos) y altas
temperaturas.
a semi-perennial crop. The castor oil plant, from which castor
oil is extracted, by many years has been used as medicinal
plant, mainly for digestive problems, but also to treat cold,
infections and external contusions.
Castor oil plant is commercially cultivated in more than 30
countries. It has semi-thorny fruits which can be dehiscent
-that spontaneously open at maturity- or indehiscent, which
is very important for the crop. Brazil, Colombia and Costa
Rica are the main producers in America. Just like other
annual crops, it can be used in rotation scheme. There are
dwarf varieties susceptible to mechanize.
According to INIFAP, Mexico has an estimate of 6.3 millions
ha with “intermediate productive potential in rainfall zones”.
Due salinity affects this plant, it requires soils with neutral
pH. Its conditions are less than 1 800 masl. Its yield per
hectare is not known with certainty due its harvest is very
recent in Mexico. In India, yield ranges from 1.3 to 3.6 tons
ha-1; and from 1 to 4 tons ha-1 in Brazil. Oil yield varies from
45 to 50%.
Oil Palm (Elaeis guineensis). This plant is from West Africa
and actually is harvested in many countries from Asia, Africa
and Latin America. The most important is Malaysia with
50% of worldwide share, with genetically modified palms
and under control of transnational company Unilever. It
requires 75% of relative humidity (from 1 800 to 2 200 mm
per year evenly distributed) and high temperatures.
Due crop characteristics and deforestation, soil is exposed to
sunlight and rain, which leads to its erosion, compression and
impoverishment. Palm cultivation contributes to climatic
change due deforestation and therefore to global warm,
causing lack of rain (Hidalgo, 2002).
It is estimated that in Nicaragua is economically viable for
25 years. Average oil yield is between 3.5 and 3.8 ton ha-1
per year for oil, but only if technological conditions and
producer’s capacity are improved, yield can rise up to 5.5 or
6 tons ha-1 of crude oil per year (Nireblog-Agronomía, 2009).
Oil palm produces edible oil, which contravenes sustainability
principles set by RSB. However, in Chiapas, where weather
conditions allow it, there are palm plantations in more than
17 756.75 ha of surface, to which there would be added 5
000 ha planted in 2007 under Main Plan for Oil Palm Product
System Chiapas 2004-2014 (Castro, 2009).
Debido a las características del cultivo y la deforestación, el
suelo queda expuesto a los rayos solares y a las lluvias, lo que
conlleva a su erosión, compactación y su empobrecimiento.
El cultivo de palma contribuye al cambio climático por la
deforestación y con ello al calentamiento global, aunado
a ello, se dan otros procesos de deforestación y como
consecuencia la falta de lluvias (Hidalgo, 2002).
En Nicaragua sostienen que es económicamente viable por
25 años. El rendimiento de aceite promedio en Nicaragua
anda entre 3.5 a 3.8 toneladas por hectáreas por año de aceite,
pero mejorando las condiciones tecnológicas y la capacidad
de los productores el rendimiento puede elevarse a 5.5 a 6
toneladas de aceite crudo por hectárea al año (NireblogAgronomía, 2009).
La palma africana o palma aceitera produce aceite comestible,
por lo que quedaría fuera de los principios de sustentabilidad
establecidos por la RSB. Sin embargo, en Chiapas, donde las
condiciones climáticas lo permiten, hay plantaciones de palma
cuya superficie se calculaba en más de 17 756.75 hectáreas,
a las que habría de adicionarle 5 000 hectáreas más plantadas
en 2007 Plan Rector del Sistema Producto Palma de Aceite
Chiapas 2004-2014 (Castro, 2009).
Agaves. La enorme producción de biomasa susceptible de
obtenerse de diversos tipos de agaves en terrenos no aptos
para el cultivo, hace de los agaves una opción a considerarse
en la producción de bioturbosina. Su producción se estima
en 40 a 100 toneladas de materia seca por hectárea por año,
con bajos requerimientos de insumos (Vélez, 2010). Esta
información, vertida en una ponencia del Plan de Vuelo,
requiere verificación técnica más precisa-. No se promueve
la biomasa para la producción de biocombustibles de segunda
generación. Faltan incentivos para la utilización de la biomasa.
Acontinuación se presenta un diagrama de flujo proporcionado
por una de las empresas que tienen la patente para la refinación
de la bioturbosina (UOP de Honeywell), donde se puede
observar que tanto los aceites como la biomasa son materias
primas para la producción del combustible aéreo, aunque con
distintos procesos de elaboración (Figura 1).
Sin embargo, se requiere de un estudio puntual para conocer
la disponibilidad de biomasa de agaves, así como para
estimar los costos de producción de planta y de plantación
en terrenos marginales.
585
Agave. The huge biomass production which is able
to be obtained from several types of agave in soils not
suitable for cultivation makes agave an option to consider
in jet biofuel production. Its production is estimated
between 40 to 100 tons of dry matter per hectare by
year, with low requirements of supplies (Vélez, 2010).
This information, from a presentation during Flight Plan
agenda, requires precise technical verification. Biomass for
second generation biofuels is not promoted. There is lack of
incentives for biomass usage.
Bellow is flow diagram provided by Honeywell’s UOP,
which holds jet biofuel refining patent. It can be seen
that as well oils as biomass are raw material for jet
fuel production, but with different manufacturing
processes.
However, deeper study is required to know availability of
agave biomass, and for estimating plant production costs
and planting in marginal lands.
Also, jet biofuel production based in agaves is within raw
material biomass sources and it represents:
Requirements of research in processing (UOP).
High transportation costs due its large volume.
There are several and supplementary biomass sources:
vegetal and urban disposal.
Energy efficiency analysis.
Economical profitability analysis.
Other raw materials for jet biofuel
Algae. Oil producing microalgae are an important source
for non-edible oils production. Again they convert Mexico
in a country very suitable for its production, due its wide
coastal surface with warm weather throughout year and
high sun radiation.
Bellow there is a list with some advantages of algae, in
particular if CO2 is added for commercial production:
High photosynthetic efficiency.
2nd Generation Renewable Jet Fuel
from Oils and Biomass
Natural
Oils and
Fats
Deoxygenation
Selective
Cracking/
Isomerization
Green
Jet-range
paraffins
Renewable
Jet Fuel
Solid
Biomass
Pyrolysis
Catalytic
Stabilization/
Deoxygenation
Jet Range
cyclic
hydrocarbons
Figura 1. Segunda generación de combustible para aviones a partir de aceite renovable y la biomasa.
Figure 1. 2th generation renewable jet fuel from oils and biomass.
Además, la producción de bioturbosina con base en agaves
se inscribe dentro de las fuentes de biomasa como materia
prima y el trabajo con ella presenta:
Higher grow rate than any other source.
Requerimientos de investigación en el procesamiento (UOP).
Little space requirements.
Altos costos de transporte por su gran volumen.
Fixing CO2.
Hay fuentes diversas y complementarias de biomasa:
residuos vegetales y desechos urbanos.
Can use blackwater.
Análisis de eficiencia energética.
Análisis de rentabilidad económica.
Otras materias primas para bioturbosina
Algas. Las microalgas productoras de aceite son una
fuente muy importante para la producción de aceites no
comestibles. Las microalgas nuevamente hacen a México
High oil productivity.
Disposal is reusable.
Can produce secondary metabolites with pharmaceutical
interest.
According to studies from Scientific Research Center of
Yucatán (CICY), algae commercial production is not in the
near future (Barahona, 2010). However, there are companies
with outstanding and apparently highly competitive
development.
un país muy adecuado para su producción, debido a su
amplia superficie de litorales con clima cálido todo el año
y alta radiación solar.
A continuación se enumeran algunas de las ventajas de las
algas, sobre todo si se les adiciona CO2 para una producción
comercial:
Alta eficiencia fotosintética.
Mayor tasa de crecimiento que cualquier otra fuente.
Alta productividad de aceite.
Requieren poco espacio.
587
Used grease, fats and edible oils. This is an important
source of biodiesel production, and eventually for jet
biofuel, in European countries and in Brazil, in America.
Their main raw materials are greases collected in
slaughter houses and oil used for large food manufacturing
companies.
However, usage of this source, in order to be sustainable and
that not consumes more energy during collection process
than it would be, initially requires:
Contracts with slaughter houses and food processing
companies.
Fijan CO2.
Collection infrastructure in food companies and receiving
containers with available location for general population
disposal.
Pueden utilizar aguas residuales.
Population education on used edible oils disposal.
Los residuos son utilizables.
As it can be seen, all are potentially feasible options, but
many research and development is needed in the country to
set them in efficiently production conditions, and there is
an option to which Mexican government is already strongly
pushing.
Pueden producir metabolitos secundarios de interés
farmacéutico.
De acuerdo a las investigaciones del Centro de Investigaciones
Científicas del estado de Yucatán (CICY) al respecto, la
producción comercial de algas está lejana (Barahona, 2010).
Sin embargo, hay empresas que tienen ya desarrollos muy
importantes y al parecer, altamente competitivos.
Grasas, sebos y aceites comestibles usados. Esta es
una fuente importante para producción de biodiesel, y
eventualmente bioturbosina, en países europeos y en
Brasil, en América. Sus materias primas principales son las
grasas que se colectan en los rastros y el aceite usado en la
elaboración de alimentos por parte de grandes empresas.
Sin embargo, la utilización de esta fuente, para que sea
sustentable y no consuma más energía en el proceso de
recolección que la que se obtendría, requiere de inicio de:
Contratos con rastros y empresas procesadoras de
alimentos.
Infraestructura de recolección en empresas alimentarias
y depósitos receptores localizados disponibles para los
desechos de la población en general.
Seeds processing to obtain oils and by-products
From our point of view, oils demand for biofuels can only
be fulfilled by combination of suppliers and sources
of raw materials. This would be a route to revitalize
depressed agricultural sectors. However, in order that
primary producers get greater extent of supply chain,
it seems necessary they hold processing stage of seeds
they produce. This requires organization, as later
will be discussed, so they can become oil suppliers,
not only from oleaginous seeds. Oil extraction from
oleaginous seeds is a process that requires several phases,
in general terms: cleaning, peeling, slicing and milling,
mechanical extraction and solvent extraction. The most
usual extraction methods are pressing and centrifuge.
Crude oils and paste are the products. They can be used
for animal food and even to obtain proteins for human
consumption, they normally contain more than 9% in oils.
To seize most of this excess, solvent-based degreasing
procedure is used, which usually keeps pastes or cakes
intact for nutritional use. Hexane is the most used material
as solvent.
Educación de la población para el desecho de aceites
comestibles usados.
Como se puede observar, todas las opciones son
potencialmente factibles, pero falta mucha investigación
y desarrollo en el país para ponerlas en condiciones de ser
productivas y eficientes, aunque hay una opción a la que ya
el gobierno mexicano le está apostando fuertemente.
El procesamiento de las semillas para obtención de
aceites y subproductos
Desde nuestro punto de vista, la demanda de aceites
para biocombustibles sólo puede ser satisfecha por una
combinación de oferentes y fuentes de materias primas.
Esto pudiera ser una opción para reactivar sectores agrícolas
deprimidos. Sin embargo, para que los productores primarios
obtengan una fracción mayor del valor de la cadena, parece
necesario que se apropien de una etapa del procesamiento de
las semillas que produzcan. Esto requiere de organización,
como se discutirá más adelante, para que puedan ser oferentes
de aceite, no sólo de semillas oleaginosas. La extracción
de aceites de las semillas oleaginosas es un proceso que
requiere de varias fases, en términos generales: limpieza,
descascarillado, troceado y molido, extracción mecánica
y extracción por solventes. Las formas más usuales de
extracción son por prensado y por centrifugado. Los productos
son aceites crudos y pastas. Estas, que pueden usarse para la
alimentación animal e incluso en la obtención de proteínas
para consumo humano, contienen normalmente más de 9% de
aceites. Para aprovechar parte importante de este excedente, se
procede a un procedimiento de desgrasado por solventes, que
no suele inutilizar las pastas o tortas para su uso nutricional.
El material más utilizado como solvente es el hexano.
El procedimiento no resulta técnicamente muy complicado,
pero requiere de estudios precisos en cuanto a localización de
las plantas extractoras y tamaño de planta, todo ello sujeto a
la superficie de las siembras o plantaciones, a lo compacto de
las áreas y al rendimiento de las variedades de los cultivos.
También es muy importante considerar las bodegas para
guardar las semillas, su conservación hasta la extracción, la
infraestructura carretera y el transporte, comercialización y
usos alternativos de los aceites, tortas y otros subproductos.
Sin estos estudios que valoren la rentabilidad de los procesos,
podrán establecerse plantas extractoras que sólo aumenten
la cantidad de elefantes blancos, infraestructura perdida en
el campo mexicano.
The procedure is technically quite simple, but requires
precise studies as long for extraction plants localization
and plant size, all depending on sowing or plantations
surface, on soils density and crops varieties yield. Also is
very important to consider warehouse to keep seeds, their
conservation up to extraction, roadway infrastructure and
transport, marketing and alternative use of oils, cakes and
other by-products.
Without these studies that assess process profitability, only
extraction plants that are useless, lost of infrastructure in
Mexican country is obtained.
Legislation
Law for Promotion and Development of Biofuels (Cámara
de Diputados, 2008) is released on February 1st, 2008.
Becoming public on June 18th, 2009 and on November
13th 2009 rules for granting permissions for production,
storing, transport and marketing of biofuels from anhydrous
ethanol and biodiesel type are emitted. In the first revision
approved on April 2007 it comprised only corn and sugar cane
production as biomass sources for ethanol and only mentioned
promotion of crops for biodiesel production (García, 2009).
To coordinate policies of Federal GovernmentAdministration
in biofuels matters, the Inter-secretariat Committee for
Biofuels Development is created. Body comprised by Energy
Secretriat (SE), which plays like head office: Ministry of
Agriculture, Livestock, Rural Development, Fisheries and
Food (SAGARPA); Environment and Natural Resources
Secretariat (SEMARNAT); and Finance and Public Credit
Secretariat (SHCP).
According to the law, activities subject to license are
production, storing, transport, duct distribution and
marketing of ethanol and biodiesel. Complex law
about requirements for every license exists, even for
non-edible oils that can produce biofuel. Some of these
requirements are in such law and other are implicitly
in reference to other laws and make difficult to handle
production and transformation process of biofuels
materials.
OriginOil and Manhattan project
On February 22nd, 2011 appeared in Biodiesel Magazine
(www.biodieselmagazine.com) the news about Mexican
government, together with Californian company OriginOil,
would start pilot project in Ensenada, Baja California, for
La legislación
El 1 de febrero de 2008 se promulga en México la Ley de
Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos (Cámara de
Diputados, 2008). El reglamento se hace público el 18 de junio
de 2009 y el 13 de noviembre de 2009 se emiten los lineamientos
para el otorgamiento de permisos para la producción, el
almacenamiento, el transporte y la comercialización de
bioenergéticos del tipo etanol anhidro y biodiesel. En una
primera versión aprobada en abril de 2007 básicamente se
contemplaba la producción de maíz y caña de azúcar como
fuentes de biomasa para etanol y sólo se indicaba la promoción
de cultivos para la producción de biodisel (García, 2009). Para
coordinar las políticas de la Administración Pública Federal en
materia de bioenergéticos, se crea la Comisión Intersecretarial
para el Desarrollo de los Bioenergéticos. Se trata de un órgano
colegiado, integrado por las Secretarías de Energía (SE), que
lo preside: la Secretaría Agricultura, Ganadería, Desarrollo
Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA); Secretaría Medio
Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT); y Secretaría
de Hacienda y Crédito Público (SHCP).
De acuerdo al reglamento, son actividades sujetas a permisos la
producción, el almacenamiento, el transporte, la distribución
por ductos y la comercialización de etanol y biodiesel. Existe
toda una normatividad bastante complicada con respecto a
los requerimientos para obtener los permisos para cada fase
del proceso de producción, manejo y comercialización de
algún biocombustible, incluso de los aceites no comestibles
que pueden dar origen al biocombustible. Estos requisitos
están algunos explícitos en el citado Reglamento y otros
implícitos que hacen referencia a otras leyes y que dificultan
grandemente los procesos de producción y transformación
de materiales para los biocombustibles.
Originoil y el proyecto Manhattan
El 22 de febrero de 2011 apareció en la revista electrónica
Biodiesel Magazine (www.biodieselmagazine.com), la noticia
de que el gobierno mexicano, junto con la empresa californiana
OriginOil, pondrán en funcionamiento un proyecto piloto
en Ensenada, Baja California, para la producción de aceite
de algas destinado, en primera instancia, a la producción de
bioturbosina. El proyecto de colaboración, llamado Proyecto
Manhattan, será financiado por el gobierno mexicano a través
de una serie de subvenciones de la SE que serán administradas
por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT)
en un plan multianual. Estas declaraciones las hizo Riggs
Eckelberry, ejecutivo principal de OriginOil.
589
production of algae oil used for jet biofuel production, in
first term. The collaboration project, known as Manhattan
Project, will be funded by Mexican government through
several subventions from SE that will be managed by
National Council of Science and Technology (CONACYT)
in multiple-years plan. These statements were made by Riggs
Eckelberry, OriginOil’s CEO.
He also stated that the project has three phases for this year;
therefore he would be working in location (“alpha site” in
Baja California) for the second quarter of year and for the
end of the third phase would be producing two hectares, one
with algae ponds and the other one with photobioreactor.
This project will be repeated in a second phase where 1 000
ha of coastal line will be used for algae production, also at
“seed” level. Genesis companies (Genesis Ventures) and
their partners, who participate in the project, are willing to
invest in development at large scale of “beta sites” in Mexico.
Based on a previous project set in Sonora and on the results
obtained by OriginOil in Karratha, Australia, it is planned
that 1 hectare produces 74 kilograms of lipid per day.
According to Dr. José Sánchez Piña, Vicepresident of
Production and Growing Systems of OriginOil Inc., to obtain
jet biofuel required in Mexico for year 2020, an industrial
production can be achieved “with 22 950 ha of open sky
bonds with an initial investment of 1 606 million dollars or
construction of 11 475 ha of photobioreactors with an initial
investment of 1 893 million dollars. Also, 1 530 ha of bonds
can be used together with heterotrophic reactors sets with
capacity to process 1 683 millions of liters per day, which
would initially cost 872 millions dollars. Operation costs
about $40 000 dollars per hectare per year need to be added
-including production, harvest, oil extraction and processing
to jet biofuel-, independently of used technology” (Sánchez,
2011). In this work, the author shows a map from Mexico
where around 60% of total surface is suitable for oil algae
production, in coastal lines at open bonds and in non-coastal
regions by advanced automated photobioreactors.
Recommendations and conclusions
Facing scarcity of fuels, recently worsen by Japan earthquake
which made clear weakness and risk of using nuclear energy,
it is more evident than ever that biofuels will be a need in the
short term, not only to produce aircraft fuels.
También señaló que el proyecto contempla tres fases para
este año, por lo que se espera ya estar trabajando en terreno
(sitio Alfa en Baja California) para el segundo trimestre
del año y que para el final de la tercera fase van a estar en
producción dos hectáreas, una con estanques de algas y la
segunda con un fotobiorreactor. Este proyecto se replicará
en una segunda fase donde se ocuparán 1 000 hectáreas de
costa para la producción de algas, también a escala “semilla”.
Las empresas Génesis (Genesis Ventures) y sus socios, parte
del proyecto, están dispuestas a invertir para desarrollar en
México “sitios Beta” de gran escala.
Con base en un proyecto que ya se había establecido en
Sonora y en los resultados obtenidos por OriginOil en
Karratha, Australia, se plantea que una hectárea de algas
puede producir 74 kilos de lípidos al día.
De acuerdo al Dr. José Sánchez Piña, Vicepresidente de
Sistemas de Producción y Crecimiento de OriginOil Inc., para
conseguir la bioturbosina requerida en México para 2020, se
puede lograr la producción industrial “con 22 950 hectáreas
de estanques a cielo abierto con una inversión inicial de 1 606
millones de dólares o la construcción de 11 475 hectáreas de
fotobiorreactores con una inversión inicial de 1 893 millones
de dólares. También, se pueden usar 1 530 hectáreas de
estanques aunadas a baterías de reactores heterotróficos con
capacidad para procesar 1 683 millones de litros diarios, lo
cual costaría 872 millones de dólares inicialmente
A esto hay que agregar gastos de operación de $40 000 dólares
por Hectárea anualmente -incluye producción, cosecha,
extracción de aceite y procesamiento en bioturbosina,
independientemente de la tecnología usada” (Sánchez,
2011). En el trabajo citado, el autor presenta un mapa de la
república mexicana donde se muestra que aproximadamente
60% de la superficie total nacional es apta para la producción
de aceite de algas, en las líneas costeras en estanques a cielo
abierto, y en las regiones no costeras mediante la instalación
de fotobiorreactores automatizados avanzados.
Recomendaciones y conclusiones
Ante la escasez de combustibles, agudizada muy recientemente
por el terremoto de Japón que dejó en evidencia las debilidades
y riesgos del uso de la energía nuclear, se hace más evidente
que nunca que los biocombustibles serán una necesidad en
el corto plazo, no sólo para elaborar combustibles aéreos.
This creates a window of opportunities for countries like
Mexico, with large land surface, suitable weather as well
for production of oil-based raw materials for jet biofuels,
as for ethanol production and with large young population
that due lack of jobs in their hometowns, they are forced to
emigrate within Mexico and abroad.
For the time being, first true market arises and will demand
virtually all non-edible oil that could be produced. Mexico
imports near 95% of oleaginous seeds that process (López,
2008) and with actual added demand already mentioned,
there will be possibilities of sale and use oleaginous seed
that can be harvested. Of course, the goal is not to use
lands already for agricultural use, then competing with
food production, but to use lands with hydric deficit and
low quality superficial soils would be a good alternative
for crops like jatropha and castor oil, which have very low
requirements and high rusticity.
Jatropha is a plantation that can last up to 30 years, then it is
important to carefully choose land where it would be set, but
castor oil is a yearly crop that can be introduced in rotation
cycle of low demanding requirement crops in marginal lands,
without competing with other traditional crops either causing
ecological issues like monoculture (Sepúlveda, 2011).
In 2011, thanks to their production costs even fossil fuels
prices, like jet fuel, are lower than their biological equivalent
fuels, like jet biofuel. Therefore, in the forecast and business
plans for new production, it is important to consider all coproducts and by-products that could emerge during their
processing, because if producers considers only oils sale,
profitability would be negative.
Also alternative markets are an option to consider, like
pharmaceutical industry, specially for castor oil plant
(castor oil and secondary metabolites), tanneries and,
specially, the possibility of processing at low scale to
transform it in biodiesel, by means of transesterification
process giving glycerin as by-product. Other option is to
seek supplement crops with animal breeding, since cakes
left after oil extraction process have high protein content,
which is the most expensive and indispensable component
in livestock diets. The husk can also be used to add organic
matter to soils.
Other outstanding issue is to evaluate available roadway
infrastructure, as well local roads in field as highways to
move grains to distribution centers for extraction facility
Esto abre una ventana de oportunidad a países como
México, con un amplio territorio, un clima adecuado para la
producción tanto de materias primas para biocombustibles
basados en aceites, como para la producción de etanol y con
abundante población joven que, por falta de oportunidades
de empleo en sus lugares de origen, se ven obligados a
emigrar, dentro y fuera del país.
Por lo pronto, se abre un primer mercado cierto que
demandará prácticamente todo el aceite no comestible
que pueda producirse. México importa cerca de 95% de
las semillas oleaginosas que procesa (López, 2008) y
con la demanda agregada actual ya referida, habrá todas
las posibilidades de venta y utilización de las semillas
oleaginosas que se puedan cultivar. Por supuesto, no se
trata de utilizar superficies que tengan vocación agrícola
pues así si se competiría con la producción de alimentos,
pero utilizar terrenos con deficiencia de agua y con suelos
someros de poca calidad, puede ser una opción muy
favorable para cultivos como la Jatropha y la higuerilla,
que tienen requerimientos muy escasos y alta rusticidad.
La jatropha es una plantación que puede durar hasta 30 años,
por lo que es importante seleccionar con mucho cuidado
el terreno donde se establecería, pero la higuerilla es un
cultivo anual que puede perfectamente entrar en un ciclo de
rotación de cultivos poco exigentes en terrenos marginales,
sin competir así con otros cultivos tradicionales ni provocar
problemas ecológicos como monocultivo (Sepúlveda, 2011).
Actualmente, en 2011, aún los precios de los combustibles
fósiles, como la turbosina, son más bajos que los que se
supone que tendrían sus similares biológicos, como la
bioturbosina, atendiendo a sus costos de producción. Por
lo tanto, en las proyecciones y planes de negocio para las
nuevas producciones, es muy importante considerar todos
los coproductos y subproductos que pudieran resultar de
los procesos, pues si sólo se piensa en la venta del aceite,
los resultados económicos serán probablemente negativos.
También es muy relevante considerar mercados alternativos,
como la industria farmacéutica, sobre todo en el caso
del aceite de higuerilla (aceite de ricino o aceite castor
y metabolitos secundarios), la curtiduría y sobre todo,
la posibilidad del procesamiento en pequeño del aceite
para transformarlo en biodiesel, a través de un proceso de
transesterificación que da glicerina como subproducto. Otra
opción muy importante es buscar complementar los cultivos
con cría de animales, pues las tortas que quedan después
de la extracción del aceite, tienen un elevado contenido en
591
and from there to target market. Due is already defined by
law and rules, as mentioned before, it is indispensable to
foreseen the transport means and truck features.
This is by obvious reasons an option to revitalize rural sector,
in particular for countrymen producers that usually own
marginal and currently unused lands, due lack of productive
options, lack of technical assistance, infrastructure and
incentives to settle crops. Nevertheless, to seize this
opportunity is necessary to organize small producers. This
must be met, since large surfaces will be needed in order
to obtain profitable production when settling down a
processing center.
To push this organization, the cooperative figure can be
used, but under a scheme that makes no conditions to
producers to be linked to the other workers’ scheme and that
the payment is directly related to the quantity of product
they deliver. An option to make efficient the technical
assistance is by means of contract agriculture, even if the
entity that makes the contract is a rural cooperative, which
has oil extracting facility. In this way, facility rules all
productive process, taking charge of technical assistance,
supply of required raw material on time, attention to
emergencies that would arise and recommendations for
harvest in timely and properly way.
Other two factors to consider before commit with a
new crop project are agronomic research and technical
assistance. Although INIFAP is working on agronomic
matters, results are slow and actual institute team
members find hard to communicate it. If keep waiting
until spreading results that would be obtained by the
Institute and wait for multiplication of necessary seeds,
the chance to make it profitable would vanish for Mexican
countrymen and their lands will be rented for this same
purpose, but probably by transnational companies,
which will pay much less to them and will not allow to
overcome misery.
By all these reasons, groups that take this production of
new crops as challenge (although castor oil and jatropha
are plants that live in wild or greenhouse, they have
never been used for commercial purposes) will have to
take care of obtaining and testing materials -Colombia,
through CORPOICA, developed and recently released
castor oil plant variety Nila Bicentenaria, with yields
between three and four tons per hectare in 12 to 14 months.
Nila B prospers with mild cold at heights ranking from
proteínas, que es el componente más caro e indispensable
en las dietas pecuarias. Las cascarillas también pueden ser
usadas para incorporar materia orgánica a los suelos.
Una consideración relevante es valorar la infraestructura
carretera con que se cuenta, tanto de “caminos de saca” en
campo, como de carreteras para transportar granos al centro de
acopio de la planta extractora y de ésta al mercado objetivo. El
tipo de medio de transporte, las características de los camiones,
es indispensable de conocer y prever, pues como se veía en la parte
de regulaciones, todo ello está sujeto a reglamentos y revisiones.
Por supuesto, ésta se considera una opción de reactivación
para el campo, sobre todo para los productores de tipo
campesino que suelen ser los poseedores de tierras marginales
y actualmente ociosas, tanto por falta de opciones productivas,
como de asistencia técnica, infraestructura y apoyos para
establecer los cultivos. Sin embargo, para aprovechar esta
oportunidad es indispensable la organización de los pequeños
productores. Es un requisito sine qua non, puesto que se
necesitarán superficies considerables en producción para que
sea rentable establecer un centro de procesamiento.
Una figura que podría utilizarse para esta organización, es la
cooperativa, pero bajo un esquema ligero que no condicione a los
productores a ligarse a las formas de trabajo de sus compañeros
y se les pague estrictamente en relación a la cantidad de
producto que entreguen. Una forma de hacer eficiente la
asistencia técnica es mediante los mecanismos de la agricultura
de contrato, aunque quien contrate sea una cooperativa rural,
pero que tenga su planta extractora de aceite. De esta manera,
la planta debería ser la estructuradora del proceso productivo
total, encargándose de la asistencia técnica, la provisión
de los insumos necesarios en los momentos oportunos, la
atención de las emergencias que pudieran presentarse y las
recomendaciones para la cosecha en el tiempo y forma adecuada.
La investigación agronómica y la asistencia técnica son
otros dos factores a considerar antes de comprometerse con
un proyecto sobre un cultivo nuevo. Aunque el INIFAP está
trabajando sobre los aspectos agronómicos, de acuerdo a lo
expresado por el líder, los resultados son lentos y difícilmente
comunicables por el equipo institucional encargado
actualmente. Si se espera a la divulgación de los resultados
que se obtengan por el instituto y a la multiplicación de las
semillas necesarias, la oportunidad quedará atrás para los
mexicanos(as) y sus tierras serán rentadas para el mismo
objetivo, probablemente por transnacionales, cuyos pagos
no permitirá a los campesinos salir de la miseria.
1 800 to 2 100 masl (CORPOICA, 2011)- as well as in
situ experiments together with producers. For sure, the
first years of these new crops should not achieve huge
economic success, and they would be prepared for this,
but they need to be aware that they are opening a new
option with great future.
Then crop of non-conventional and non-edible oleaginous
oils is a challenge that countrymen and NG organizations
must face, like an opportunity to support recovery of
unused lands, and probably in middle term, to obtain a
good income for countrymen, who actually have as option
to emigrate, which is even harder and harder to achieve
due ongoing conditions in northeast orchards production
(frosts and cereals high cost, which has led to a change in
crop patterns) and all issues related to crossing the border
towards USA.
On the other hand, is very important being aware of
initiatives like Project Manhattan. It is worth to mention
that government supports with public resources, even for
CONACYT research, to private transnational companies
that have well defined processes and, like in this case, even
patented process. And is worth to mention not because
supporting private companies, it has been done before
through CONACYT, but because there is no opportunity for
the company to distribute profits, since they employ very
few personnel thanks to its high technology. Without any
doubt, at the beginning they will work in sectors already
environmentally affected, but afterwards, depending on
profitability margins, they will move towards suitable
lands, “renting complete common lands” –term used
by OriginOil representative-, because according to the
potential map of Mexico filled with microalgae plants that
OriginOil CEO issued, Mexico could become the supplier
of algae oil at worldwide level, but through and for large
transnational company.
Literatura citada
ASA. 2010. Consideraciones. En http://plandevuelo.asa.
gob.mx/wb/.
ASA. 2011 Biocombustibles de aviación. En http://
plandevuelo.asa.gob.mx/wb/.
Por lo anteriormente asentado, los grupos que se comprometan
en este tipo de producciones nuevas (aunque tanto la
higuerilla como la jatropha son plantas que se han dado
de manera silvestre o en traspatio, pero no como cultivos
comerciales), tendrán que encargarse de conseguir y probar
materiales - Colombia, a través de CORPOICA, desarrolló
y recientemente liberó la variedad Nila Bicentenaria de
higuerilla, con rendimientos de entre tres y cuatro toneladas
por hectárea en 12 a 14 meses. Nila B prospera con frío
moderado en altitudes de 1 800 a 2 100 msnm (CORPOICA,
2011)- así como hacer experimentación in situ con los mismos
productores. Seguramente los primeros años de estos cultivos
nuevos no serán de grandes logros económicos, y hay que
estar preparados para ello, pero sí estar conscientes de que
están abriendo una nueva posibilidad con mucho futuro.
El cultivo de oleaginosas no convencionales y no
comestibles es, entonces, un reto que deberían asumir
las organizaciones campesinas y las Organizaciones No
Gubernamentales (ONG), como una oportunidad de apoyar
la recuperación de tierras ociosas, y probablemente a
mediano plazo, conseguir un ingreso decoroso para la gente
del campo a la que actualmente sólo le queda el impulso
de migrar, impulso cada vez más difícil de hacer realidad
por las condiciones en que se está dando la producción de
hortalizas en el noroeste (heladas y altos precios de los
cereales, lo que ha conducido a un cambio de patrón de
cultivos) y las dificultades de todo tipo para traspasar las
fronteras hacia el norte.
Por otro lado, es importante estar muy al tanto de iniciativas
como el Proyecto Manhattan. Resulta curioso, por decir
lo menos, que el gobierno apoye con recursos públicos,
incluso para investigación CONACYT, a empresas privadas
trasnacionales que tienen muy bien definidos y hasta
patentados sus procesos, como es este caso. Y, lo curioso no
es apoyar a empresas privadas, pues a través de CONACYT
se ha hecho siempre, sino en proyectos como este que no se
ve por donde pueda realizar distribuciones de sus utilidades,
puesto que ocupan muy poco personal por su alta tecnología.
Sin duda de inicio comenzarán a trabajar en zonas ya
ambientalmente impactadas, pero después, dependiendo
de los márgenes de ganancia, avanzarán sobre buenos
terrenos, “rentando ejidos completos” -expresión utilizada
por el representante de OriginOil-, porque de acuerdo al
mapa potencial de México lleno de plantas de microalgas
presentado por el directivo de OriginOil, México podría
ser el surtidor de aceite de algas para todo el mundo, pero a
través y para, un gran consorcio trasnacional.
593
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Control químico de las enfermedades: una alternativa para
la producción de trigo de temporal en Tlaxcala*
Chemical control of diseases: an alternative for rainfall
wheat production in Tlaxcala
Héctor Eduardo Villaseñor Mir1, René Hortelano Santa Rosa1§, Eliel Martínez Cruz1, Luis Antonio Mariscal Amaro2, Santos
Gerardo Leyva Mir3 y Julio Huerta Espino1
Programa de Mejoramiento de Trigo. Campo Experimental Valle de México, INIFAP. Carretera Los Reyes-Téxcoco km 13.5, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C.
P. 56250 Tel. 01 595 9212715. Ext. 161 y 152. ([email protected]), ([email protected]), ([email protected]). 2Campo Experimental
Bajío, INIFAP. Carretera Celaya-San Miguel de Allende km 6.5, Celaya, Guanajuato. C. P. 38000 Tel. 01 461 6115323. ([email protected]). 3Departamento
de Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco km 38.5. Chapingo, Estado de México C. P. 56230. ([email protected].
mx). §Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
Con el propósito de valorar la conveniencia de aplicar
fungicida para mejorar la productividad del trigo harinero
y cristalino cuando incide la roya amarilla y el complejo
de enfermedades foliares bajo condiciones de temporal, se
establecieron en tres localidades del estado de Tlaxcala las
variedades Gema C2004 y Tlaxcala F2000. Las variables
analizadas fueron días a floración y a madurez, altura de
planta, rendimiento de grano, incidencia de roya amarilla
en el follaje y en la espiga e incidencia y severidad de
enfermedades foliares. En las tres localidades la variedad de
trigo harinero Tlaxcala F2000 superó en rendimiento de grano
a la variedad de trigo cristalino Gema C2004 de 9% hasta
46%. Las enfermedades en su conjunto causaron mermas en
el rendimiento hasta 26%. Sportak® fue el fungicida que se
asoció con el mejor control de las enfermedades, lo cual se
reflejó en una mayor productividad de grano con incrementos
promedios 26.5 y 29.4%, cuando incidió roya amarilla y
enfermedades foliares, respectivamente. Los resultados
indican que es conveniente la aplicación de fungicida para
reducir mermas en la producción de trigo de temporal.
With the aim to evaluate convenience of applying fungicide
to improve productivity of flour wheat and white wheat
when there is incidence of yellow rust and complex of foliar
diseases under rainfall conditions, varieties Gema C2004 and
Tlaxcala F2000 were settled in three localities from state of
Tlaxcala. Analyzed variables were days to flowering and
to maturity, plant height, grain yield, incidence of yellow
rust in foliage and in ear and incidence and severity of foliar
diseases. In the three localities the flour wheat Tlaxcala
F2000 variety overcame from 9% to 40% in grain yield to
white wheat Gema C2004 variety. The diseases together
caused decrease in yield up to 26%. Sportak® was the
fungicide associated with better disease control, which was
seen in greater grain yield with average increases of 26.5
and 29.4% when yellow rust and foliar diseases affected,
respectively. The results denote fungicide application to
reduce decreases in rainfall wheat production is convenient.
* Recibido: mayo de 2011
Key words: Triticum aestivum, Triticum durum, Puccinia
striiformis f. sp. tritici, foliar diseases, fungicides.
Palabras clave: Triticum aestivum, Triticum durum,
Puccinia striiformis f. sp. tritici, enfermedades foliares,
fungicidas.
En México se consumieron en 2009 cerca de 6.7 millones
de toneladas de trigo harinero y cristalino, de las cuales 4.1
millones de toneladas corresponden a la producción nacional
(SIAP, 2010), por lo que se tuvieron que importar 2.1 millones
de toneladas de los Estados Unidos de América y Canadá. La
producción nacional se realiza principalmente bajo riego,
donde Sonora, Baja California y Guanajuato participan
con 75% del total. Por otro lado, 33% de la molienda del
trigo de nuestro país se realiza en el Estado de México y
Distrito Federal, lo que representa un gasto por concepto
de flete al mover el grano de la zona de producción a los
centros de molienda, lo cual es un factor determinante en la
competitividad de la cadena agroindustrial del trigo nacional
(Fuente, 2008). Por lo que una solución para mejorar su
rentabilidad y el desabasto de trigo nacional, es la producción
de este cereal en zonas cercanas a los centro de molienda. Lo
anterior requiere que el productor de la región de los Valles
Altos de México, ofrezca trigo en cantidad y con la calidad
que demanda la industria.
Es importante indicar que parte del buen potencial de
rendimiento del trigo (harinero o cristalino), en las zonas
temporaleras, se debe a la tolerancia a la roya amarilla
(Pucccinia striiformis f. sp. tritici), roya de la hoja (P.
triticina) y al complejo de enfermedades foliares causado
por Septoria sp., Cochleobolus sativum y Phyrenophora
tritici-repentis, por lo que el objetivo de esta investigación
fue analizar el efecto de cuatro fungicidas sobre variables
agronómicas y fitopatológicas en dos variedades comerciales
de trigo bajo condiciones de temporal.
El material genético empleado fueron las variedades Tlaxcala
F2000 (trigo harinero) y Gema C2004 (trigo cristalino).
Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con
tres repeticiones en un arreglo de tratamientos de parcelas
divididas, en donde la parcela grande fueron los tratamientos
con fungicida (dos aplicaciones de Tilt®, Folicur®, Sportak®
y Opus®) y sin fungicida, y las parcelas chicas fueron las
variedades; el ensayo se analizó como una serie sencilla de
experimentos. Las localidades de prueba fueron Nanacamilpa,
Zotoluca y Soltepec, en el estado de Tlaxcala durante el ciclo
primavera-verano 2007. La parcela experimental fue de 4
surcos de 3 m de longitud con una separación entre surcos de
0.3 m. Las variables evaluadas fueron: días a floración (DF)
y madurez (DM), altura de planta (AP), porcentaje de roya
Héctor Eduardo Villaseñor Mir et al.
During 2009 in México near of 6.7 millions of tons of
flour and white wheat were consumed, from which 4.1
millions tons corresponds to national production (SIAP,
2010), therefore 2.1 millions of tons from United States
and Canada had to be imported. National production is
mainly obtained under rainfall conditions, where Sonora,
Baja California and Guanajuato hold 75% of total. On
the other hand, 33% of wheat milling process is made
in state of Mexico and Distrito Federal, which means an
expense by freight when moving grain from production
zone to milling center, which is an important factor for
competitiveness of national wheat supply chain (Fuente,
2008). Therefore a solution to improve profitability and
lack of supply at national level is to produce this grain in
regions near to milling center. This requires that producer
from High Valleys of Mexico offer wheat in quantity and
quality required by the industry.
It is important to mention that part of wheat (flour or white)
yield in rainfall regions, is due its tolerance to yellow rust
(Pucccinia striiformis f. sp. tritici), leaf rust (P. triticina)
and complex of foliar diseases caused by Septoria sp.,
Cochleobolus sativum and Phyrenophora tritici-repentis,
therefore the aim of this research was to analyze the effect
of four fungicides on agronomical and phytopathological
variables in two wheat commercial varieties under rainfall
conditions.
The genetic material used were varieties Tlaxcala
F2000 (flour wheat) and Gema C2004 (white wheat).
A randomized block experimental design with three
repetitions in a treatment arrangement of split plots was
used, where large plot were treatments with fungicide (two
applications of Tilt®, Folicur®, Sportak® and Opus®) and
without fungicide, and small plots were the varieties; the
essay was analyzed as simple series of experiments. Test
localities were Nanacamilpa, Zotoluca and Soltepec, in
the state of Tlaxcala during 2007 spring-summer cycle.
Experimental plot was from 4 furrows of 3 m length
with separation between furrows of 0.3 m. The assessed
variables were: days to flowering (DF) and to maturity
(DM), plant height (AP), percentage of yellow rust in
foliage (RAF) and in ear (RAE), incidence and severity
of complex of foliar diseases (variables measured only
in Nanacamilpa and Zotoluca), and grain yield (REND).
For the case of reading of foliar diseases a two-digits scale
was used (Saari and Prescott, 1975) that was transformed
into percentage (%) of damaged foliar area (AFD) by the
formula: (%) AFD= ((D1/9) x (D2/9) x 100) proposed by
Control químico de las enfermedades: una alternativa para la producción de trigo de temporal en Tlaxcala
amarilla en el follaje (RAF) y en la espiga (RAE), incidencia
y severidad del complejo de enfermedades foliares (variables
medidas sólo en Nanacamilpa y Zotoluca) y rendimiento de
grano (REND). Para el caso de la lectura de las enfermedades
foliares se utilizó la escala de dos dígitos (Saari and Prescott,
1975) que se transformó a porcentaje (%) del área foliar
dañada (AFD) mediante la fórmula: (%) AFD= ((D1/9)
x (D2/9) x 100) propuesta por Duveiller et al. (2005), en
donde la incidencia D1 (primer digito) indica el progreso
de la enfermedad en la altura de la planta y la severidad D2
(segundo digito) es el área foliar enferma.
Se observaron diferencias significativas entre localidades
para la mayoría de las variables evaluadas con excepción de
RAE. Entre fungicidas se observaron diferencias para DM,
RAF, RAE, AFD y rendimiento de grano. Entre variedades
se observaron diferencias para DF, DM, AP y rendimiento
(Cuadro 1). Lo anterior indica el contraste de las condiciones
ambientales de las localidades de prueba, que los fungicidas
tienen diferente efecto sobre el control de las enfermedades
que incidieron y que las variedades fueron diferentes en su
comportamiento agronómico.
597
Duveiller et al. (2005), where incidence D1 (first digit)
indicates progress of disease in plant height and the severity
D2 (second digit) is foliar area with disease.
There were significant differences between localities for
most of assessed variables, except RAE. Between fungicides
there were differences for DM, RAF, RAE, AFD and grain
yield. Between varieties there were differences for DF, DM,
AP and yield (Table 1). This is a consequence of contrasting
ambient conditions in test localities, since fungicides have
different effect on control diseases and that varieties were
different in their agronomical behavior.
In Figure 1 is shown grain yield in genotypes, where is seen
that in Nanacamilpa it is achieved greatest productivity due
rain precipitation during crop cycle was higher (640 mm)
than in Soltepec (460 mm) and Zotoluca (396 mm). Variety
Tlaxcala F2000 also overcame to Gema C2004 in the three
localities from 9 to 42%, due the first one was made for
rainfall crops in High Valleys of Mexico, while the second
one was released for rainfall crops in Bajío. The reason to
assess Gema C2004 in this study is because in the results of
Cuadro 1. Cuadrados medios del análisis de varianza de variables agronómicas y fitopatológicas de genotipos de trigo
harinero y cristalino evaluadas bajo condiciones de temporal. Primavera-verano 2007.
Table 1. Square means of analysis of variance for agronomical and phytopathological variables of genotypes of flour and
white wheat assessed under rainfall conditions. Spring-summer 2007.
FV
Localidad
Repetición (L)
Fungicida (F)
L*F
R*F(L)
Variedad
L*V
V*F
L*V*F
Error
Media
CV
GL
2
6
4
8
24
1
2
4
8
30
DF
478.6**
10.0
0.23ns
0.28ns
1.4
513.6**
43.4**
0.6ns
1.2ns
1.5
67.4
1.8
DM
3072.2**
0.53
60.2**
6.9**
1.3
864.9**
11.4**
1.7ns
0.82ns
1.3
130.5
0.9
AP
1914.8**
1.2
1.3ns
2.5ns
3.1
1596.0**
60.0**
0.76ns
0.82ns
2.9
83.2
2
RAF
301.1**
9.4
1436.1**
21.9ns
4.5
2.5ns
13.3ns
9.4ns
16.1ns
8.6
13.6
21.5
RAE
0.27ns
3.6
1067.7**
0.27ns
3.6
4.4ns
1.9ns
4.4ns
1.9ns
4.4
24.9
8.4
AFD§
5121.1**
14.6
1617.4**
320.3**
14.6
15.8ns
56.1ns
8.7ns
9.8ns
5.1
26.3
8.6
REND
31967151.3**
93714.2
1477529.2**
445563.7**
50926.9
7935840.2**
699538.8**
42611.3ns
58186.1ns
50442
2720.1
8.2
CV= coeficiente de variación; GL= grados de libertad; DF= días a floración; DM= días a madurez; AP = altura de planta; RAF= roya amarilla en el follaje; RAE= roya
amarilla en la espiga; §AFD= área foliar dañada (variable medida en Nanacamilpa y Zotoluca); REND= rendimiento de grano; ns= no significativo; ** y * = significativo
con p≤ 0.01 y p≤0.05, respectivamente.
En la Figura 1 se presenta el rendimiento de grano en los
genotipos, en donde se percibe que en Nanacamilpa se logró
la mayor productividad debido a que la precipitación durante
researches made during 2006 rainfall cycle in High Valleys
showed that Durum variety had greatest yield and had good
tolerance to diseases.
En el Cuadro 2 se presenta la comparación de medias
entre funguicidas, en donde se observa que su aplicación
disminuyó significativamente la incidencia de la roya
amarilla en el follaje y espiga, lo que se ref lejó en
incrementos en el rendimiento desde 430 hasta 790 kg ha-1.
La mayor incidencia de roya amarilla se asoció con pérdidas
en rendimiento de hasta 26%, información que confirma lo
reportado por Rodríguez et al. (2004). El fungicida Sportak®
superó estadísticamente a los otros tres productos evaluados,
además de que mostró mejor control sobre el complejo de
enfermedades foliares (Figura 2).
4.5
a
4.0
Rendimiento (t ha-1)
el ciclo de cultivo fue mayor (640 mm) que en Soltepec
(460 mm) y Zotoluca (396 mm). También se analizó que
la variedad Tlaxcala F2000 en las tres localidades superó a
la variedad Gema C2004 desde 9% hasta 42%, lo anterior
debido a que la primera se generó para siembras de temporal
en los Valles Altos de México, mientras que Gema C2004
se liberó para siembras de riego en El Bajío. La causa de la
evaluación de Gema C2004 en el presente ensayo, se debe
a que resultados de investigaciones realizadas durante
el temporal de 2006 en Valles Altos indicaron que fue la
variedad de trigo macarronero con mayor rendimiento y
mostró buena tolerancia a las enfermedades.
b
3.5
a
3.0
2.5
a
2.0
b
a
b
b
1.5
1.0
Tlaxcala Gema Tlaxcala Gema Tlaxcala Gema Tlaxcala Gema
F2000 C2004 F2000 C2004 F2000 C2004 F2000 C2004
Nanacamilpa
Soltepec
Zotoluca
General
Figura 1. Comportamiento del rendimiento de las variedades
evaluadas por localidad y por los tres ambientes (en
general) de temporal. Primavera-verano, 2007.
Figure 1. Yield behavior of assessed variables per locality
and the three environments (in general) of rainfall.
Spring-summer, 2007.
In Table 2 is shown comparison of means between
fungicides, where is seen that their application significantly
decreased incidence of yellow rust in foils and ears,
resulting in increased yields from 430 up to 790 kg ha-1.
The greatest yellow rust incidence was associated with
losses in yield of up to 26%, information that coincides with
Cuadro 2. Comparación de medias de las variables agronómicas y fitopatológicas de los fungicidas evaluados. Primaveraverano, 2007.
Table 2. Comparison of means for agronomical and phytopathological variables of assessed fungicides. Spring-summer, 2007.
Fungicida
Sportak
Folicur®
Tilt®
Opus®
SF
DMS
®
DF
67.3a
67.6a
67.5a
67.3a
67.4a
1.2
DM
132.3a
131.4a
130.9b
130.6b
127.5c
1.1
AP
83.4a
83.2a
83.7a
83.2a
82.9a
1.6
RAF
9.7b
7.8c
11.1b
10.0b
29.4a
2.7
RAE
5b
5b
5b
5b
22.2a
2
REND
3069a
2814b
2736b
2706b
2276c
212
DF= días a floración; DM= días a madurez; AP= altura de planta (cm); RAF= roya amarilla en el follaje (%); RAE= roya amarilla en la espiga (%); REND= rendimiento
(kg ha-1); SF= sin fungicida; DMS= diferencia mínima significativa.
El fungicida que presentó el mejor control sobre el complejo
de enfermedades foliares fue Sportak®, lo cual se asoció
con los valores más altos de rendimiento; mientras que
Tilt ®, Folicur ® y Opus ® controlaron diferencialmente
las enfermedades foliares; sin embargo, no se reflejó
en el rendimiento, ya que estos últimos tres productos
presentaron efectos estadísticamente semejantes (Figura
2). En el caso del tratamiento sin fungicida se presentaron
los valores mayores para porcentaje del área foliar dañada
reported by Rodríguez et al. (2004). Sportak® fungicide
statistically overcame to other three assessed products,
also showed better control on complex of foliar diseases
(Figure 2).
The fungicide that showed better control on complex of
foliar diseases was Sportak®, which was associated with
highest yield values; while Tilt®, Folicur® and Opus®
controlled differentially foliar diseases; however, it did
Control químico de las enfermedades: una alternativa para la producción de trigo de temporal en Tlaxcala
Mediante la aplicación del fungicida Sportak® se logró el
mayor rendimiento de grano favoreciéndose en promedio
26.5 y 29.4%, cuando incidió roya amarilla y enfermedades
foliares, respectivamente, y se determina que la aplicación de
fungicida es una práctica cultural rentable que evita pérdidas
en el rendimiento de trigo de temporal.
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México. p. 47.
45
AFD
Rendimiento
40
35
4.0
3.5
3.0
Rendimiento (t ha-1)
La variedad de trigo harinero Tlaxcala F2000 superó en
rendimiento de grano, en las tres localidades, a la variedad
de trigo cristalino Gema C2004, debido a que dicha
variedad de trigo harinero fue liberada y recomendada para
su cultivo bajo condiciones de temporal, donde expresa su
potencial productivo, superando a los mejores testigos bajo
condiciones favorables, intermedios y críticos (Villaseñor
et al., 2000).
not affected yield, since these last three products showed
statistically similar effects (Figure 2). In the case of
treatment without fungicide there were higher values for
percentage of damaged foliar area and therefore reductions
in grain yield of up to 29.4%, compared to treatment with
Sportak®. Such percentage coincides with reported by
Rodríguez-Contreras et al. (2008) who reported losses by
incidence of Septoria tritici from 16% to 36% depending
of assessed genotype.
Área foliar dañada (%)
y consecuentemente hubo reducciones en rendimiento
de grano hasta 29.4%, comparado con el tratamiento con
Sportak®. Dicho porcentaje concuerda con lo señalado
por Rodríguez-Contreras et al. (2008) quienes reportaron
pérdidas por incidencia de Septoria tritici de 16% a 36%
dependiendo del genotipo evaluado.
599
30
2.5
25
2.0
20
1.5
15
10
1.0
5
0.5
0
SF
Tilt
Folicur
Opus
Tratamiento
Sportak
0.0
Figura 2. Efecto de fungicidas sobre el complejo de
enfermedades foliares y el rendimiento, en dos
localidades de temporal primaveraverano, 2007.
DMS para rendimiento y (%) AFD= 0.29 y 2.7,
respectivamente.
Figure 2. Fungicide effect on complex of foliar diseases and
yield, in two rainfall localities spring-summer
2007. DMS for yield and (%) AFD= 0.29 and 2.7,
respectively.
The flour wheat variety Tlaxcala F2000 overcame in yield,
in the three localities, to white wheat variety Gema C2004,
due it was released and recommended for its harvest
under rainfall conditions, where has its better productive
performance, overcoming better controls under favorable,
intermediate and critical conditions (Villaseñor et al.,
2000).
By the application of fungicide Sportak® it was achieved
the greatest grain yield with an average of 26.5 and
29.4%, when there was presence of yellow rust and foliar
diseases, respectively, and it is concluded that fungicide
application is a profitable practice that avoids losses in
rainfall wheat yield.
Saari, E. E. and Prescott, J. M. 1975. A scale for appraising
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Exploración y caracterización morfológica de poblaciones de la jamaica
(Hibiscus sabdariffa L.) del estado de Guerrero, México*
Morphological exploration and characterization of roselle (Hibiscus
sabdariffa L.) populations from state of Guerrero, Mexico
Noé Alarcón-Cruz1§, Rafael Ariza Flores2, Aristeo Barrios Ayala3, David H. Noriega Cantú4 y Juan Porfirio Legaria Solano5
Departamento de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco. Km. 38.5. Chapingo, Estado de México C. P. 56230. (noealarcon1242003@
hotmail.com). 2Centro de Investigación Regional Pacífico Sur (CIRPS), INIFAP. Melchor Ocampo Núm. 7, Col. Santo Domingo Barrio Bajo, Villa de Etla, Oaxaca,
Oaxaca. C. P. 68200. ([email protected].) 3Campo Experimental Iguala- INIFAP. C. P. 40000. Carretera Tuxpan km.2.5 iguala Guerrero México. (barrios.
[email protected]) 4Campo Experimental Iguala- INIFAP. ([email protected]). 5Departamento de Fitotecnia Programa de Genética de la Universidad
Autonóma Chapingo km. 38.5. Carretera México Texcoco. Chapingo Estado de México C. P. 56230. México. ([email protected]). §Autor para correspondencia:
[email protected].
1
Resumen
Abstract
El presente estudio se realizó en las instalaciones de la
Universidad Autónoma Chapingo durante el periodo de 2007
a 2009 y tuvo como objetivo caracterizar morfológicamente
a 47 colectas de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) que
representaron a poblaciones del estado de Guerrero. En
la caracterización morfológica se evaluaron 50 variables,
mismas que se separaron en 40 cuantitativas y 10 cualitativas.
De las cuantitativas se seleccionaron 25 variables y de las
cualitativas cinco con alta significancia. En la caracterización
de datos morfológicos se utilizaron correlaciones, análisis
de correspondencia y de agrupamiento. Los caracteres
morfológicos cuantitativos que más aportaron a la
diferenciación de los genotipos de jamaica fueron: longitud
en la base del lóbulo principal de la hoja, longitud promedio
del fruto, perímetro promedio del fruto, longitud vertical de la
hoja, ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja, croma (C) de la
flor y promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro
(L). Los caracteres cualitativos que mejor ayudaron a definir
los grupos de jamaicas fueron el color visual de la hoja,
precocidad, color aparente del tallo, color de brácteas y
ausencia o presencia de glándulas melíferas que contribuyeron
de manera substancial en la separación de los grupos.
During 2007 to 2009 period this study was performed.
Taking place at facilities of Universidad Autonoma
Chapingo, the aim was to morphologically characterize
47 collections of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) that
represented populations from the state of Guerrero.
In morphological characterization 50 variables
were assessed, which were divided into 40 quantitative
and 10 qualitative variables. 25 were selected from
the quantitative ones and five with high importance from
the qualitative. For morphological data characterization
correlations, correspondence and grouping analysis
were used. The quantitative morphological characters
that most contributed to differentiation of roselle
genotypes were: width at the base of leaf’s main lobule,
average length of fruit, average fruit perimeter, leaf’s
vertical length, leaf’s left lobule angle, flower’s chroma
(C) and average leaf’s color quantified by colorimeter
(L). The qualitative characters that best helped to
define roselle groups were leaf’s visual color, earliness,
stem’s apparent color, bracts color and lack or presence
of glands, which substantially contributed to segregate
the groups.
Noé Alarcón-Cruz et al.
Palabras clave: agrupamientos, caracterización, colectas,
germoplasma.
Key words: groupings, characterization, collections,
germplasm.
Introducción
Introduction
La jamaica (Hibiscus sabdariffa L.), pertenece a la familia
de las Malvaceae y es un cultivo anual nativo de África
tropical. Actualmente, el cultivo es extensamente cosechado
en la India, Sudán, Egipto, Senegal y Tailandia por sus
agradables cálices de color rojo los cuales son usados para
hacer mermeladas, gelatinas y refrescos (Al-Wandawi et al.,
1984; Balami, 1998).
Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) belongs to Malvaceae
family and is a yearly crop from tropical Africa. Currently,
thanks to its well-known red calyxes flavor the crop is widely
harvested in India, Sudan, Egypt, Senegal and Thailand and
is used to make jam, gelatin and beverages (Al-Wandawi et
al., 1984; Balami, 1998).
Por otra parte, extractos de sépalos y semillas de jamaica
en agua y aceite presentan una alta capacidad antioxidante,
los cuales pueden proteger a las células contra los daños
ocasionados por los radicales libres (Pin-Der y Gow-Chin,
1997). Recientemente, el aceite extraído de semillas de
la planta ha demostrado tener un efecto inhibitorio sobre
algunas bacterias y hongos in vitro. Además, el extracto
que procede de los sépalos en el cultivo de jamaica puede
tener un efecto considerable sobre la reducción de la
presión arterial (Haji Faraji y Haji, 1999). En Egipto,
Hibiscus sabdariffa L., es importante porque tiene uso
farmacéutico, alimenticio e industrial (cosméticos) (Omer
et al., 1997). Como resultado de la importancia de Hibiscus
sabdariffa L., a nivel internacional, el área de cultivo se está
incrementando en México de manera gradual con fines de
utilización y exportación. En 2008 Guerrero obtuvo una
producción de 1 603.19 t de jamaica y a partir de ese año a
2010 la producción se ha incrementado a 3 792.71 t; cuyo
incremento porcentual representa 42.27% de la producción
estatal (Anónimo, 2008, 2010). El objetivo de este estudio
fue la caracterización morfológica en Hibiscus sabdariffa L.,
debido a que se buscó evaluar la variación para un número
de caracteres morfológicos en 47 colectas de jamaica, a
través del estudio de parámetros morfológicos, mismos que
contribuyen al rendimiento de las plantas.
En caracterización morfológica se estudiaron 47 materiales
de Hibiscus sabdariffa L., colectados en regiones tropicales y
subtropicales del estado de Guerrero, en un rango de altura de
0- 1200 m. Los municipios muestreados fueron Tecoanapa,
Acapulco, Ometepec, Tlapa, El Ocotito, Atoyac de Álvarez,
Iguala, Chilpancingo y Arcelia. El experimento se estableció
en instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo
(UACH) bajo condiciones de invernadero rústico sin
On the other hand, sepals extracts and roselle seeds in water
and oil have a high antioxidant capacity, that can protect
cells against damage by free radicals (Pin-Der and GowChin, 1997). Recently, oil extracted from plant’s seeds had
proven inhibiting effect against some bacteria and fungi
in vitro. Also, the extract that comes from sepals in roselle
crop can have an important beneficial effect on blood
pressure (Haji Faraji and Haji, 1999). In Egypt, Hibiscus
sabdariffa L., outstands thanks to its pharmaceutical, food
and industrial (cosmetics) use (Omer et al., 1997). As result
of Hibiscus sabdariffa L., importance at international level,
the crop area is gradually increasing in Mexico with export
and usage means.
During 2008 in Guerrero production yield was of 1
603.19 t of roselle and from that point to 2010 production
has increased to 3 792.71 t; this means for increase
in production of 42.27% (Anonimous, 2008, 2010).
The aim of this study was to obtain the morphological
characterization in Hibiscus sabdariffa L., due assessment
variation for a given number of morphological characters
in 47 collections of roselle, through study of morphological
parameters that contribute to plant’s yield.
In the morphological characterization, 47 materials of
Hibiscus sabdariffa L., collected in tropical and subtropical regions from state of Guerrero, at height range
from 0 to 1200 m, were studied. The samples came from the
municipalities Tecoanapa, Acapulco, Ometepec, Tlapa,
El Ocotito, Atoyac de Álvarez, Iguala, Chilpancingo
and Arcelia. The experiment was performed at facilities
of Universidad Autónoma Chapingo (UACH) under
rustic greenhouse conditions without heating and with
glass cover during January-October 2008 period. The
university is located in the state of Mexico, between
Exploración y caracterización morfológica de poblaciones de la jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) del estado de Guerrero, México
calefacción y con cubierta de cristal en el periodo de enerooctubre del 2008. La universidad se localiza en el Estado
de México, entre las coordenadas 19° 29´34.61” latitud
norte, 98° 53´06.93” longitud oeste, a 2 254 msnm. La zona
presenta un clima templado subhúmedo. La temperatura
media oscila entre 22 y 28 °C. El clima se clasifica como C
Wo w b (y) g García (1988).
El experimento empezó con el establecimiento del
semillero, en el cual se utilizó como sustrato el ‘cosmo
peat’. El número de semillas que se colocaron por
compartimiento fueron 2, a una profundidad no mayor de
5 mm en cada charola; al término del día 4 el proceso de
germinación comenzó en la mayoría de las colectas. Las
plántulas permanecieron en el semillero por un periodo de
2 meses hasta su transplante en bolsas de plástico negras de
30 x 30 cm utilizando como sustrato una combinación de
tezontle, lana de roca, fibra de coco y dos sustratos turbas
que reciben los nombres comerciales de ‘cosmo peat’ y
‘promix’, asignando 2 plantas por bolsa.
El número total de plantas por colectas fueron 20, dando
un total de 940 plantas distribuidas uniformemente en 470
bolsas negras de 30 x 30.
Para el diseño experimental y variables evaluadas en
la caracterización morfológica se utilizó un diseño
completamente al azar en el que se empleó como unidad
experimental una planta. Las variables de respuesta fueron
el rendimiento y las características morfológicas de las
colectas. Se evaluó un sólo tratamiento, debido a que era
necesario mantener las condiciones homogéneas en las
unidades experimentales.
Variables evaluadas
La fase metodológica del proyecto incluyó la exploración
física y ecogeográfica para la identificación de los recursos
fitogenéticos de interés de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.).
La estrategia de exploración consistió en la identificación
y muestreo de las plantas, basándose en requerimientos
agroecológicos de la especie como son clima, suelo,
pendiente y altitud; así como en la lista de localidades
descritas como productoras de jamaica en el estado de
Guerrero (Anónimo, 2006). Los criterios de selección de
las plantas fueron: a) que los especímenes provinieran de
plantas y sitios diferentes además de encontrarse en estado
productivo y aparentemente sanas; b) el número de plantas
a las que se les tomó la muestra presentó una variación
603
coordinates 19° 29´34.61” north latitude, 98° 53´06.93”
west longitude, at 2 254 masl. The zone has sub humid
temperate climate. The average temperature varies
between 22 and 28 °C. Weather is classified like C Wo w
b (y) g García (1988).
The experiment started with settling of seedbed, in which
‘cosmo peat’ was used like substrate. Two seed were used
per tray’s division, at a deep no longer than 5 mm in each
tray; at the end of day 4 germination process started in
most of collections. The shoots were kept in the seedbed
during 2 months before transplanting them to 30 x 30 cm
black plastic bags using like substrate a mixture of tezontle,
rockwool, coconut fiber and two peat moss substrates
known by their brand name as ‘cosmo peat’ and ‘promix’,
placing two plant per bag.
Total amount of plants per collection were 20, with a total
of 940 plants evenly distributed in 470 black plastic 30 x
30cm bags.
For the experimental design and assessed variables in
morphological characterization a completely random design
was used with one plant as experimental unit. The response
variables were yield and collections’ morphological
characteristics. One single treatment was assessed, due
it was required to keep homogeneous conditions in the
experimental units.
Evaluated variables
The methodology process of the project included physical
and ecological-geographical exploration for identification
of roselle’s (Hibiscus sabdariffa L.) phytogenetic
resources of interest. The exploration strategy was
identification and sampling of plants, based on specie’s
agricultural ecological requirements like climate, soil,
slope, and height; as well as localities defined like roselleharvested in the state of Guerrero (Anonimous, 2006).
The selection criteria for plants were: a) that specimens
came from different plants and localities and also that be
in production phase and with apparently health; b) the
number of plants to which sample was taken varied from
2 to 15 plants per accession; and c) simultaneously the
variables corresponding to geographical location like
slope and height were taken with Model 2000 GPS system,
association with type of vegetation or species of agronomic
interest, soil color and stony index in place of sampling,
such information is recorded in the log data.
de 2 a 15 plantas por accesión; y c) en forma simultánea
se tomaron las variables correspondientes a la ubicación
geográfica con la ayuda de un GPS Modelo 2000, como
pendiente, altitud, asociación con tipo de vegetación o
especies de interés agronómico, color del suelo e índice de
pedregosidad en el lugar de la muestra, dicha información
se encuentra registrada en los datos de pasaporte.
De cada planta se colectó un mínimo de 10 frutos. Los frutos
cosechados se envolvieron en bolsas de papel y se trasladaron
a las instalaciones de la UACH, para su almacenamiento por
un lapso de 3 meses hasta que alcanzaron el punto adecuado
de madurez.
Los características estructurales de la planta tomados en
cuenta fueron: altura de planta, se midió desde la base del
tallo hasta el meristemo apical considerando que la planta
ya había culminado su desarrollo hasta su estado adulto y
se encontraba en etapa productiva; la cobertura foliar se
midió tomando en cuenta las longitudes mayor y menor de
las zonas de goteo de cada ejemplar. El diámetro basal se
midió considerando la parte más baja del tallo que presentaba
contacto directo con el sustrato. El criterio utilizado para
medir el diámetro basal medio, se basó en el hecho de que
no todas las colectas presentaban el mismo porte, por lo
tanto, una vez que dichos especímenes se encontraban en
su estado adulto, se procedió a tomar datos de altura de la
planta y dividirla entre dos para obtener la altura media.
Simultáneamente a lo anterior se tomó datos de número de
flores, número de ramas, ausencia o presencia de glándulas,
precocidad, color visible de hojas, flores y frutos. Para
evaluar características de las hojas, de cada colecta se
seleccionó al azar 5 de ellas fisiológicamente maduras y a
diferentes niveles de ubicación en la planta.
En cuanto el análisis de la parte reproductiva de la planta,
se consideraron los cálices y las semillas debido a que son
las principales partes aprovechables. Se tomó el peso del
fruto así como datos de longitud y diámetro promedio con la
ayuda de un vernier y una balanza granataria. Cabe resaltar
que para el muestreo se realizó una selección de 10 frutos en
todos los individuos de las 47 colectas. Éstos se separaron
y se midieron en fresco tomando los datos anteriormente
mencionados.
Las características cualitativas evaluadas fueron: a) color
visual de la hoja; b) color de pecíolo; c) color aparente del
tallo; d) color de brácteas; e) color de flor; f) precocidad;
g) ausencia o presencia de glándulas melíferas; h) color
From each plant at least 10 fruits were collected. The
harvested fruits were wrapped in paper bags and moved to
UACH facilities, for storing during 3 months until they reach
suitable mature state.
The taken plant’s structural characteristics were: plant height,
measured from stem base to apical meristem considering
that the plant has finished its development to adult state and
found in productive stage; foliar cover was measured taking
into account the longer and shortest lengths of drip zones of
each sample. Basal diameter was measured considering the
stem’s lowest portion that had direct contact with substrate.
The used criteria to measure average basal diameter was based
in the fact that not all collections had same size, therefore, once
they were adults height was measured and divided by two to
obtain average height.
Also, at the same time, data like number of flowers, number
of branches, presence or lack of gland, earliness, visible
color of leaves, flowers and fruits. To evaluate leaves
characteristics, from each collection 5 were selected at
random which were physiologically mature and at different
plant locations were taken.
As for analysis of plant reproduction system, calyxes and
seed were considered due they are the most used parts. Fruit
weight was measured as well as average length and diameter
using vernier scale and top loading balance. It is worth to
mention that for sampling a selection of 10 fruits were used
from each one of the 47 collections. These were separated
and measured in fresh.
The qualitative characteristics assessed were: a) leaf visual
color; b) petiole color; c) stem apparent color; d) bracts color;
e) flower color; f) earliness; g) lack or presence of glands; h)
visual apparent color visual of fruit; and i) total defoliation at 6
months. To set values a comparison between all collections was
made and with experience on continuous contact with materials
scales for all phenotypical qualitative variables were set. The
measured quantitative characters were: number of branches,
number of fruits, number of bracts, lobules and color averages
for leaf, stem, flower and fruit, as well as measurements of
foliar area, angles, heights, weights, diameters and lengths.
Statistical analysis of morphological markers
With the aim of statistically analyze morphological
characters database was developed in Excel and then the
variables were discriminated in quantitative and qualitative,
605
visual del fruto aparente; e i) defoliación total a los 6 meses.
Para establecer los valores se realizó una comparación
entre todas las colectas y con experiencia del contacto
continuo entre los materiales se establecieron escalas para
todas las variables fenotípicas cualitativas. Los caracteres
cuantitativos medidos fueron: número de ramas, número
de frutos, número de brácteas, lóbulos y los promedios de
color de hoja, tallo, flor y fruto, así como mediciones de
área foliar, ángulos, alturas, pesos, diámetros y longitudes.
resulting in 40 and 10 respectively. With these variables
independent statistical analysis was made using Statistical
Analysis System, SAS (2004) version 9 using the following
procedures: for selection of quantitative variables with high
significance the principle of forward progressive regression
was used and with the selected and standardized variables
the number of collection groups was defined by graphic
representation of grouping cubic analysis and use of square
Euclidian distances.
Análisis estadísticos de marcadores morfológicos
With qualitative variables a second analysis was performed, in
which groups were defined based on correspondence analysis
to detect phenotypical relationships between collections and
also infer the characteristics that define groups’ formation.
Con el propósito de analizar estadísticamente los caracteres
morfológicos, se realizó una base de datos en Excel y
posteriormente se separaron las variables en cuantitativas
y cualitativas siendo 40 y 10, respectivamente. Con las
variables morfológicas cuantitativas y cualitativas se
procedió a realizar análisis estadísticos independientes
con el programa Statistical Analysis System, SAS (2004)
versión 9 utilizando los procedimientos siguientes: para la
selección de las variables cuantitativas con alta significancia
se utilizó el principio de una regresión progresiva hacia
adelante llamado Forward y con las variables seleccionadas
y estandarizadas se determinó del número de grupos de
colectas a través de la representación gráfica de un análisis
cúbico de agrupamientos y el uso de distancias euclidianas
cuadradas.
Con las variables cualitativas se realizó un segundo análisis,
en donde los agrupamientos estuvieron determinados
en base a un análisis de correspondencia para detectar
relaciones fenotípicas entre las colectas y así mismo inferir
que características determinaron la formación de grupos.
En la caracterización morfológica la selección de las
variables cuantitativas altamente significativas se utilizó el
principio de una regresión progresiva hacia delante con la
instrucción Forward con un nivel de significancia de 0.04
y 0.01 y de la cual se obtuvieron las siguientes variables
altamente significativas (Cuadro 1).
Una vez realizada la selección de las variables altamente
significativas, éstas se utilizaron para el realizar el análisis
cúbico de agrupamientos y determinar el número de grupos
formados, siendo 4 para los caracteres morfológicos
cuantitativos y dicho agrupamiento fue corroborado por el
análisis de conglomerado de la varianza mínima de WARD
correspondientes a las variables morfológicas cuantitativas
seleccionadas (Cuadro 2).
In the morphological characterization the selection of
highly significant quantitative variables the principle of
forward progressive regression was used at a significance
level of 0.04 and 0.01 and from which the following highly
significant variables were obtained (Table 1).
Once the highly significant variables selection is made,
they were used to make cubic groups analysis and define
the number of created groups, being 4 for quantitative
morphological characters and such grouping was verified
by conglomerate of minimum variance analysis WARD
corresponding to selected morphological quantitative
variables (Table 2).
To define number of groups canonical discriminant analysis
was performed. It allowed to define the characteristics
that better contribute to discriminate or separate groups
(Figure 1).
In dendrogram of Figure 2 it is observed the formation of
four groups that keep a relationship according to grouping
cubic analysis. The height of cut is at 0.100.
Group I is divided in two sub-groups. The first sub-group is
comprised by collections 10T, 15C, 19T, 1C, 11C, 16C, 11T,
28C, 12C, 22T, 20C, 27C, 9C, 30T, JC, 1T, 28T, 31T, 20T,
27T, 25C, 26T and 24T. In this sub-group the collections
11T and 28C are separated by a distance of 0.001 being the
shortest distance observed in the dendrogram.
The second sub-group was constituted by collections:
14T, 7C, 15T, 29T, 21T and 23T. Which were separated
a distance of 0.075. Group II is comprised only by
collection 9T, separating from group I at a distance of
Cuadro 1. Selección de variables por el método de Forward.
Table 1. Variables selection by Forward method.
Número de variables
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Método de Forward
X47
X48
X50
X49
X25
X38
X42
X43
X46
X44
X2
X14
X3
X33
X31
X28
X41
X4
X39
X40
X21
X7
X1
X9
X34
Carácter medido
Ancho en la base del lóbulo principal de la hoja
Ángulo en la base del pecíolo
Longitud promedio del fruto
Perímetro promedio del fruto
Promedio de color de fruto cuantificado con colorímetro (L)
Promedio de color de flor cuantificado con colorímetro (a)
Perímetro de la hoja
Longitud vertical de la hoja
Ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja
Longitud horizontal de la hoja
Número de ramas
Numero de brácteas
Número de frutos
Color del tallo en la parte media de la planta cuantificado con colorímetro(L)
Color de tallo en la base cuantificado con colorímetro (b)
Croma C de fruto
Área de la hoja
Número de flores
Promedio de color de flor cuantificado con colorímetro (b)
Croma C de la flor
Promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro (L)
Número de lóbulos en hojas por planta
Altura de planta
Longitud de pecíolo
Color del tallo en la parte media de la planta cuantificado con colorímetro(a)
Cuadro 2. Análisis de conglomerado de la varianza mínima de WARD correspondientes a las variables morfológicas
cuantitativas seleccionadas.
Table 2. Conglomerate of minimum variance analysis WARD corresponding to selected morphological quantitative
variables.
Conglomerados
Valor propio
Diferencia
Proporción
Proporción acumulada
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
5.74
4.81
2.87
2.15
1.99
1.41
1.26
0.98
0.81
0.63
0.60
0.42
0.36
0.23
0.21
0.17
0.14
0.93
1.94
0.73
0.16
0.58
0.15
0.29
0.17
0.18
0.02
0.18
0.06
0.13
0.03
0.04
0.03
0.05
0.23
0.19
0.12
0.09
0.08
0.06
0.05
0.04
0.03
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.23
0.42
0.54
0.62
0.70
0.76
0.81
0.85
0.88
0.91
0.93
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
0.99
Se han estandarizado los datos en la media 0 y varianza 1. Desviación estándar de la muestra total cuadrática media= 7.07.
1
607
Cuadro 2. Análisis de conglomerado de la varianza mínima de WARD correspondientes a las variables morfológicas
cuantitativas seleccionadas (Continuación).
Table 2. Conglomerate of minimum variance analysis WARD corresponding to selected morphological quantitative
variables (Continuation).
Conglomerados
18
19
20
21
22
23
24
25
Valor propio
0.10
0.04
0.03
0.02
0.02
0.00
0.00
0.00
Diferencia
0.06
0.01
0.00
0.01
0.02
0.00
0.00
Proporción
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Se han estandarizado los datos en la media 0 y varianza 1. Desviación estándar de la muestra total cuadrática media= 7.07.
1
Para determinar el número de grupos se realizó un
análisis discriminante canónico. El análisis discriminante
canónico permitió determinar las características que mejor
contribuyeron a la separación de los grupos (Figura 1).
VD2
10000000
Croma C de la flor
Promedio de color de hoja cuantificado con
colorímetro (L) (claros)
8000000
4000000
-2000000
-4000000
-4000000
Grande longitud en la base del lóbulo principal
Longitud del fruto grande
Perímetro promedio del fruto grande
Gran longitud vertical de la hoja
Ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja grande
Pequeña longitud en la base del lóbulo principal
Longitud del fruto pequeño
Perímetro promedio del fruto pequeño
Pequeña longitud vertical de la hoja
Pequeño ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja
6000000
0
0.135. Group III was comprised by collections: 13T, 16T,
19C, 36T, 37T, 4T, 5T, 29C, TEX, 3T, 32T, 33T, 34T, 38T,
35T and 39T. This group is linked to group IV at a distance
of 0.130. The fourth group is constituted by collection 7T.
TRAZADO DE VD2*VD1SJAMAICA. EL SIMBOLO USADO ES ’. ’.
. 9T
2000000
Proporción acumulada
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
3 3T
1 312C5T
37T . 32 T
22T164T
39T T
Croma C de la flor
Promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro (L)
(mas oscuros)
15T
7T
. 14T
2831TJC
27T . 30T
TE23TC9
-2000000
0
2000000
VD1
4000000
6000000
8000000
Figura 1. Ubicación espacial de los cuatro grupos de colectas de jamaica con sus variables discriminantes 1y 2 (VD1 y VD2).
Figure 1. Spatial location of four groups of roselle collections with its discriminant variables 1 and 2 (VD1 and VD2).
En el dendrograma de la Figura 2 se observa la formación de
cuatro grupos que mantienen una relación según el análisis
cúbico de agrupamiento. La altura de corte se presenta a 0.100.
El grupo I se divide en dos subgrupos. El primer subgrupo está
conformado por las colectas 10T, 15C, 19T, 1C, 11C, 16C, 11T,
28C, 12C, 22T, 20C, 27C,9C, 30T, JC, 1T, 28T, 31T, 20T, 27T,
25C, 26T y 24T. En este subgrupo se encuentran las colectas
11T y 28C separadas a una distancia de 0.001, siendo esta la
menor distancia que se observa en el dendrograma.
Thanks to their phenotypical characteristics, 7T and 9T belong
to the most important collections that are totally apart from main
groups. Collection 7T has very colorful fruits and lacks of glands,
while 9T is very late, has white color fruits and has glands.
For morphological characterization, also were included
qualitative variables X8, X17, X12, X15 and X18 that
symbolize leaf visual color, earliness, stem’s apparent
color, bracts color and lack or presence of glands, which
substantially contributed to groups’ differentiation.
Entre las colectas más importantes que se separan totalmente de
los grupos principales debido a sus características fenotípicas
fueron las 7T y 9T. La colecta 7T presenta frutos muy coloridos
y carece de glándulas melíferas, mientras que 9T es muy tardía,
tiene frutos de color blanco y presenta glándulas melíferas.
Para la caracterización morfológica también se incluyeron
las variables cualitativas X8, X17, X12, X15 y X18 que
simbolizan al color visual de la hoja, precocidad, color
aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o presencia
de glándulas melíferas, mismas que contribuyeron de manera
substancial en la separación de los grupos.
Conclusiones
La variables morfológicas permitieron diferenciar a los
genotipos de jamaica divido a la alta variabilidad de los
materiales de Hibiscus sabdariffa L. Los agrupamientos de
genotipos, resultado de la caracterización morfológica fueron
4 grupos diferentes y los caracteres morfológicos cuantitativos
que más aportaron a la diferenciación fueron: ancho en la base
del lóbulo principal de la hoja, longitud promedio del fruto,
perímetro promedio del fruto, longitud vertical de la hoja,
ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja, croma (C) de la flor y
promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro (L).
Los caracteres cualitativos que mejor ayudaron a definir los
grupos de jamaicas fueron color visual de la hoja, precocidad,
color aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o
presencia de glándulas melíferas.
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) y al
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT)
por la oportunidad para realizar los estudios de posgrado
del primer autor.
0.20
0.15
R2 semi parcial
El segundo subgrupo lo formaron las colectas: 14T, 7C, 15T,
29T, 21T y 23T. Mismas que se separaron a una distancia
de 0.075. El grupo II lo conformó sólo la colecta 9T,
separándose del grupo uno a una distancia de 0.135. El grupo
III estuvo conformado por las colectas: 13T, 16T, 19C, 36T,
37T, 4T, 5T, 29C, TEX, 3T, 32T, 33T, 34T, 38T, 35T y 39T.
Este grupo se encuentra unido al grupo IV a una distancia de
0.130. El cuarto grupo lo constituyó la colecta 7T.
I
0.10
II
III
IV
0.05
0.00
111 1 11 12 122 2C3 J12 32 222 2 1C1222 9 111 3345 C133 3333 3 7
05 9C16 18 220 790C1 81 07 564 47 59 131 36 967 11 2E12 3485 9 1
1 C 1 C C C1 C C 1 C C 1
1 1 1 1 C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C1 1
9X 11 1111
Colectas de jamaica
Figura 2. Dendrograma de relaciones entre las 47 colectas
de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) utilizando
distancias euclidianas al cuadrado y el método de
agrupamiento UPGMA.
Figure 2. Dendrogram of relationships between 47 collections
of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) using Euclidian
distances to square power and UPGMA grouping
method.
Conclusions
Morphological variables allowed to differentiate roselle
genotypes due high variability of Hibiscus sabdariffa
L., materials. Genotypes groupings, resulting from
morphological characterization, were 4 different groups
and the quantitative morphological characters that more
contributed to differentiation were: width at the base of leaf’s
main lobule, average length of fruit, average perimeter of fruit,
leaf’s vertical length, leaf’s left lobule angle, flower’s chroma
(C) and average leaf’s color quantified by colorimeter (L).
The qualitative characters that best helped to define roselle
groups were leaf’s visual color, earliness, stem’s apparent
color, bracts color and lack or presence of glands.
Literatura citada
Al-Wandawi, H.; Al-Shaikhaly, K. and Abdurahman, M.
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Adaptación al cambio climático y la variabilidad: algunas opciones
de respuesta para la producción agrícola en Uruguay*
Adaptation to climatic change and variability: some response
options to agricultural production in Uruguay
Agustín Giménez§ y Bruno Lanfranco
Unidad de Agroclima y Sistemas de Información (GRAS). Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA). INIA Las Brujas, Ruta 48 km 10. Canelones, Uruguay.
§
Autor para correspondencia: agimé[email protected].
Resumen
Abstract
Adaptación al cambio climático y la variabilidad: “algunas
opciones de respuesta para la producción agrícola en
Uruguay”. Como se señala en varios informes del Panel
Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC,
2007a; IPCC, 2007b), la comunidad científica internacional
expresa que el aumento en la concentración de gases de
efecto invernadero tiene como resultado cambios en la
variabilidad climática diaria, estacional, interanual y a lo
largo de decenios. La variabilidad climática y la ocurrencia
de eventos extremos (heladas, granizos, sequías) resulta
en perjuicios muy importantes para el sector agropecuario
y frecuentemente el sector requiere de varios años para
recuperarse económica y financieramente de los daños
ocasionados. La unidad de agroclima y sistemas de
información (GRAS) del Instituto Nacional de Investigación
Agropecuaria (INIA) de Uruguay en conjunto con el Banco
Mundial (BM) y la Universidad de Cornell (UC) de los
Estados Unidos de América, finalizaron en el año 2009
el proyecto “Vulnerabilidad al cambio climático en los
sistemas de producción agrícola en América Latina y el
Caribe: “desarrollo de respuestas y estrategias”, (Giménez
y Lanfranco, 2009). El objetivo de la propuesta fue formular
un plan de acción con recomendaciones para el desarrollo de
respuestas y estrategias con el fin de contribuir a una mejor
Adaptation to climatic change and variability: “some
response options to agricultural production in Uruguay”.
Like is mentioned in several reports of Intergovernmental
Panel about Climatic Change (IPCC, 2007a; IPCC,
2007b), the international scientific community express
that increase of greenhouse effect gas concentration has
extreme changes in daily, seasonal, between years and
along decades climatic variability. Climatic variability
and occurrence of extreme events (frost, hail, droughts)
results in very important damages for agricultural sector
and is very frequent that this sector requires several years to
economically and financially recover from such damages.
The Agricultural Weather and Information Systems unit
(GRAS) from National Institute of Agricultural Research
(INIA) from Uruguay together with World Bank (BM) and
Cornell University (CU) from United States of America,
ended in year 2009 the project “Vulnerability to climatic
change in agricultural production systems in Latin America
and Caribbean: development of responses and strategies”
(Giménez and Lanfranco, 2009). The aim of proposal
was to outline an action plan with recommendations
for development of responses and strategies with the
purpose to contribute with a better adaptation to climatic
variability impacts and occurrence of extreme climatic
* Recibido: abril de 2011
Agustín Giménez y Bruno Lanfranco
adaptación a los impactos de la variabilidad climática y la
ocurrencia de eventos climáticos extremos en los sistemas de
producción agrícola de Uruguay. Como resultado del trabajo,
se identificaron y priorizaron 3 opciones de respuesta:
sistema de información y soporte para la toma de decisiones;
gestión del agua; y seguros y otros instrumentos financieros
para la gestión de riesgos.
Palabras claves: adaptación, cambio climático, opciones
de respuesta, producción agrícola.
Introducción
Como se señala en varios informes del Panel Intergubernamental
sobre Cambio Climático (IPCC, 2007a, IPCC, 2007b), la
comunidad científica internacional expresa que el aumento
en la concentración de gases de efecto invernadero tiene
como resultado cambios en la variabilidad climática diaria,
estacional, interanual y a lo largo de decenios. Los informes
del IPCC también señalan que los estudios científicos sugieren
que es de esperar “cambios en la frecuencia, intensidad y
duración de fenómenos climáticos extremos”.
En un estudio regional que comprendió la zona agrícola
de Uruguay (Giménez, 2006), se compararon los desvíos
estándar de las medias y los coeficientes de variación
de las precipitaciones registradas en los periodos 19311960 y 1971-2000 para primavera (setiembre, octubre y
noviembre), verano (diciembre, enero y febrero), otoño
(marzo, abril y mayo) e invierno (junio, julio y agosto). Al
respecto se constató como en sitios del área de estudio en
Uruguay, las magnitudes de los coeficientes de variación
incrementaron en primavera y verano en los 30 años más
recientes en relación a los 30 años anteriores (Cuadro 1).
Esto estaría indicando un incremento de la variabilidad de
las precipitaciones en dichas épocas del año.
events in Uruguay’s agricultural production systems. The
outcome of the work was identification and giving priority
3 response options: system of information and support for
decision making; water management; and insurance and
other finance products for risk management.
Key words: adaptation, climatic change, response options,
agricultural production.
Introduction
Like is mentioned in several reports of Intergovernmental
Panel about Climatic Change (IPCC, 2007a; IPCC, 2007b),
the international scientific community express that increase
of greenhouse effect gas concentration has extreme changes
in daily, seasonal, between years and along decades climatic
variability. IPCC reports also conclude that scientific studies
reveal that is very feasible “to expect changes in frequency,
intensity and duration of extreme climatic phenomena”.
In a regional study that comprised Uruguay’s agricultural
zone (Giménez, 2006) standard deviations of average and
variation coefficients of rainfalls recorded in 1931-1960
and 1970-2000 periods for spring (September, October and
November), summer (December, January and February), fall
(March, April and May) and winter (June, July and August)
were compared. It was proven that magnitudes of variation
coefficients rose in spring and summer in the more recent 30
years period with regards 30 years of previous period (Table
1). This would indicate an increase of rainfall variability in
such seasons.
Also, like it is observed in Figure 1, other rainfall
precipitations occurred in four locations of the country, had
resulted incremental deviations of average after elapsing the
most recent years.
Cuadro 1. Coeficientes de variación (%) de las precipitaciones registradas en 2 periodos de análisis (1931-1960 y 1971-2000),
para las 4 estaciones del año en 3 localidades de Uruguay (Estanzuela, Mercedes y Paysandú).
Table 1. Variation coefficients (%) of rainfalls recorded in two analysis periods (1931-1960 and 1971-2000), for 4 seasons
in 3 localities from Uruguay (Estanzuela, Mercedes and Paysandú).
Estanzuela
Mercedes
Paysandú
Primavera
1931-1960
CV %
37
40
37
1971-2000
CV %
44
47
41
Verano
1931-1960
CV %
40
52
39
1971-2000
CV %
48
57
42
Otoño
1931-1960
CV %
46
49
48
1971-2000
CV %
36
45
46
Invierno
1931-1960
CV %
50
55
50
1971-2000
CV %
40
56
51
Adaptación al cambio climático y la variabilidad: algunas opciones de respuesta para la producción agrícola en Uruguay
600
SALTO
1974-1988
1989-2003
500
400
300
200
100
0
700
600
Ene-Feb-Mar Abr-May-Jun Jul-Ago-Sep Oct-Nov-Dic
COLONIA
1974-1988
1989-2003
500
400
300
200
100
0
Total Precipitación en Trimestre (mm)
700
There are rising trends of rainfalls in spring and summer
(previously mentioned) and a much generalized
increase of variability (standard deviation) in the recent
past.
Asimismo, como se observa en la Figura 1, otros análisis
de las precipitaciones ocurridas en cuatro puntos del país,
han determinado desvíos de las medias incrementales en el
transcurso de años más recientes.
613
700
MELO
1974-1988
1989-2003
600
500
400
300
200
100
0
700
600
PRADO
1974-1988
1989-2003
500
400
300
200
100
0
Figura 1. Evolución de la media y la desviación estándar de las precipitaciones trimestrales, en 4 puntos del país, en el periodo
1974 -2003 (comparación de dos períodos de 15 años), Rafael Terra, 2009. (Com. pers).
Figure 1. Evolution of average and standard deviation of quarterly rainfalls, in 4 locations of the country, in 1974 -2003 period
(comparison of two 15 years periods). (Terra, 2009. Com. pers).
Se observan las tendencias de aumento de las precipitaciones
en primavera y verano (mencionadas previamente) y un
muy generalizado aumento de la variabilidad (desviación
estándar) en el pasado más reciente.
La variabilidad climática y la ocurrencia de eventos extremos
(heladas, granizos, sequías) resulta en perjuicios muy
importantes para el sector agropecuario y frecuentemente el
sector requiere de varios años para recuperarse económica
y financieramente de los daños ocasionados. Ejemplos
recientes en Uruguay de eventos climáticos extremos son
las sequías de 1999-2000 y la de 2008-2009 donde según
estimaciones de organismos gubernamentales, las pérdidas
ocasionadas fueron de entre 200 y 250 millones de dólares
(alrededor de 1% del PBI promedio de los últimos años)
y de entre 400 y 800 millones de dólares (de 2% a 3%
aproximadamente del PBI promedio de los últimos años)
Climatic variability and occurrence of extreme events
(frost, hail, droughts) results in very important damages
for agricultural sector and is very frequent that this sector
requires several years to economically and financially
recover from such damages. Recent examples in Uruguay
are 1999-2000 and 2008-2009 droughts where according
to data from government offices, losses were in the
range between 200 and 250 million dollars (around 1%
of average PIB in the last years) and between 400 and
800 million dollars (ca. 2% to 3% of average PIB in the
last years), respectively (Barrenechea, 2009). Late frosts
occurred in October 2008, affected to 1 000 out of a total
of 2 200 vineyards installed in Uruguay, with a production
loss estimated in 30% average (40 000 tons of grape)
(Catadores, 2008). Hydric excess occurred in 2000 and
2001 years had high impact on development and yield of
winter crops (wheat and barley) provoking collapse of
(Barrenechea, 2009). Heladas tardías ocurridas en octubre
de 2008, afectaron a 1 000 de un total de 2 200 viñedos
instalados en Uruguay, con una pérdida de producción
estimada en promedio 30% (40 000 toneladas de uva),
(Catadores, 2008). Excesos hídricos, ocurridos en los años
2000 y 2001 impactaron fuertemente en el desarrollo y
rendimiento de cultivos de invierno (trigo y cebada) haciendo
colapsar sistemas de seguros agropecuario vigentes para esas
condiciones y causaron pérdidas importantes de montes de
durazneros por asfixia radicular.
En la actualidad, la mayor parte de los gobiernos y
productores agropecuarios enfrentan los eventos climáticos
adversos implementando medidas de “manejo de la crisis”
una vez ocurridos dichos eventos. En muchos casos la
implementación de este tipo de medidas para responder
a las crisis implica un costo muy elevado para el Estado y
la sociedad en su conjunto. Un enfoque más moderno para
enfrentar circunstancias climáticas adversas consiste en la
formulación e implementación de medidas anticipatorias
comúnmente denominadas estrategias de “gestión de riesgos”
(Baethgen et al., 2004). Es decir, acciones que contribuyan a
disminuir la vulnerabilidad de la de producción agropecuaria
frente a eventos climáticos adversos, permitiendo una mayor
previsión y planificación a tales fines.
Es así que la variabilidad y los eventos climáticos adversos en
Uruguay son un factor muy relevante y toda actividad y acción
dirigida a la identificación, desarrollo e implementación de
opciones de respuesta que contribuyan de alguna manera a
gestionar los riesgos que ocasionan y adaptarse a sus impactos,
resulta de fundamental importancia para el logro de buenos
resultados en las actividades agrícolas.
Opciones de respuesta identificadas para la adaptación
al cambio climático y la variabilidad
La unidad de agroclima y sistemas de información (GRAS)
del Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA)
de Uruguay en conjunto con el Banco Mundial (BM) y la
Universidad de Cornell (UC) de Los Estados Unidos de
América, finalizaron en el año 2009 el proyecto “vulnerabilidad
al cambio climático en los sistemas de producción agrícola
en América Latina y el Caribe: “desarrollo de respuestas y
estrategias” (Giménez y Lanfranco, 2009).
El objetivo de la propuesta fue formular un plan de acción
con recomendaciones para el desarrollo de respuestas y
estrategias con el fin de contribuir a una mejor adaptación a
current agricultural insurance systems for such conditions
and caused main losses of peach plantations due radicular
asphyxia.
Nowadays, most of governments and agricultural producers
face adverse climatic events implementing “crisis handling”
countermeasures once such events occur. In many cases, this
type of measures implementation in order to respond to crisis
implies a high cost for State and society together. A most
modern approach to face adverse climatic circumstances
consist in formulation and implementation of anticipatory
measures commonly known as “risk management”
strategies (Baethgen et al., 2004). In other words, actions
which contribute to diminish vulnerability of agricultural
production against adverse climatic events, allowing better
prevention and planning for such ends.
This is how variability and adverse climatic events in
Uruguay are an important factor and every action and
effort which lead to identification, development and
implementation of options of response that contribute to
risk management they create and adapt to their impacts, is
fundamental for achieving good results in agricultural sector.
Options of response identified for adaptation to climatic
change and variability
The Agricultural Weather and Information Systems unit
(GRAS) from National Institute of Agricultural Research
(INIA) from Uruguay together with World Bank (BM) and
Cornell University (CU) from United States of America,
ended in year 2009 the project “Vulnerability to climatic
change in agricultural production systems in Latin America
and Caribbean: development of responses and strategies”
(Giménez and Lanfranco, 2009).
The aim of proposal was to outline an action plan with
recommendations for development of responses and strategies
with the purpose to contribute with a better adaptation to
climatic variability impacts and occurrence of extreme
climatic events in Uruguay’s agricultural production systems.
The basic strategy for achieving the objective was making
shops with active participation of workgroups including
mainly representatives of producers associations, companies
and institutions directly involved and linked to agricultural
production activities in Uruguay, and experts in matters
of weather, climatic change and similar. Therefore, whole
process and final proposal for the resulting project’s
615
los impactos de la variabilidad climática y la ocurrencia de
eventos climáticos extremos en los sistemas de producción
agrícola de Uruguay.
action plan was the result of work and interchange of
information, experiences, opinions and additions made by
such workgroup.
La estrategia básica para el logro del objetivo fue la
realización de talleres con la participación activa de un
grupo de trabajo integrado mayormente por representantes
de asociaciones de productores, empresas e instituciones
directamente vinculadas e involucradas en las actividades
de producción agrícola en Uruguay, y especialistas en la
temática del clima y el cambio climático y relativas. De
tal manera, todo el proceso de elaboración y la propuesta
final del plan de acción resultante del proyecto, fue fruto
de la labor y del intercambio de información, experiencias,
opiniones y aportes realizados por dicho grupo de trabajo.
As result of work in shops, the group identified and further
developed eight options of response that were defined by
priority according to the punctuation shown in Table 2.
Como resultado del trabajo en los talleres, el grupo de
trabajo identificó y posteriormente se desarrollaron ocho
opciones de respuesta que fueron priorizadas de acuerdo a
la puntuación que se presenta en el Cuadro 2.
Based on the exercise of priorities definition, an action plan was
created using the best three classified options, but within which
were added most of other options. It is worth to mention that 8
options of response that emerged were considered important
by the workgroup. Ranking only set their priority sorting.
Although project was focused on agricultural production,
the results and identified proposal are inclusive, and wide
scope, and therefore they can apply to most of the sectors
and production systems in Uruguay.
Bellow is a summary of the three priority options.
Cuadro 2. Resultado de la priorización de las opciones de respuestas a los posibles impactos de la variabilidad y eventos
climáticos extremos.
Table 2. Result of prioritization of options of response to possible impacts of variability and extreme climatic events.
Opción de respuesta
Puntuación (máx.= 100)
Sistema de información para la toma de decisiones (SISTD)
Gestión del agua
Seguros agropecuarios
Apoyo a la transferencia de información y tecnologías
Estímulo a buenas prácticas agrícolas
Mejora en la predictibilidad del clima
Diseño de sistemas de producción para reducir el riesgo climático
Mejoramiento genético tradicional y uso de biotecnología
78.9
77.2
75.3
72.9
69.9
69.2
67.2
63.8
En base al ejercicio de asignación de prioridades se
elaboró un plan de acción basado en las tres opciones
mejor clasificadas, pero dentro de las cuales se
incorporaron la mayoría de las otras opciones. Es de
destacar que las 8 opciones de respuesta surgidas fueron
consideradas de importancia por el grupo de trabajo. El
ranking sólo estableció un ordenamiento de prioridad.
Information system and support for decision making
(SISTD)
Si bien el proyecto estuvo enfocado a la producción
agrícola, los resultados y propuestas identificadas son
extensas y de amplio alcance, y por lo tanto bien aplicables
a la gran mayoría de los rubros y sistemas de producción
de Uruguay.
Development of proponed system will give information and
indicators that allow the implementation of agricultural policies
towards risks reduction and that offer tools to improve decision
making process and general activities planning for sector’s
businessmen.
Settling a service that allows to give information about
agricultural-climatic and agricultural-ecological variables
important for predominant productive systems is the
proposed objective.
A continuación se presenta un resumen de las tres opciones
priorizadas.
Sistema de información y soporte para la toma de
decisiones (SISTD)
El objetivo planteado es la instalación de un servicio que
permita brindar información sobre variables agroclimáticas
y agroecológicas relevantes para los sistemas productivos
predominantes.
El desarrollo del sistema propuesto deberá brindar
información e indicadores que permitan la implementación
de políticas agropecuarias tendientes a reducir riesgos y
ofrecer al sector empresarial herramientas para mejorar
la toma de decisiones y la planificación general de sus
actividades.
Algunos de los resultados esperados son:
a) la definición de zonas agroecológicas homogéneas para
las diferentes actividades productivas. Esto se lleva a cabo
desarrollando una cartografía que considere la capacidad
de uso del suelo y la climatología, utilizando promedios
de largo plazo de temperaturas, precipitaciones, eventos
extremos, entre otros.
b) la cuantificación de la variabilidad histórica encontrada
en los resultados físicos y económicos de los diferentes
subsectores productivos. Esto permite calcular la probabilidad
de ocurrencia de diferentes desvíos de rendimientos,
incluyendo los causados por eventos climáticos extremos,
de modo de cuantificar el riesgo agroclimático.
c) la modelación de rendimientos de cultivos en los diferentes
sectores en función de variables meteorológicas y opciones
de manejo. Esto permitirá calcular el riesgo climático
asociado a una decisión particular dado un pronóstico que
necesariamente consistirá en un sesgo en la distribución
esperada de dichas variables meteorológicas.
d) monitoreo permanente de variables climáticas
(temperaturas, precipitaciones heladas, granizo) y
agronómicas (balance hídrico del suelo, estado de la
vegetación) que permita establecer sistemas de alerta
temprana (por ejemplo de sequía, de enfermedades, etc.)
para colaborar en la toma de decisiones previendo tanto
condiciones adversas como favorables en el corto y mediano
plazo.
Some of the expected results are:
a) definition of homogeneous agricultural ecological zones
for different productive activities. This is done with the
development of cartography that considers use capacity
of land and climatology, using long term averages of
temperature, rainfall, extreme events, among others.
b) quantification of historical variability found in the physical
and economical results of different productive sub-sectors.
This allows to calculate the probability of occurrence of
different deviations in yields, including the caused by extreme
climatic events, in way to quantify agricultural-climatic risk.
c) modeling of crops yield in different sectors in function
of meteorological variables and handling options. This will
allow calculation of climatic risk associated to a particular
decision given a forecast that will consist in a bias for
expected distribution of such meteorological variables.
d) permanent monitoring of climatic (temperatures, rainfall,
frosts, hails) and agricultural (soil hydric balance, vegetation
status) variables that allow to set early alert systems (i.e.,
drought, diseases) to support decision taking foreseeing as
well adverse as good conditions in short and long term.
e) elaboration of climatic and economic indicators that
work as support for settling and implementing of insurance
systems (risk quantification, climatic indexes, etc.) and other
risk managements instruments.
f) elaboration of early alert systems and monitoring of
extreme events to support official authorities for prevention
and response before emergency situations.
Water management
It is proposed the development of institutional actions in
management of hydric resources, research and development,
creation of human resources and technology transference,
with the aim to optimize water management at basin level and
promote an efficient use in the agricultural production systems.
The proposed strategies include:
a) institutional strengthening of water management. Actual
legislation states that resource management must be made
at basin level through basin commissions that could gather
the experience from meetings about irrigation. The support
617
e) la elaboración de indicadores climáticos y económicos
que operen como soporte para el establecimiento e
implementación de sistemas de seguros (cuantificación de
riesgos, índices climáticos, etc.) y otros instrumentos de
gestión de riesgos.
to public institutions with interest in hydric resources
management at national level will ease development and
assessment of models for land systemization with the
purpose to obtain irrigation and hydrological organization,
as well as its ambient and territorial planning.
f) la elaboración de sistemas de alerta temprana y de
monitoreo de eventos extremos para apoyar a las autoridades
gubernamentales para la previsión y respuesta ante
situaciones de emergencia.
b) to give advice on research and development activities
of different production systems that have supplementary
irrigation by use of technological tools which apply for the
use and management of natural resources. The experiment
information in areas of water-soil-crop, as well as
economical information, will be included in scheduling tools
and for selection of actual production systems or for designed
systems under different climatic, edaphic scenarios, and of
costs for different agricultural products.
Gestión de agua
Se plantea el desarrollo de un conjunto de acciones en el
ámbito institucional de la gestión de los recursos hídricos,
la investigación y desarrollo, la formación de recursos
humanos y la transferencia tecnológica, a los efectos de
optimizar la gestión del agua a nivel de cuenca y fomentar un
uso eficiente en los sistemas de producción agropecuarios.
Las estrategias planteadas incluyen:
a) el fortalecimiento institucional de la gestión del agua.
La legislación vigente establece que la administración del
recurso debe hacerse a nivel de cuenca a través de los comités
de cuenca que podrán recoger la experiencia de las juntas de
riego. El apoyo a instituciones públicas con competencia en la
gestión de los recursos hídricos a nivel nacional, posibilitará
el desarrollo y evaluación de modelos de sistematización
de tierra con fines de riego u ordenamiento hidrológico, así
como su planificación ambiental y territorial.
b) orientar acciones de investigación y desarrollo de
diferentes sistemas de producción que incorporen el
riego suplementario mediante el empleo de herramientas
tecnológicas aplicables para el uso y manejo de los recursos
naturales. La información experimental en las áreas de
agua-suelo-cultivo, así como la información económica,
se incorporará a herramientas de programación y para la
selección de sistemas de producción reales o diseñados bajo
diferentes escenarios climáticos, edáficos, y de precios de
los distintos productos agropecuarios.
c) fortalecer la formación especializada de recursos
humanos, tales como formación a nivel de posgrado de
recursos humanos en sistemas de información, gestión de
los recursos hídricos, manejo del agua, sistematización
de tierras y diferentes técnicas de riego. Asimismo, la
generación de instancias de capacitación permanente para
c) strengthen specialized creation of human resources, such
as creation at post-graduate level of human resources in
information systems, hydric resources management, water
management, lands systemization and different irrigation
techniques. Also, creation of permanent training entities for
the first users in the chain (freelance specialists, common land
technicians, producers’organizations and first level producers).
d) improve technology transference through creation of
technological roundtables like integrating instrument of
different stakeholders of agriculture industrial chains and
strengthening of intermediate level entities for promotion
and technology transference (producers organizations,
cooperatives, public and private institutions, among others).
Insurance and other financial instruments for risk
management
It is proposed the proper design of insurance system and
other financial instruments for risk management, like
determining factor for agricultural development, as well
as bonding element for public policies in this sector. This
coverage and climatic risk management, leads to planning
of preventive strategies and not only to react after their
occurrence.
In such sense, one of the most expected products is a greater
development of conventional agricultural insurances and
based on climatic indexes.
The agricultural insurance is a financial instrument by which
producer transfer risk of production loss to insurance entity
by an event (fire, frosts, etc.) In order to assume such risk, the
aquellos que van a ser transmisores en el primer eslabón
de la cadena (profesionales independientes, técnicos de las
cooperativas, organizaciones de productores y productores
de punta).
insurance company needs to know the magnitude estimated
by the probability of occurrence of loss. This is known as
“risk premium” (or “gross premium”), being equivalent also
to agricultural climatic risk when is from climatic origin only.
d) mejorar la transferencia de tecnología a través de la
formación de mesas tecnológicas como instrumento
integrador de los diferentes actores de las cadenas
agroindustriales y del fortalecimiento de las entidades
intermedias de difusión y transferencia de tecnología
(organizaciones de productores, cooperativas, instituciones
públicas y privadas, entre otros).
To estimate the probability of occurrence of loss in a
given crop by effect of climatic event, it must be defined
its frequency, bias from which produces loss and their
magnitude, therefore is required to have enough information.
Seguros y otros instrumentos financieros para la gestión
de riesgos
Se plantea el diseño de un adecuado sistema de seguros y
otros instrumentos financieros para la gestión de riesgos,
como un factor determinante para el desarrollo agropecuario,
así como un elemento articulador de las políticas públicas
hacia el sector. Esta lógica de cobertura y gestión del
riesgo climático, apunta a la planificación de estrategias
anticipatorias y no solamente a reaccionar ex-post a la
ocurrencia de los mismos.
En tal sentido uno de los productos esperados es un mayor
desarrollo de los seguros agrícolas convencionales y de los
basados en índices climáticos.
El seguro agrícola es un instrumento financiero por el cual
el productor transfiere el riesgo de pérdida de producción a
una entidad aseguradora por causa de un evento (incendio,
granizo, etc.). Para poder asumir ese riesgo y tarifar la
cobertura, la aseguradora necesita conocer su magnitud
que se estima por la probabilidad de ocurrencia de pérdidas.
Esto es lo que se denomina prima de riesgo (o “prima pura”),
siendo equivalente también al riesgo agroclimático cuando
es de origen climático exclusivamente.
The type and quantity of risks that can include the insurance
coverage depend on available information, as well as
climatic as of production loss per crop. In the country, the
risks like hails, wind and fire, are well covered by agricultural
insurance (in “risks covered” mode) and in some crops this
also covers risks like hydric excess in winter crops and
freezing temperatures in rice.
There is little development of profitable insurances due
higher cost regards nominal insurance. Higher cost is
explained by the need of orchard plots inspection to effects
of collecting information when making the contract of
insurance and before sinister occurrence, as well as higher
number of included risks (increase insurance premium).
An offer of wide coverage to different risks and productions
would promote insurance extension in whole territory,
granting required risks dispersion along time and space that
needs the assurance activity, which indeed would reduce
fees costs.
To improve offer of conventional agricultural coverage is
necessary to improve availability of information required
for measuring different risks, which is beyond weather
scope.
Para estimar la probabilidad de ocurrencia de pérdidas en
un determinado cultivo por efecto de un evento climático,
se debe determinar la frecuencia del mismo, el umbral
a partir del cual produce pérdidas y la magnitud de las
mismas, para lo cual se necesita disponer de suficiente
información.
Covers based on climatic indexes seem to constitute a feasible
option to overcome some limitations that conventional
insurance have when including high impact (catastrophic)
weather events and in cases where loss ratio assessment results
extremely high and difficult to estimate (plains drought). It is
a novel financial instrument that protects against an eventual
economic loss related to evolution of climatic variable with
high relation to protection risk (i.e., amount of rain-drought)
and not with production volume.
El tipo y número de riesgos que puedan incluir las coberturas
de seguros depende de la información disponible, tanto
climática como de pérdidas de producción por cultivo. En
However, this type of insurance demands an analysis
process and verification of available information and in
many cases requires obtaining them in order to estimate
el país los riesgos como granizo, viento e incendio están
suficientemente cubiertos por el seguro agrícola (en su
modalidad “de riesgos nominados”) y en algunos cultivos
éste cubre además riesgos como exceso hídrico en cultivos
de invierno y bajas temperaturas en arroz.
Existe muy poco desarrollo de los seguros de rendimiento por
su mayor costo respecto a los de riesgos nominados. El mayor
costo se explica por la necesidad de inspecciones de chacras
a los efectos de recoger información al contratar el seguro y
ante la ocurrencia del siniestro, así como por el mayor número
de riesgos incluidos (aumenta la prima de riesgo).
Una oferta amplia de coberturas a diferentes riesgos y
producciones promovería la extensión del seguro en todo el
territorio, otorgando la necesaria dispersión de los riesgos
en tiempo y espacio que requiere la actividad aseguradora,
lo que a su vez reduciría el costo de las tarifas.
Para mejorar la oferta de las coberturas agrícolas
convencionales es necesario mejorar la disponibilidad de
información requerida para la medición de los diferentes
riesgos, que va más allá de la climatológica.
Las coberturas basadas en índices climáticos parecen constituir
una alternativa factible para superar algunas de las limitaciones
que tienen los seguros tradicionales para cubrir los eventos
climáticos de alto impacto (catastróficos) y en los casos donde
la evaluación de la siniestralidad resulta muy onerosa y difícil
de estimar (sequía en pasturas). Es un instrumento financiero
novedoso que protege de una eventual pérdida económica
relacionada con la evolución de una variable climática con alta
relación con el riesgo a proteger (ej. cantidad de lluvia- sequía)
y no con un volumen de producción.
Sin embargo, este tipo de seguro exige un proceso de
análisis y verificación de la información disponible y en
muchos casos se requiere generación de la misma para
poder estimar la correlación entre el índice seleccionado
y el daño, ajustar el umbral a partir del cual se activa
la indemnización, las probabilidades de ocurrencia, el
estado del cultivo que presenta mayor exposición al riesgo
considerado, etc. Por tanto, exige un periodo previo de
tiempo para su ajuste y posterior implementación, de modo
que el “riesgo de base” sea mínimo.
El desafío planteado es por tanto el establecimiento de un
programa de generación de información que permita el
desarrollo de programas de seguros, ya sean convencionales,
619
correlation between selected index and damage, to adjust
bias from which indemnity is activated, occurrence
probabilities, crop state that shows higher exposure to
selected risk, etc. Therefore, requires a pervious timeframe
for its adjustment and further implementation, in such way
“base risk” is minimal.
Therefore such challenge is settling of a program for
information generation that allows development of safe
programs, either conventional, based on weather indexes, or
on yields; i.e., an information and support system for decision
making which allows to contribute such information.
The other proponed strategy is generation of methods for
handling catastrophe funds.
In case of catastrophic climatic events -of low frequency, but
high negative impact due territorial extension or intensitythat give as result large losses hardly assumable by insurance
sector, i.e., very extreme droughts, there are management
options like contingency or emergency funds, which
supplement insurance activity and in general are managed
by governmental entities.
Before occurrence of this type of events, state support
to affected producers (direct support, tax deferral, bank
financial reschedule, among others) has not been based on
previsions that take into account frequency and magnitude
of losses, but in resources availability at that time. Every
time there is more and more consensus as well in official
side (state) as in producers side in the sense that this issue
must be included within national agricultural policy
agenda, regarding a suitable coverage in this sector implies
greater development, support to technological innovation
and tracking promotion programs. Although recently has
been issued an agricultural emergency fund managed
by government, the estimation and prevision of needs to
cover this situations will contribute to its administration
and managing.
Also, when contracting of climatic or catastrophe indexed
insurance by the State, will ease its financing with addition
of fresh resources at the moment of an event. Information and
support system for decision making process would be a valid
instrument to give required information to governmental
authorities during extreme situations as catastrophe
statement, defining affected areas, quantification of
damages for indemnity issues, etc. At the same time, the
system could contribute to estimate prevision of finance
basados en índices climáticos o de rendimientos; es decir, un
sistema de información y soporte para la toma de decisiones
que permita aportar dicha información.
La otra estrategia propuesta es la generación de métodos
para la operación de fondos de catástrofes.
En el caso de los fenómenos climáticos catastróficos -de baja
frecuencia pero de alto impacto negativo por su extensión
territorial e intensidad- que generan pérdidas cuantiosas
difícilmente asumibles por el sector asegurador por ejemplo
sequías muy extremas, existen otras opciones de gestión
como los fondos de contingencia o de emergencia, que
complementan la acción de los seguros y normalmente son
operados por los gobiernos.
Ante la ocurrencia de ese tipo de fenómenos climáticos
catastróficos el apoyo estatal a los productores afectados
(ayudas directas, diferimiento de obligaciones tributarias,
refinanciaciones bancarias, entre otras) no ha estado
basado en previsiones que tomen en cuenta la frecuencia
y magnitud de las pérdidas, sino que depende de las
disponibilidades de recursos en ese momento. Cada
vez existe mayor consenso tanto desde el Estado como
desde los productores en que el tema debe ser tratado
dentro del marco de política agrícola nacional, en el
entendido que una cobertura adecuada del sector implica
globalmente un mayor desarrollo, incentiva la innovación
tecnológica y respalda a los programas de fomento. Si
bien recientemente se ha creado un fondo de emergencia
agropecuaria administrado por el gobierno, la estimación y
previsión de las necesidades para atender estas situaciones
contribuiría a su gestión y administración.
Asimismo, la contratación por parte del Estado de un
seguro de índice climático o de catástrofe, facilitaría
su financiamiento con aporte de fondos frescos al
momento de ocurrencia de la catástrofe. El sistema de
información y soporte para la toma de decisiones podría
ser un instrumento válido para brindar la información
necesaria a las autoridades de gobierno para la toma
de decisiones en situaciones extremas como son las
declaraciones de catástrofes, determinación de las regiones
afectadas, cuantificación de los daños a los efectos de
la indemnización, etc. Igualmente, el sistema podría
contribuir a estimar las previsiones de recursos financieros
que deberían contar esos fondos a los efectos de mitigar
los daños que los distintos tipos de eventos catastróficos
puedan producir (sequía, inundaciones, etc.).
resources should such funds have in order to cover damage
effects that different type of catastrophic events can produce
(drought, floods, etc.).
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Adaptation of agricultural production systems to
climate variability and climate change: lessons
learned and proposed research approach. In: insights
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EPOC/GF/SD/RD. Organisation for Economic Cooperation and Development. Paris. 10 p.
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2007b. Intergovernmental panel on climate
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assessment report. Climate Change 2007: Climate
Change Impacts. Adaptation and vulnerability,
summary for policymakers. Disponible en:http://
www.ipcc.ch/SPM6avr07.pdf.
Concentración nutrimental en hojas de aguacate ‘Hass’ con síntoma de moteado*
Nutrimental concentration in ‘Hass’ avocado leaves with mottled symptom
Edgardo Federico Hernández-Valdés1§, Salvador Aguilar-Campoverde1, Verónica Aguiera-Taylor2 y Rosa Elena Pérez-Sánchez1
Facultad de Agrobiología “Presidente Juárez”, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Paseo Lázaro Cárdes esq. Berlín s/n. Col. Viveros. Uruapan, Michoacán,
México. C. P. 60190. Tel. 01 452 523-64-74. ([email protected]), ([email protected]). Uruapan, Michoacán, México. 2Laboratorio de Diagnóstico Vegetal
CICLUS. Calle 28 de abril Núm. 70-C, Facc. San Francisco Uruapan. Uruapan, Michoacán, México. C. P. 60157. Tel. 01 452 119-80-10. ([email protected]).
§
Autor para correspondencia: [email protected].
1
Resumen
Abstract
El llamado “moteado de las hojas” en el cultivo de aguacate
está ampliamente distribuido en las zonas de producción
más importante de México, y se desconoce los factores
involucrados en la aparición de este síntoma foliar. Por
ello, se contrastó el contenido nutrimental en hojas de
aguacate ‘Hass’ colectadas de árboles sin la presencia
del moteado (tratamiento A), contra hojas que tampoco
manifestaran el síntoma pero provenientes de árboles con
el daño foliar (tratamiento B) y hojas con la presencia del
síntoma (Tratamiento C). Se encontró que, aquellas hojas con
“moteados” intervenales tuvieron menor concentración de
N, P, K, y Mn, respecto a las que no presentaron el síntoma,
mientras que las concentraciones de Ca, Mg, Fe, Zn, Cu y
B hojas con y sin moteado fueron similares.
The problem called as “mottled leaves” in avocado crop
is widely spread in the most important production zones
from Mexico, and it is unknown which factors are involved
in this foliar symptom appearance. By this reason, the
nutrimental content in ‘Hass’ avocado foils collected
from trees without mottled presence (treatment A) was
collated against leaves that either showed the symptom
although coming from trees with foliar damage (treatment
b) and leaves with symptom presence (Treatment C). It
was found that those leaves with interveinal “mottled”
had least N, P, K, and Mn concentration with regards the
ones that show no symptom, while Ca, Mg, Fe, Zn, Cu
and B concentrations in leaves with and without mottling
were similar.
Palabras clave: Persea americana Mill., clorosis intervenal,
deficiencia foliar.
Key words: Persea americana Mill., interveinal chlorosis,
foliar deficiency.
Introducción
Introduction
En los huertos de aguacate en Michoacán, Mexico,
se encuentra ampliamente distribuido el daño foliar
denominado “moteado de las hojas” (Mottle leaf), que se
In the avocado orchards from Michoacán, Mexico, it is
widely spread the foliar damage called “Mottle leaf”,
which is evinced like interveinal chlorosis in young leaves
manifiesta como una clorosis intervenal en las hojas jóvenes
(Barroso et al., 1985), además de hojas terminales muy
pequeñas con márgenes necróticos y entrenudos cortos en
casos avanzados (Malo, 1976). A medida que el daño es más
severo los brotes pueden presentar defoliación y muerte
progresiva lo que reduce drásticamente el rendimiento, e
incluso causa la muerte de los árboles (Salazar, 2002).
Durante 1910 el doctor A. J. Cook, profesor de biología
en Pomona Collage, reconoció un daño similar en hojas
de cítricos, al cual denominó “decadencia de árboles de
naranja naval en California” que posteriormente cambió a
“moteado de las hojas”. Este síntoma se intensificaba cuando
los suelos eran muy duros por periodos considerables entre
riegos, además se presentaba en aquellos huertos donde los
riegos inundaban el terreno (Horne, 1933). Sin tener aún
claro el origen de este problema, años después se reportó que
las aplicaciones abundantes de materiales orgánicos, junto
con un adecuado suministro de nitrógeno, y una condición
favorable de humedad son importantes en la prevención del
moteado de hojas. En evaluaciones posteriores en cítricos,
se encontró una importante disminución del daño foliar por
la aplicación de varias unidades de sulfato de zinc al suelo
o por aspersiones al follaje (Horne, 1934).
Debido a que en varias especies de árboles frutales, incluyendo
los cítricos, son afectadas con un síntoma similar, en el cultivo
de aguacate se ha recurrido a la aplicación de materiales que
contienen Zn para corregir este síndrome, con respuestas
favorables al aplicarlo foliarmente en forma de sulfato (Parker,
1936). Se reporta también, que las aplicaciones de Zn vía
solución nutritiva sobre cultivo en arena, pueden corregir el
moteado de las hojas e incrementar su tamaño y la intensidad
de color verde así como el crecimiento de la plantas de
aguacate (Brusca y Haas et al., 1959).
Es por ello que como parte del manejo del cultivo de aguacate
en Michoacán se realicen aplicaciones de 0.5 kg de sulfato de
zinc por árbol al suelo, con el fin de disminuir el daño ocasionado
por este síntoma (Sánchez et al., 2001). Sin embargo, existe
otro estudio en donde las aspersiones en las hojas de sulfato
de zinc no fueron efectivas para corregir la deficiencia foliar
de Zn, tampoco de incrementar la producción de fruto, ni el
tamaño del mismo (Salazar et al., 2008). De acuerdo con
Aguilera et al. (2004) en Michoacán, la concentración de Zn
en hojas de aguacate generalmente se encuentra desde niveles
normales hacia arriba de lo normal (índices Kenworthy de
80-120 y > 120, respectivamente), lo cual pone en duda que
realmente este elemento sea el causante de dicho síntoma.
Edgardo Federico Hernández-Valdés et al.
(Barroso et al., 1985), besides very small terminal leaves
with necrotic edges and short buds in severe cases (Malo,
1976). In the extent damage is more severe the shoots can
show defoliation and progressive deterioration which
dramatically decreases yield, and even cause trees’ death
(Salazar, 2002).
During 1910 doctor A. J. Cook, biology professor at Pomona
College, identified similar damage in citrus leaves, which
were called “decline of navel orange tree in California” and
further changed to “mottle leaf”. This symptom intensifies
when soils were very hard during long periods between
irrigations, also arose on orchards where irrigation flood the
land (Horne, 1933). Without having the exact origin of this
disease, years later it was reported that abundant application
of organic materials, together with suitable nitrogen supply
and favorable humidity condition are important to prevent
mottled leaves. In further assessments of citric trees, it was
found an outstanding decrease of foliar damage thanks to
application of several units of zinc sulfate to soil and by
spraying it to foliage (Horne, 1934).
Due in several species of fruit trees, including citric trees,
are affected by a similar symptom, avocado crops have been
applied with materials that contain Zn to prevent this problem,
with good results when applied to foliage in sulfate (Parker,
1936). It is also reported that Zn applications by nutritious
solution on sand crop, can prevent mottled leaves and increase
their size and green color intensity as well as avocado plants
growth (Brusca and Haas et al., 1959).
By this reason, as part of avocado crop handling in
Michoacán there are applications of 0.5 kg of zinc sulfate
per tree to the soil, with the aim to diminish damage caused
by this symptom (Sánchez et al., 2001). However, there is
another study in which spraying zinc sulfate to leaves was
not effective to correct foliar deficiency, neither increase
fruit yield, nor its size (Salazar et al., 2008). According to
Aguilera et al. (2004) in Michoacán, Zn concentration in
avocado leaves generally is found from normal to above
levels (Kenworthy indexed from 80-120 and > 120,
respectively), which puts in doubt that this element is really
causing such symptom.
Despite Salazar (2002) acknowledges mottled leaves as
lack of Zn on them, Barroso et al. (1985) and Tapia et al.
(2007) described lack of manganese (Mn) like a fading of
interveinal zones but keeping green the areas surrounding
nerves, and in the extent that becomes more severe, such
Concentración nutrimental en hojas de aguacate ‘Hass’ con síntoma de moteado
623
A pesar que Salazar (2002) reconoce al moteado de las hojas
como una falta de Zn en las hojas, Barroso et al. (1985)
y Tapia et al. (2007) describieron la falta de manganeso
(Mn) como un empalidecimiento de las áreas intervenales
de las hojas permaneciendo verdes las zonas contiguas
de los nervios, y a medida que se hace más aguda, dichas
áreas adquieren una coloración amarilla más intensa. Por
su parte Wallihan y Miller (1968) en plántulas sometidas a
diferentes niveles de Mn, demostraron que los síntomas por
falta del nutrimento presentan un patrón de clorosis similar
al causado por Zn.
areas acquire a more intense yellow coloration. On the other
hand, Wallihan and Miller (1968) in seedlings submitted to
different Mn levels, demonstrated that symptoms by lack
of this element showed a chlorosis pattern similar to the one
caused by Zn.
Por ello, el objetivo de este trabajo fue determinar la
concentración de nutrimentos presentes en hojas de aguacate
‘Hass’ con síntoma de “moteado”, contrastándolas contra
hojas que visualmente no presentaron el daño.
El presente estudio fue realizado en huertos de aguacate
‘Hass’ ubicados en el municipio de San Juan Parangaricutiro,
Michoacán, México (19º 25’ 05’’ latitud norte, 102º longitud
oeste 07´ 50’’ longitud oeste). Se estableció un diseño
experimental en bloques al azar con tres tratamientos y cinco
repeticiones. En cada huerta se seleccionaron cinco árboles
con apariencia sana, considerándose éste como follaje verde
oscuro y sin daño aparente por falta de nutrimentos que
provocaran clorosis intervenal en sus hojas (tratamiento
A). Cerca de los árboles de donde se tomaron hojas para
el tratamiento A, se ubicaron otros cinco árboles con por
lo menos la mitad de su copa con daño de moteado en sus
hojas, seleccionando de él hojas sin daño (tratamiento B)
y hojas con daño visible (tratamiento C). De cada árbol, se
colectaron cuatro hojas con las características mencionadas,
para tener finalmente 20 hojas de cada tratamiento por
huerto. Los bloques fueron huertos a diferentes altitudes
dentro del municipio, ubicados a 1 400, 1 780, 1 880, 2 184
y 2 438 msnm.
Las hojas se llevaron a laboratorio para su lavado en agua
desionizada, luego con ayuda de un sacabocado de 1 cm de
diámetro, se obtuvieron círculos de zonas intervenales de
cada hoja, asegurando tener muestra de la clorosis entre las
venas para el tratamiento C, mientras que para los otros dos
tratamientos los círculos de regiones intervenales fueron
de un color verde oscuro. Se procedió a dar un enjuague de
las porciones de tejido foliar con ácido clorhídrico 0.1 N,
Therefore, the aim of this work was to define concentration
of nutriments that exist in ‘Hass’avocado leaves with mottled
symptom, contrasting them with leaves that showed no
visual damage.
This study was made in ‘Hass’ avocado orchards located
in the municipality of de San Juan Parangaricutiro,
Michoacán, Mexico (19º 25’ 05’’ north latitude, 102º 07´
50’’ west longitude). A randomized block experimental
design with three treatments and five repetitions was
set. In each orchard five apparently health trees were
selected, i. e., with dark green foliage and without
apparent damage due lack of nutriments that could cause
interveinal chlorosis in their leaves (treatment A). Near
those trees whose leaves were used for treatment A, other
five trees were located with at least half of the canopy with
mottled leaves damage, selecting leaves without damage
(treatment B) and with visible damage (treatment C). From
each tree, four leaves with the mentioned characteristics
were collected, to finally obtain 20 leaves of each
treatment by orchard. Blocks were orchards at different
heights within the municipality, located at 1 400, 1 780, 1
880, 2 184 and 2 438 masl.
The leaves were taken to laboratory for deionized water
washing, and then with help of 1cm diameter punch, circular
samples of interveinal zones of each leaf were obtained,
being sure of getting chlorosis between veins for treatment
C, while for other two treatments the circles of interveinal
zones had dark green color. Then all foliar tissue portions
were rinsed with 0.1 N hydrochloric acid and final wash
with deionized water. Afterwards tissue was dried at 70 °C
during 48 h, milled and processed with 40 mesh. Total N
was determined by microkjeldhal, and by humid digestion
(sulfuric acid + hydrogen peroxide) the solution to quantify
P by colorimetry (ascorbic acid and ammonium molybdate)
was achieved, K by flame emission; Ca, Mg, Fe, Mn and Zn
by atomic adsorption and B by colorimetry (Azomethine-H).
Results were analyzed by randomized block experimental
y un lavado final con agua desionizada. Después el tejido
fue secado a 70º C durante 48 h, molido y tamizado por
malla 40. El N total se determinó por microkjeldhal, y a
través de digestión húmeda (ácido sulfúrico + peróxido de
hidrógeno) se logró obtener la solución para la cuantificar P
por colorimetría (ácido ascórbico y molibdato de amonio);
K por emisión de llama; Ca, Mg, Fe, Mn y Zn por absorción
atómica y B por colorimetría (Azometina-H). Los resultados
se analizaron a través de un diseño experimental de bloques al
azar con cinco repeticiones. Una vez encontradas diferencias
significativas entre tratamientos, se realizó una comparación
de medias por Tukey (Pr< 0.05).
Macronutrimentos
En el Cuadro 1 se observa un comportamiento muy similar
de los niveles de N, P y K para las hojas con apariencia
sana, independientemente que provinieran de árboles sanos
o enfermos (tratamientos A y B, respectivamente). Sin
embargo, estos dos tipos de hojas superaron estadísticamente
en concentración, de estos nutrimentos, a aquellas que
presentaban el síntoma de moteado (tratamiento C). La
concentración de Ca y Mg fue similar en hojas con y sin el
síntoma de clorosis intervenal.
design with five repetitions. Once significant differences
between treatments were found, a comparison of means
by Tukey (Pr< 0.05) was made.
Macronutriments
In Table 1 it is shown a very similar behavior on N, P and K
levels for leaves with health appearance, regardless they come
from health or affected trees (treatmentsAand B, respectively).
However, these two types of leaves statistically overcame in
concentration of N, P and K levels to those that had mottled
symptom (treatment C). Ca and Mg concentration was similar
in leaves with and without interveinal chlorosis symptom.
Micro nutriments
According to Table 2, Fe, Zn, Cu and B concentrations in
foliar tissue did not show significant differences between
leaves coming from trees with and without mottled foliar
symptom. But in the case of B, there is a clear statistical
difference between leaves with healthy appearance as well
from health as affected trees (treatments A and B, respectively)
which had greater B concentration regards trees with mottled
foliar symptom.
Cuadro 1. Concentración de macronutrimentos en hojas de aguacate ‘Hass’ colectadas con diferentes condiciones de
moteado foliar.
Table 1. Macronutriments concentration in leaves from ‘Hass’ avocado collected with different conditions of mottled foliar.
Tratamiento
Árbol
Hoja
A
B
C
Sano
Enfermo
Enfermo
Sana
Sana
Enferma
N
P
K
g kg-1
Ca
Mg
15.6 a†
14.7 a
12.6 b
1.4 a
1.3 a
1.1 b
6.7 a
5.9 a
4.1 b
14.4 a
13.8 a
11.2 a
9.4 a
8.6 a
8.4 a
Letras distintas por columnas indican diferencia estadística significativa (Pr< 0.05).
†
Micronutrimentos
Discussion
De acuerdo con el Cuadro 2, las concentraciones de Fe,
Zn, Cu y B en tejido foliar no presentaron diferencias
significativas entre las hojas provenientes de árboles
con y sin síntoma de moteado foliar. Pero, para en Mn
la diferencia estadística se presentó claramente entre
las hojas con apariencia sana tanto de los árboles sanos
According to tables 1 and 2, leaves with mottled leaves had
lower N, P, K and Mn concentration than those with no
damage. However, in a study made by Furr et al. (1946)
with avocado varieties Taylor and Lula, by technique of
missing element, they achieved to induce N, P and K foliar
como enfermos (tratamientos A y B, respectivamente)
los cuales presentaron mayor concentración de este
elemento respecto a las hojas con el síntoma de moteado
foliar.
625
deficiencies, the same that show no mottled symptom.
The young leaves of plants without Mn did not show any
symptom, by as they mature, developed many yellow areas
between veins.
Cuadro 2. Concentración de micronutrimentos en hojas de aguacate ‘Hass’ colectadas con diferentes condiciones de
moteado foliar.
Table 2. Micronutriments concentration in leaves from ‘Hass’ avocado collected with different conditions of mottled foliar.
Fe
Mn
Cu
B
41.9 a
447.3 a
37.0 a
138.6 a
36.8 a
331.7 a
36.7 a
110.4 b
28.3 a
293.6 a
34.0 a
Tratamiento
Árbol
Hoja
A
Sano
Sana
206.3 a
170.0 a†
B
Enfermo
Sana
186.3 a
C
Enfermo
Enferma
184.8 a
µg g
Zn
-1
Letras distintas por columnas indican diferencia estadística significativa (Pr< 0.05).
†
Discusión
De acuerdo con los Cuadros 1 y 2, las hojas con moteados
tuvieron menor concentración de N, P, K y Mn respecto
a aquellas que no manifestaban el daño. Sin embargo, un
estudio realizado por Furr et al. (1946) con las variedades de
aguacate Taylor y Lula, a través de la técnica del elemento
faltante, lograron inducir deficiencias foliares de N, P y K,
mismas que no presentaron el síntoma del moteado. Las hojas
jóvenes de plantas sin Mn, no mostraron ningún síntoma,
pero a medida que estas maduraron, se desarrollaron muchas
áreas amarillas entre las venas. Para Mn, estos autores
reportan similitudes del síntoma de moteado muy parecido a
lo encontrado en el presente estudio, donde se logró separar
por concentración de éste elemento, hojas con y sin síntomas
además publicaron, que con la falta de Zn sólo muy pocas
hojas presentaron un ligero moteado, situación encontrada
también en este trabajo, dado que a pesar que las hojas
con una mejor condición nutrimental (tratamiento A) tuvo
mayor concentración de Zn que aquellas con mayor área
dañada (tratamiento B y C), no se expresaron diferencias
significativas entre ellas. Barnard et al. (1991) en plantas
de aguacate (Hass, Duke y G755) y crecidas en solución
nutritiva, también lograron inducir síntomas similares a los
descritos anteriormente para N, K, P y Mn, siendo para éste
último una clorosis intervenal en hojas maduras. Plantas
crecidas en cultivo de arena, y manejadas con solución
nutritiva que no se les agregó Zn, no manifestaron un patrón
definido de moteado foliar.
For Mn, these authors report similarities of mottled
symptom very alike to what was fount in this study, where
it was possible to split by Mn concentration leaves with
and without symptoms, also they reported that with lack
of Zn only very few leaves showed a slight mottled, same
condition found in this work, since despite leaves with
better nutrimental condition (treatment A) had higher
Zn concentration than those with greater damaged area
(treatment B and C), there were no significant differences
between them. Barnard et al. (1991) in avocado plants
(Hass, Duke and G755) and grown in nutritious solution,
also achieved to induce similar symptoms to previously
mentioned for N, K, P and Mn, being for the latter an
interveinal chlorosis in mature leaves. Plants grown
in sand culture, and handled with nutritious solution
without adding Zn, did not show a defined pattern of
mottled foliar.
Despite that for Crowley et al. (1993) Zn deficiency is
seen when its concentration in foliar tissue is < 30 µg
g-1, and that in the research herein shown only leaf with
presence of mottled is the one with an index lower to
reported by those researchers (28.3 µg g-1), for Maldonado
et al. (2007) the acceptable Zn concentrations in
foliar tissue for ‘Hass’ avocado in Michoacán are located
from 20 to 51 µg g -1, intervalo that allows to locate
in a normal category the analyzed leaves
withmottled presence. Díaz et al. (1991) acknowledge
that lack of Zn in avocado leaves can be confused with
lack of Mn.
A pesar que para Crowley et al. (1993) una deficiencia de
Zn se manifiesta cuando la concentración del elemento
en el tejido foliar es < 30 µg g-1, y en la investigación
presentada aquí sólo la hoja con presencia de moteado
es la que tiene un índice inferior al reportado por estos
investigadores (28.3 µg g-1), para Maldonado et al. (2007)
las concentraciones aceptable de Zn en tejido foliar para
‘Hass’ en Michoacán se sitúan de 20 a 51 µg g-1, intervalo
que permite ubicar a las hojas analizadas con presencia
de moteado en una categoría normal. Díaz et al. (1991)
reconocen que una falta de Zn en hojas de aguacate puede
ser confundida por la de Mn.
Conclusions
The leaves with presence of “mottled” in ‘Hass’
avocado showed nitrogen, phosphorus, potassium and
manganese concentrations lower than those with healthy
appearance.
Calcium, magnesium, iron, zinc, cuprum and boron
concentrations did not show significant differences between
leaves with and without “mottled”.
Conclusiones
Las hojas con presencia de “moteado” en aguacate ‘Hass’
presentaron concentraciones de nitrógeno, fósforo,
potasio y manganeso inferiores a aquellas con apariencia
saludable.
La concentración de calcio, magnesio, hierro, zinc, cobre y
boro no presentaron diferencias significativas entre hojas
con y sin el “moteado”.
Literatura citada
Aguilera, J. L.; Tapia, L. M.; Vidales, I. y Salazar, S.
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INSTRUCCIONES PARA AUTORES(AS)
La Revista Mexicana en Ciencias Agrícolas (REMEXCA),
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científico. Las descripciones de cultivares es en texto
consecutivo, con información relevante sobre la importancia
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del contenido del ensayo se trata en apartados de acuerdo al
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tema específico y el propósito de la investigación; señala el
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bibliográficos que fundamenten la hipótesis y los objetivos.
Materiales y métodos. Incluye la descripción del sitio
experimental, materiales, equipos, métodos, técnicas y
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en la investigación y señalar similitudes o divergencias con
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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;
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dos primeras líneas y la tercera sirve para terminar el cuadro;
además, deben numerarse en forma progresiva conforme se
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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
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por ejemplo, Winter (2002) o Lindsay y Cox (2001) si son
dos autores(as). Si la cita es al final del texto, colocar entre
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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
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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;
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y libros); 8) número de la edición punto; 9) nombre de la
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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:
Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. Campo
Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los ReyesTexcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México.
C. P. 56250. Tel. 01 595 9212681. E-mail: revista-atm@
yahoo.com.mx. Cost of annual subscription $ 60.00 dollars
(6 issues). Price per issue $ 9.00 dollars (plus shipping).
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
María Otilia Lozada González
y
ASISTENTE EDITORIAL
María Doralice Pineda Gutiérrez

Vol.3 Núm. 3

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